Представлены результаты исследования резиновых смесей и резин, в составе которых использован опытный продукт – комплексный активатор вулканизации со сниженным содержанием оксида цинка, полученный на основе бентонита разных марок. Изучен гранулометрический состав и свойства бентонитов, применяемых для синтеза опытного активатора. В соответствии с разработанной методикой осуществлен синтез линейки опытных активаторов вулканизации с бентонитами разных фракций. В ходе измельчения и последующего фракционирования опытных активаторов вулканизации получены опытные продукты с размером частиц от 0,1 до 1,4 мм. Исследованы свойства резиновых смесей и вулканизатов, полученных с использованием опытного продукта различной дисперсности. Изучены вулканизационные свойства резиновых смесей на основе изопренового каучука марки СКИ-3 и разных активаторов вулканизации, а также упруго-прочностные свойств вулканизатов, рассчитаны константы вулканизации. В качестве образца сравнения использовали образец, в которой в качестве активаторов вулканизации вводили оксид цинка и стеариновую кислоту. В ходе испытаний резиновых смесей, полученных с использованием различных фракций опытного комплексного активатора вулканизации выявлено снижение времени оптимума вулканизации до 27% по сравнению с образцом сравнения при незначительном уменьшении времени начала вулканизации и увеличение скорости процесса. Отмечено некоторое снижение максимального крутящего момента при использовании опытных активаторов вулканизации. Анализ упруго-прочностных свойств резин показал, что по условной прочности при растяжении опытные образцы превосходят эталонный на 20–40%. Относительное удлинение при разрыве у опытных резин выше на 50–80%, чем у образца сравнения, что свидетельствует о формировании более равномерной вулканизационной сетки в присутствии опытных продуктов. Установлено, что образцы опытных активаторов с размерами частиц от 1 до 0,2 мм обеспечивают лучший комплекс физико-механических свойств и могут быть рекомендованы к практическому использованию в составе резиновых смесей, что позволит снизить содержание токсичного для окружающей среды оксида цинка.

1. Maciejewska M., Krzywania-Kaliszewska A., Zaborski M. Surface properties of calcium and magnesium oxide nanopowders grafted with unsaturated carboxylic acids studied with inverse gas chromatography //Journal of Chromatography. 2012. V. 1257. С. 141–148.

2. Pogodaev A.K., Tikhomirov, S.G., Karmanova, O.V. et al. Modeling elastomer properties in presence of a composite vulcanization activator. Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2018. V. 53. № 5. P. 807–815.

3. Przybyszewsa M., Zaborski M. The effect of zinc oxide nanoparticle morphology on activity in crosslinking of carboxylated nitrile elastomer. Express Polym. V. 3. P. 542–552.

4. Przybyszewska M., Krzywania A., Zaborski M., Szynkowska M.I. et al. Surface properties of zinc oxide nanoparticles studied by inverse gas chromatography //Journal of Chromatography A. 2009. V. 1216. №. 27. P. 5284–5291.

5. Fidelus J.D., Piticescu R.R., Piticescu R.M., Lojkowski W. et al. Solvothermal synthesis of Co-doped ZnO nanopowders //Zeitschrift für Naturforschung. 2008. V. 63. №. 6. P. 725–729.

6. Мухутдинов А.А., Нелюбин A.A., Ильясов Р.С. Экологические аспекты модификации ингредиентов и технологии производства шин. Казань. Фэн. 1999. 399 с.

7. Heideman G.H., Noordermeer J.W., Datta R.N., Baarle B.V. Effect of zinc complexes as activator for sulfur vulcanization in various rubbers //Rubber Chemistry and Technology. 2005. V. 78. №. 2. P. 245–257.

8. Карманова О.В., Тихомиров С.Г., Голякевич А.А. Применение новых активаторов вулканизации в производстве резинотехнических изделий // Резиновая промышленность. Сырье. Материалы. Технологии: Доклады XXVI науч.-практ. конф.Москва: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр "Научно-исследовательский институт шинной промышленности", 2021. – С. 107–108.

9. Каюшников С.Н., Прокопчук Н.Р., Шашок Ж.С., Вишневский К.В. Свойства модельных резиновых смесей с различными активаторами вулканизации // Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. 2014. №. 4 (168). С. 35–39.

10. Мяделец В.В., Касперович А.В. Применение измельченного вулканизата в качестве наполнителя эластомерных композиций // Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. 2017. №. 2 (199). С. 83–89.

11. Карманова О.В., Фатнева А.Ю., Тихомиров С.Г., Попова Л.В. Влияние состава композиционного активатора вулканизации на свойства эластомеров // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2019. Т. 81. № 4(82). С. 178–183. doi:10.20914/2310–1202–2019–4–178–183

12. Mostoni S., Milana P., Di Credico B., D’Arienzo M. et al. Zinc-based curing activators: new trends for reducing zinc content in rubber vulcanization process //Catalysts. 2019. V. 9. №. 8. P. 664.

13. Yangthong H., Pichaiyut S., Wisunthorn S., Kummerlöwe C. et al. Role of geopolymer as a cure activator in sulfur vulcanization of epoxidized natural rubber //Journal of Applied Polymer Science. 2020. М. 137. №. 17. P. 48624.

14. Alam M. N., Kumar V., Potiyaraj P., Lee D. J. et al. Synergistic activities of binary accelerators in presence of magnesium oxide as a cure activator in the vulcanization of natural rubber //Journal of Elastomers & Plastics. 2022. V. 54. №. 1. P. 123-144.

15. de Lima D. R., da Rocha E. B. D., de Sousa A. M. F., da Costa A. C. A. et al. Effect of vulcanization systems on the properties of natural rubber latex films //Polymer Bulletin. 2021. V. 78. №. 7. P. 3943-3957.

16. Sriring M., Nimpaiboon A., Kumarn S., Sirisinha C. et al. Viscoelastic and mechanical properties of large-and small-particle natural rubber before and after vulcanization //Polymer Testing. 2018. V. 70. P. 127-134.

17. Joseph A. M., George B., Madhusoodanan K. N., Alex, R. Current status of sulphur vulcanization and devulcanization chemistry: Process of vulcanization //Rubber Science. 2015. V. 28. №. 1. P. 82-121.

18. Ren T., Song P., Yang W., Formela K. et al. Reinforcing and plasticizing effects of reclaimed rubber on the vulcanization and properties of natural rubber //Journal of Applied Polymer Science. 2023. V. 140. №. 10. P. e53580.

19. Sripornsawat B., Thitithammawong A., Tulaphol S., Johns J. et al. Positive synergistic effects on vulcanization, mechanical and electrical properties of using deep eutectic solvent in natural rubber vulcanizates //Polymer Testing. 2021. V. 96. P. 107071.

20. Larpkasemsek A., Raksaksri L., Chuayjuljit S., Chaiwutthinan P. et al. Effects of sulfur vulcanization system on cure characteristics, physical properties and thermal aging of epoxidized natural rubber //Journal of Metals, Materials and Minerals. 2019. V. 29. №. 1.