Влияние гибридного углерод-силикатного наноматериала на свойства силоксановых резин

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза из рисовой шелухи был получен гибридный наноматериал 2D углеродной структуры/SiO2. Для подтверждения структуры и состава синтезированный материал исследован методом сканирующей электронной микроскопии, изучен состав частиц порошка, определена удельная поверхность и пористость. Проведена работа, целью которой являлась проверка существующих представлений о возможности улучшения термостабильности резин на основе полидиметилсилоксана при использовании в качестве модифицирующей добавки гибридного наноматериала 2D углеродной структуры/SiO2. Сравнительный анализ вулканизационных характеристик резиновых смесей показал, что добавки гибридного наноматериала не оказывают существенного влияния на структурные изменения полимерной матрицы в процессе вулканизации. Вулканизаты на основе экспериментальных резиновых смесей были подвергнуты физико-механическим испытаниям для определения основных упругопрочностных характеристик. Также физико-механическим испытаниям были подвергнуты соответствующие образцы резин после теплового старения при 250°С в течение 72 ч. Упругопрочностные характеристики экспериментальных образцов продемонстрировали значительное снижение интенсивности негативных структурных изменений, вызванных термоокислительной деструкцией, в модифицированных резинах по сравнению с немодифицированными. Результаты исследования подтвердили, что гибридный наноматериал 2D углеродной структуры/SiO2 препятствует термоокислительной деструкции за счет содержания 2D углеродных соединений в составе частиц.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Ю. В. Французова

Научно-исследовательский институт синтетического каучука им. С. В. Лебедева

Author for correspondence.
Email: julfran@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6794-1919
Russian Federation, 198035, г. Санкт-Петербург, ул. Гапсальская, д. 1

A. Ю. Неверовская

Научно-исследовательский институт синтетического каучука им. С. В. Лебедева

Email: julfran@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7813-666X

к.х.н.

Russian Federation, 198035, г. Санкт-Петербург, ул. Гапсальская, д. 1

A. П. Возняковский

Научно-исследовательский институт синтетического каучука им. С. В. Лебедева

Email: julfran@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5979-3661

д.х.н.

Russian Federation, 198035, г. Санкт-Петербург, ул. Гапсальская, д. 1

A. А. Возняковский

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Email: julfran@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6482-172X

к.х.н.

Russian Federation, 194021, г. Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 26

References

  1. Rochow E. G. Silicon and Silicones. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1987.
  2. Shit S. C., Shah P. A. Review on silicone rubber // Natl. Acad. Sci. Lett. 2013. V. 36. N 4. P. 355–365. https://doi.org/10.1007/S40009-013-0150-2
  3. Kong S. M., Mariatti M., Busfield J. J. C. Effects of types of fillers and filler loading on the properties of silicone rubber composites // J. Reinf. Plast. Compos. 2011. V 30. N 13. P. 1087–1096. https://doi.org/10.1177/0731684411416267jrp.sagepub.com
  4. Kausar A. Polydimethylsiloxane-based nanocomposite: Present research scenario and emergent future trends // Polym.-Plast. Technol. Mater. 2020. V. 59. N 11. P. 1148–1166. https://doi.org/10.1080/25740881.2020.1719149
  5. Han R., Li Y., Zhu Q., Niu K. Research on the preparation and thermal stability of silicone rubber composites: A review // Composites. Part C: Open Access. 2022. V. 8. ID 100249. https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2022.100249
  6. Jiang G., Liu T., Liao K., Zhu W. Effect of micro-scale and nano-scale boron nitride on thermal property of silicone rubber via experimental and simulation method // Silicon. 2021. N 14. P. 1969–1978. https://doi.org/10.1007/s12633-021-00972
  7. Gan T., Shentu B., Weng Z. Modification of CeO2 and its effect on the heat resistance of silicone rubber // Chin. J. Polym. Sci. 2008. V. 26. N 4. P. 489–494. http://doi.org/10.1142/S0256767908003163
  8. Li Z., Bai L., Zheng J. Effect of π–π interaction between carbon nanotubes and phenyl groups on the thermal stability of silicone rubber // J. Therm. Anal. Calorim. 2018. V. 131. N 3. P. 2503–2512. https://doi.org/10.1007/s10973-017-6770-x
  9. Bai Y., Cai H., Qiu X. Effects of graphene reduction degree on thermal oxidative stability of reduced graphene oxide/silicone rubber nanocomposites // High Perform. Polym. 2015. V. 27. N 8. P. 997–1006. https://doi.org/10.1039/D2RA02678C
  10. Li H., Tao S., Huang Y., Su Z., Zheng J. The improved thermal oxidative stability of silicone rubber by using iron oxide and carbon nanotubes as thermal resistant additives // J. Compos. Sci. Technol. 2013. V. 76. P. 52–60. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2012.12.019
  11. Han R., Wang Z., Zhang Y., Niu K. Thermal stability of CeO2/graphene/phenyl silicone rubber composites // Polym. Test. 2019. V. 75. P. 277–283. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2019.02.027
  12. Yang Y., Zheng A., Wei D., Xu X., Guan Y., Chen J. A small addition of reduced graphene oxide to protect fluorosilicone rubber from thermal oxidative degradation // Polym. Adv. Technol. 2022. V. 33. N 10. P. 3718–3727 https://doi.org/10.1002/pat.5823
  13. Voznyakovskii A. P., Vozniakovskii A. A., Kidalov S. V. New way of synthesis of few-layer graphene nanosheets by the self propagating high-temperature synthesis method from biopolymers // Nanomaterials. 2022. V. 12. N 4. ID 657. https://doi.org/10.3390/nano12040657
  14. Нгиа Н. Х., Зенитова Л. А., Зиен Л. К. Комплексная переработка отходов рисового производства с одновременным получением диоксида кремния, лигнина и целлюлозы // Пробл. рег. экол. 2019. № 2. С. 5–11. https://doi.org/10.24411/1728-323X-2019-12005
  15. Yang B., Zhang S. H., Zou Y. F. Improving the thermal conductivity and mechanical properties of two-component room temperature vulcanized silicone rubber by filling with hydrophobically modified SiO2-graphene nanohybrids //Chin. J. Polym. Sci. 2019. V. 37. P. 189–196. https://doi.org/10.1007/s10118-019-2185-4
  16. Matin H. H. A., Syafrudin S., Suherman S. Rice husk waste: Impact on environmental health and potential as biogas // KEMAS. 2023. V. 18. N 3. P. 431–436. https://doi.org/10.15294/kemas.v18i3.42467
  17. Pode R. Potential applications of rice husk ash waste from rice husk biomass power plant // Renew. Sustain. Energy Rev. 2016. V. 53. P. 1468–1485. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.09.051
  18. Albers P. W., Leich V., Ramirez-Cuesta A. J., Cheng Y., Honigand J., Parker S. F. The characterization of commercial 2D carbons: Graphene, graphene oxide and reduced graphene oxide // Mater. Adv. 2022.V. 3. P. 2810–2826. https://doi.org/10.1039/d1ma01023a
  19. Цветков М. В., Подлесный Д. Н., Зайченко А. Ю., Салганская М. В., Цветкова Ю. Ю., Фрейман В. М., Салганский Е. А. Плавкость золы отходов растениеводства в условиях высокотемпературной переработки // ЖПХ. 2021. Т. 94. № 3. C. 371–379. https://doi.org/10.31857/S0044461821030129 [Tsvetkov M. V., Podlesnyi D. N., Zaichenko A. Yu., Salganskaya M. V., Tsvetkova Yu. Yu., Freiman V. M., Salganskii E. A. Fusibility of agricultural plant waste ash under the conditions of high-temperature processing // Russ. J. Appl. Chem. 2021. V. 94. N 3. P. 354–361. https://doi.org/10.1134/S1070427221040170].
  20. Vozniakovskii A. A., Voznyakovskii A. P., Kidalov S. V., Osipov V. K. Structure and paramagnetic properties of graphene nanoplatelets prepared from biopolymers using self-propagating high-temperature synthesis // J. Struct. Chem. 2020. V. 61. N 5. P. 826–834. https://doi.org/10.1134/S0022476620050200
  21. Возняковский А. П., Карманов А. П., Неверовская А. Ю., Кочева Л. С., Возняковский А. А., Канарский А. В., Семенов Э. И., Кидалов С. В. Сорбенты графенового типа для элиминации микотоксина T-2 // Журн. техн. физики. 2024. Т. 94. № 9. С. 1489–1494. https://doi.org/10.61011/JTF.2024.09.58669.71-24
  22. Французова Ю. В., Возняковский А. П., Неверовская А. Ю., Котелкова Е. О., Большунова Е. А. Влияние 2D-наноуглеродов на теплостойкость силиконовых резин // Изв. КБГУ. 2022. Т. 12. № 5. С. 90–93. https://elibrary.ru/xkyhfl

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Electron micrographs of carbonized rice husk particles.

Download (340KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. IR spectrum of particles of carbonized rice husk (a) and carbonized microcrystalline cellulose [20] (b).

Download (150KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Distribution of particle sizes of carbonized rice husk powder.

Download (48KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences