Исследовано влияние рецептурно-технологических параметров на формирование морфологической структуры открытопористых эластомерных материалов (ОПЭМ) на основе этилен-пропилен-диенового каучука (СКЭПТ), предназначенных для сорбции нефтепродуктов. В качестве ключевого подхода использована двухстадийная технология вспенивания, обеспечивающая температурное и временное разделение процессов газовыделения и вулканизации. На первой стадии при 120 °C и избыточном давлении происходило разложение низкотемпературного порообразователя (бикарбонат натрия, БКН), что закладывало основу открытой макропористой структуры. На второй стадии при 180 °C и атмосферном давлении осуществлялся основной рост пор за счет разложения высокотемпературного порообразователя (азодикарбонамида) и фиксация структуры вулканизационной сетки. Установлено, что морфология материала (от квазисферической до стохастически-трабекулярной) и доля открытых пор (от 1 до 91%) определяются концентрацией БКН (2–10 масс.ч.) и длительностью первой стадии (5–9 мин). Показано, что трабекулярная структура с высокой извилистостью поровых каналов демонстрирует максимальную сорбционную емкость (до 17.5 г/г для масла 15W40) и эффективно удерживает сорбат за счет капиллярных сил. Выявлена склонность материала к набуханию в углеводородах, что ограничивает его ресурс при многократных циклах «сорбция-отжим». Разработанное решение открывает путь к целенаправленному проектированию структуры ОПЭМ с заданными сорбционными свойствами.

1. Лисичкин Г.В., Кулакова И.И. Ликвидация аварийных разливов нефти: состояние и проблемы (обзор) // Журнал прикладной химии. 2022. Т. 95. № 9. С. 1082–1110. doi: 10.31857/S0044461822090018

2. Скирдин К.В., Казьмина О.В. Анализ нефтесорбентов: виды, свойства и эффективность применения // Нефтехимия. 2022. Т. 62. № 6. С. 797–815. doi: 10.31857/S002824212206003X

3. Толстов А.М., Наумова Ю.А. О перспективах применения полимерных материалов для сорбентов, предназначенных для очистки воды от нефтепродуктов // Вестник ВГУИТ. 2023. Т. 85. № 1. С. 240–248. doi: 10.20914/2310-1202-2023-1-240-248

4. Бакирова И.Н., Зенитова Л.А. Газонаполненные полимеры: учебное пособие. Казань: КГТУ, 2009. 105 с.

5. Клочков В.И., Рыжков В.Л. Производство пористых изделий из эластомеров. Л.: Химия, 1984. 96 с.

6. Жансакова К.С. Пористые теплоизоляционные резины на основе бутадиен-метилстирольного каучука: дис. ... канд. техн. наук. 2022. 128 с.

7. Rostami-Tapeh-esmaeil E., Rodrigue D., Vahidifar A., Esmizadeh E. Chemistry, processing, properties, and applications of rubber foams // Polymers. 2021. V. 13. № 10. P. 1565. doi: 10.3390/polym13101565

8. Толстов A.M., Наумова Ю.A., Поповских E.Г., Худякова И.П. Роль технологических факторов в формировании структуры открытопористых вспененных материалов на основе этилен-пропилен-диеновых сополимеров путем компрессионного формования // Polymer Science, Series D. 2025. Т. 18. № 1. С. 164–168. doi: 10.1134/S1995421224702058

9. Авдин В.В., Кириллов В.В., Лымарь А.А. Термолиз карбоната и гидрокарбоната аммония как твёрдых охладителей продуктов сгорания топлива // Вестник ЮУрГУ. 2011. Т. 229. № 12. С. 36–40.

10. Petchwattana N., Covavisaruch S. Influences of Modified Chemical Blowing Agents on Foaming of Wood Plastic Composites Prepared from Poly(Vinyl Chloride) and Rice Hull // Advanced Materials Research. 2011. V. 32. № 5. P. 2844–2850. doi: 10.1016/j.matdes.2010.12.044

11. Luo D., Pei X., Fu H. et al. Modification of sodium bicarbonate and its effect on foaming behavior of polypropylene // e-Polymers. 2021. V. 21. № 1. P. 366–367. doi: 10.1515/epoly-2021-0032

12. Harnnarongchai W., Chaochanchaikul K. Effect of Blowing Agent on Cell Morphology and Acoustic Absorption of Natural Rubber Foam // Applied Mechanics and Materials. 2015. V. 804. P. 25–29. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.804.25

13. Yao S.J., Zhou Z.F., Ye F. et al. Modifying Sodium Bicarbonate for Foaming Polymers // Advanced Materials Research. 2014. V. 940. P. 59–62. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.940.59

14. Пат. 5225107 United States. Nucleating agents (pore regulators) for the preparation of directly gassed thermoplastic foams / Kretzschmann G., Scholz D., Hilgert K.H.; заявл. 23.09.1992; опубл. 06.07.1993.

15. Zepnik S., Hendriks S., Kabasci S., Radusch H.J. Foam extrusion behavior, morphology, and physical foam properties of organic cellulose ester // Journal of Materials Research. 2013. V. 28. № 17. P. 2394–2400. doi: 10.1557/jmr.2013.141

16. Wypych G. Handbook of Polymer Processing Additives. Toronto: ChemTec Publishing, 2023. 120 p.

17. Li H.Z., Zhang J., Chen S.J. Effects of carbon blacks with various structures on vulcanization and reinforcement of filled ethylene-propylene-diene rubber // Express Polymer Letters. 2008. V. 2. № 10. P. 695–704. doi: 10.3144/expresspolymlett.2008.83

18. Марков А.В., Саки Т.А., Токарева Е.В. Влияние процесса разложения порофора азодикарбонамида на процесс вспенивания полимерных композиций // Пластические массы. 2020. № 9–10. С. 35–39. doi: 10.35164/0554-2901-2020-9-10-35-39

19. Wypych G. Handbook of Foaming and Blowing Agents. Toronto: ChemTec Publishing, 2017. 250 p.

20. Цвайфель Х., Маер Р.Д., Шиллер М. Добавки к полимерам: справочник / пер. с 6-го англ. изд. СПб.: Профессия, 2010. 1144 с.

21. Krutko I., Danylo I., Kaulin V. Kinetics of azodicarbonamide decomposition in the presence of an initiator for obtaining solid foams // Issues of Chemistry and Chemical Technology. 2019. № 1. P. 26–34. doi: 10.32434/0321-4095-2019-122-1-26-34

22. Vahidifar A., Khorasani S.N., Park C.B., Naguib H.E. Fabrication and Characterization of Closed-Cell Rubber Foams Based on Natural Rubber/Carbon Black by One-Step Foam Processing // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2016. V. 55. № 8. P. 2407–2416. doi: 10.1021/acs.iecr.5b04448

23. Шуваева А.В., Горденко Д.Р., Люсова Л.Р., Наумова Ю.А. Реометрические исследования процессов вулканизации и порообразования вспененных эластомерных материалов // Каучук и резина. 2017. Т. 76. № 3. С. 166–171.

24. Толстов А.М., Наумова Ю.А., Трусов А.С. Исследование синергических эффектов, реализуемых системами порофор – активатор в закрытопористых материалах на основе СКЭПТ // Южно-Сибирский научный вестник. 2025. Т. 61. № 3. С. 78–83. doi: 10.25699/SSSB.2025.61.3.008

25. Корнев А.Е., Буканов А.М., Шевердяев О.Н. Технология эластомерных материалов. М.: Истек, 2009. 502 с.

26. Аверко-Антонович Ю.О., Омельченко Р.Я., Охотина Н.А., Эбич Ю.Р. Технология резиновых изделий. Л.: Химия, 1991. 352 с.

27. Дик Дж.С. Технология резины: рецептуростроение и испытания. СПб.: Научные основы и технологии, 2010. 620 с.

28. Choi D., Kader M.A., Cho B.H. et al. Vulcanization kinetics of nitrile rubber/layered clay nanocomposites // Journal of Applied Polymer Science. 2005. V. 98. № 4. P. 1688–1696. doi: 10.1002/app.22341

29. Ghosh P., Katare S., Patkar P. et al. Sulfur vulcanization of natural rubber for benzothiazole accelerated formulations: From reaction mechanisms to a rational kinetic model // Rubber Chemistry and Technology. 2003. V. 76. № 3. P. 592–693. doi: 10.5254/1.3547762

30. Charoeythornkhajhornchai P., Samthong C., Boonkerd K., Somwangthanaroj A. Effect of azodicarbonamide on microstructure, cure kinetics and physical properties of natural rubber foam // Journal of Cellular Plastics. 2017. V. 53. № 3. P. 287–303. doi: 10.1177/0021955X16652101

31. Wang X., Feng N., Chang S. Effect of precured degrees on morphology, thermal, and mechanical properties of BR/SBR/NR foam // Polymer Composites. 2013. V. 34. № 6. P. 849–859. doi: 10.1002/pc.22489

32. Киченко А.А. Перестройка структуры губчатой костной ткани: математическое моделирование // Российский журнал биомеханики. 2019. Т. 23. № 3. С. 336–358. doi: 10.15593/RZhBiomeh/2019.3.02

33. Киченко А.А., Тверье В.М., Няшин Ю.И., Заборских А.А. Экспериментальное определение тензора структуры трабекулярной костной ткани // Российский журнал биомеханики. 2011. Т. 15. № 4. С. 78–93.

34. Киченко А.А., Тверье В.М., Сотин А.В. Математическое моделирование структуры губчатой костной ткани с использованием тензора структуры // Математические методы в технологиях и технике. 2023. № 9. С. 41–44. doi: 10.52348/2712-8873_MMTT_2023_9_41

35. Bayat H., Fasihi M., Zare Y., Rhee K. An experimental study on one-step and two-step foaming of natural rubber/silica nanocomposites // Nanotechnology Reviews. 2020. V. 9. № 1. P. 427–435. doi: 10.1515/ntrev-2020-0032

36. ГОСТ 8.586.5–2005. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. М.: Стандартинформ, 2007. 143 с.

37. Lopez-Gonzalez E., Saiz-Arroyo C., Rodriguez-Perez M.A. Low-density open-cell flexible polyolefin foams as efficient materials for oil absorption: influence of tortuosity on oil absorption // International Journal of Environmental Science and Technology. 2020. V. 17. P. 1663–1674. doi: 10.1007/s13762-019-02576-0

38. Lim T.T., Huang X. Evaluation of kapok (Ceiba pentandra (L.) Gaertn.) as a natural hollow hydrophobic-oleophilic fibrous sorbent for oil spill cleanup // Chemosphere. 2007. V. 66. № 5. P. 955–963. doi: 10.1016/j.chemosphere.2006.05.062

39. Choi H.M., Moreau J.P. Oil sorption behavior of various sorbents studied by sorption capacity measurement and environmental scanning electron microscopy // Microscopy Research and Technique. 1993. V. 25. № 5–6. P. 447–455. doi: 10.1002/jemt.1070250516