Введение
Глава 1. Литературный обзор 9
1.1. Свойства углеродных дисперсных наполнителей, ответственные за усиление эластомеров и композиционную неоднородность резин с ними 9
1.1.1. Взаимодействие технического углерода с эластомерами 9
1.1.2. Морфологические параметры первичных агрегатов технического углерода и оценка их влияния на композиционную неоднородность резин 20
1.2. Состояние проблемы диспергирования технического углерода в эластомерах и контроля качества композитов в процессе их получения 27
1.2.1. Поведение технического углерода в процессе изготовления резиновых смесей. Динамика и кинетика дезагломерирования его гранул 27
1.2.2. Модели смешения и диспергирования технического углерода в эластомере 29
1.2.3. Композиционная неоднородность резин и обуславливающие её причины 31
1.2.4. Свойства композиционных материалов на основе эластомеров, обусловленные их неоднородностью 33
1.3. Способы снижения композиционной неоднородности резин и пути интенсификации процесса дезагломерирования наполнителей 35
1.4. Методы исследования композиционной однородности резин 40
Выводы по литературному обзору 49
Глава 2. Экспериментальная часть 51
2.1. Исследуемые объекты и способы их получения 51
2.1.1. Резиновые смеси и их вулканизаты 52
2.1.1.1. Изготовление резиновых смесей на основе аморфного бутадиен-стирольного каучука СКС-ЗОАРК 52
2.1.1.2. Изготовление резиновых смесей на основе кристаллизующегося натурального каучука SMR-L 53
2.1.2. Моно- и бинарные композиции углеродного наполнителя эластомеров 55
2.1.2.1. Подготовка образцов технического углерода 55
2.1.2.2. Изготовление бинарных композиций из образцов технического углерода 57
2.2. Методы исследования 63
2.2.1. Метод определения абсорбции дибутилфталата техническим углеродом 63
2.2.2. Метод определения йодного числа технического углерода 64
2.2.3. Определение размеров первичных агрегатов технического углерода по методу ASTMD 3849 65
2.2.4. Определение полидисперсности первичных агрегатов технического углерода 66
2.2.5. Методы исследования свойств резин с наноструктурированным углеродным наполнителем эластомеров 69
2.2.5.1. Определение упруго-прочностных свойств резин при их растяжении 69
2.2.6. Методика определения углерод-каучукового геля в резиновой смеси 71
2.2.7. Определение среднего размера агломератов углеродного наполнителя в резиновой смеси 72
2.2.8. Методика определения степени диспергирования углеродного наполнителя в резиновой смеси и вулканизате 74
Глава 3. Обсуждение результатов 76
3.1. Исследование однородности распределения моно- и бинарных композиций наноструктурированного углеродного наполнителя эластомеров в композитах на микроуровне 76
3.1.1. Исследование дисперсного состава образцов наноструктурированного углеродного наполнителя эластомеров в резиновых смесях и их вулканизатах 76
3.1.2. Исследование влияния состава бинарной композиции наноструктурированного углеродного наполнителя эластомеров на однородность наполненного ею композита 83
3.1.2.1. Прогнозирование оптимального состава бинарной композиции наноструктурированного углеродного наполнителя эластомеров расчетным методом 83
3.1.2.2. Исследование влияния состава бинарной композиции наноструктурированного углеродного наполнителя эластомеров на однородность её распределения в композите 91
3.1.2.3. Оценка влияния однородности распределения бинарных композиций наноструктурированных углеродных наполнителей эластомеров в резиновых смесях и их вулканизатах на физико-механические свойства резин 104
3.1.3. Сравнение динамики изменения размеров частиц гель-фракции каучуков в ходе их пластикации и агломератов углеродного наполнителя от времени их диспергирования 114
3.1.4. Исследование взаимозависимостей размеров агломератов наноструктурированного углеродного наполнителя эластомеров в композитах и размеров его первичных агрегатов 119
3.2. Моделирование процесса диспергирования углеродного материла в различных средах 123
3.3. Оценка энергии сцепления первичных агрегатов в углеродном материале 130
3.3.1. Исследование скорости диспергирования углеродного наполнителя эластомеров в резиносмесителе 131
Выводы 137
Библиографический список 139
Приложение 164
