Библиографическое описание:

Фролов В. А., Меркулов С. А., Рыков Е. Н. Влияние условий обработки шинных резиновых смесей на молекулярную массу каучуковых составляющих // Молодой ученый. — 2014. — №3. — С. 360-361.

Общемировые запасы изношенных автошин оцениваются в 25 млн. т. при ежегодном приросте не менее 7 млн. т. Из этого количества в мире только 23 процента покрышек находят применение (экспорт в другие страны, сжигание с целью получения энергии, механическое размельчение для покрытия дорог и др.). Остальные 77 процентов использованных автопокрышек никак не утилизируется, ввиду отсутствия рентабельного способа утилизации [1].

Одним из самых перспективных и экономически выгодных направлений утилизации резиносодержащих отходов, в частности изношенных шин, является использование полученного в ходе их переработки вторичного сырья (регенерата) в дорожном строительстве [2–7]. При этом существенно снижается себестоимость и улучшаются физико-механические характеристики: повышенная стойкость к образованию трещин и упругость увеличивается на 20–30 %, растет уровень шумопоглощения, коэффициент морозоустойчивости, что сказывается положительно на материале, срок службы которого увеличивается в 2–3 раза. [8]

Регенерация резины — физико-химический процесс. Существуют различные способы получения регенерата, отличающихся характером и интенсивностью воздействия на резину, а также природой и количеством участвующих в регенерации резины веществ. При регенерации резины происходят следующие процессы: деструкция углеводородных цепей; структурирование вновь образовавшихся молекулярных цепей; уменьшение содержания свободной серы, использованной для вулканизации резины; деструкция серных, полисульфидных связей, модификация молекулярных цепей каучука; изменение углеродных цепей. Это свидетельствует о сложности физико-химических процессов, лежащих в основе регенерации [7].

С целью выявления влияния молекулярной массы каучуковых составляющих материала, полученного при регенерации, на физико-механические характеристики дорожного вяжущего было проведено исследование влияния условий предварительной обработки на микросмесителе типа Брабендер модельных резиновых смесей используемых для изготовления боковой и протекторной частей автопокрышек на молекулярную массу каучуковых составляющих. В процессе обработки резиновой смеси изменялась скорость вращения рабочих органов (четырехлопастные роторы) от 9 об/мин. до 60 об/мин. и время обработки от 1 минуты до 15 минут. Рабочая камера предварительно нагревалась до 55°C.

Для оценки молекулярной массы каучуковой составляющей использовался метод капиллярной вискозиметрии [9]. Оценка молекулярной массы проводилась на растворах резиновой смеси в хлороформе, полученных в ходе экстракции. [10] Экспериментальные данные представлены на таблице 1.

Таблица 1

Изменение молекулярной массы модельных шинных резиновых смесей при различных режимах предварительной обработки на смесителе Брабендер

Время обработки (мин)

N об/мин

М

1 измерение

М

2 измерение

М

3 измерение

Среднее значение

1

9

3,19*105

3,201*105

3,152*105

3,181*105

3

9

2,147*105

2,122*105

2,159*105

2,143*105

5

9

2,055*105

2,131*105

2,012*105

2,066*105

7

9

3,111*105

3,145*105

3,091*105

3,116*105

10

9

3,87*105

2,702*105

3,566*105

3,718*105

15

9

2,264*105

2,312*105

2,294*105

2,291*105

1

20

3,033*105

3,898*105

3,902*105

3,911*105

3

20

3,484*105

3,423*105

3,43*105

3,457*105

5

20

4,62*105

2,529*105

3,593*105

3,581*105

7

20

3,216**105

3,352*105

3,299*105

3,345*105

10

20

3,296*105

3,375*105

3,191*105

3,287*105

15

20

2,124*105

2.171*105

2.144*105

2.146*105

1

30

4,068*105

3,942*105

3,988*105

3,999*105

3

30

2,727*105

2,701*105

2,717*105

2,715*105

5

30

2,603*105

2,684*105

2,713*105

2,666*105

7

30

3,111*105

3,137*105

3,122*105

3,123*105

10

30

2,055*105

2,042*105

2,012*105

2,036*105

15

30

1,875*105

1,945*105

1,892*105

1,904*105

1

60

3,898*105

3,982*105

3,924*105

3,934*105

3

60

3,538*105

3,558*105

3,544*105

3,546*105

5

60

2,777*105

2,698*105

2,732*105

2,735*105

7

60

2,93*105

3,12*105

2,81*105

2,953*105

10

60

2,078*105

2,125*105

2,001*105

2,068*105

15

60

2,904*105

2,915*105-

-

2,904*105

Анализ экспериментальных данных показывает, что в процессе обработки резиновых смесей могут происходить процессы как структурирования, приводящие к увеличению молекулярной массы каучуковых составляющих, так и механодеструкции, снижающие их молекулярную массу. Поэтому для получения модельной смеси с заданной молекулярной массой необходимо выбирать определенные условия ее обработки.

В настоящее время проводятся исследования по определению оптимальной величины молекулярной массы каучуковых составляющих модельных смесей и регенерата на физико-механические характеристики дорожных вяжущих, модифицированных данными эластомерами.

Литература:

1.         ООО «Стимул-Экология» rvf.ruupload/files/2010/exposition/stimek…rus.pdf

2.         Беляев, П. С. Решение проблемы утилизации полимерных отходов путем их использования в процессе модификации дорожного вяжущего/П. С. Беляев, О. Г. Маликов, С. А. Меркулов, Д. Л. Полушкин, В. А. Фролов// Строительные материалы. 2013.- № 10, С. 38–41.

3.         Belyaev,V. P. Improving Energy Efficiency of Bitumen Modification with Reclaimed Crumb Rubber/ V. P. Belyaev, O. G. Malikov, S. A. Merkulov, P. S. Belyaev, D. L. Polushkin, V. A. Frolov// Components of Scientific and Technological Progress.- 2013, № 1 (16) — с. 75–77.

4.         Беляев, П. С. К вопросу о комплексном решении проблем экологии и качества дорожных покрытий/Беляев П. С., Маликов О. Г., Меркулов С. А., Полушкин Д. Л., Беляев В. П.//Вопросы современной науки и практики. Университет им. В. И. Вернадского.- 2012. № С39. С. 184–189.

5.         Belyaev,V. P. Bitumen Modification with Recycled Polymeric Materials / V. P. Belyaev, O. G. Malikov, S. A. Merkulov, D. L. Polushkin, V. A. Frolov, P. S. Belyaev// Глобальный научный потенциал. — 2013, № 9 (30). — с. 29–33.

6.         Беляев, П. С. К вопросу получения резино-битумного концентрата для асфальтобетонных дорожных покрытий из изношенных автомобильных шин/Беляев П. С., Забавников М. В., Маликов О. Г.//Вестник Тамбовского государственного технического университета.- 2008. Т. 14. № 2. С. 346–352.

7.         Беляев, П. С. Получение резинобитумных композиционных материалов/ Беляев П. С., Забавников М. В., Маликов О. Г.- Saarbrucken (Германия): LAP LAMBERT Academic Publiighing, 2012. — 145с.

8.         Стройка.ru. Современные строительные материалы. www.stroyka.ru/.

9.         А. Я. Малкин. Диффузия и вязкость полимеров. Методы измерения, М., 1979.10.

10.     Практикум по химии и физике полимеров /Е. В. Кузнецов, С. М. Дивгун, Л. А. Бударина и др. — М: Химия, 1997,-256 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle