ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАНОЦЕЛЛЮЛОЗЫ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВОДОНАБУХАЮЩИХ РЕЗИН НА ОСНОВЕ НАТУРАЛЬНОГО КАУЧУКА И НАТРИЙКАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Abstract

Водонабухающие резины (ВНР) представляют собой новый вид эластомерных функциональных материалов. Они обладают свойствами обычных эластомеров, а также способны набухать при контакте с жидкостями. Разработаны ВНР на основе смесей натурального каучука (НК) и суперабсорбционного полимера - натрий-карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ), полученных методом жидкофазного совмещения их водных суспензий. Проведены исследования по модификации ВНР на основе НК/Na-КМЦ наноцеллюлозой (НЦ) для улучшения физико-механических свойств до и после набухания резин в различных жидких средах. Соотношение полимеров в их смесях варьировалось. На их основе приготовлены композиции в смесителе Brabender «Plasti-Corder Lab-Station». Вулканизацию проводили в гидравлическом прессе в течение 12 мин. при температуре 145 °С под давлением 10 МПа. Исследовано набухание вулканизатов в дистиллированной воде, пластовой воде, нефти («Нурлатнефть»). Физико-механические показатели резин определены на разрывной машине (INSTRON 5582 – 100kN). Морфология резин исследована методом растровой микроскопии на приборе (JEOL-JSM-6510). Установлено увеличение степени набухания ВНР в жидких средах и снижение их физико-механических свойств при повышении содержания Na-КМЦ. Набухаемость ВНР зависит от среды и располагается в ряд: дистиллированная вода > пластовая вода > нефть. Максимальное набухание  в дистиллированной воде (805 % мас.) имеют ВНР на основе смеси 50 НК/48,5 Na-КМЦ/1,5 НЦ (% мас.). ВНР, модифицированные наноцеллюлозой (2,0 % мас.), имеют лучшие физико-механические свойства до и после набухания: условная прочность при растяжении равна 7,8 МПа (до набухания) и 3,6 МПа (после набухания) по сравнению с немодифицированным ВНР: 6,0 МПа – до набухания и 2,8 МПа – после набухания. Увеличение содержания наноцеллюлозы в вулканизатах приводит к росту их твердости по Шору А.