shkolaw.in.ua 1

Использование цеолитов как наполнителей


Немаловажное значение могут иметь цеолиты как минеральные наполнители, в основе применения которых также лежат сорбционные процессы.


ОАО «Промтехкомплекс» разработаны ТУУ13694300.007-99 «Пігменти-наповнювачі природні». Пигменты на основе цеолитизированных туфов для замены дорогих пигментов - сурика и охры в производстве лакокрасочных материалов и керамики.


По результатам исследований, проведенных в Днепропетровском химико-технологическом институте, введение природных цеолитов и их модифицированных форм в наполненные смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука (СКН) (до 8 вес. ч.) способствует увеличению напряжения при заданном относительном удлинении, а также прочности, твердости, эластичности, сопротивления раздиру и увеличивают сопротивление действию многократных деформаций. Природные клиноптилолиты можно рекомендовать как эффективные модифицирующие и структурирующие агенты резин, наполнителей резиновых смесей на основе каучуков специального назначения.

В научно-исследовательском институте строительных конструкций (г. Киев) установлена возможность использования модифицированных цеолитов Сокирницкого месторождения для улучшения физико-механических и эксплуатационных свойств отверждающейся композиции строительного назначения бутил-каучуковой мастики «Термабутил-УМ», выпускаемой по РСТ УССР 5018-86. В качестве наполнителя использовали природные цеолиты Сокирницкого месторождения после соответствующего модифицирования взамен таких используемых дорогостоящих и дефицитных материалов, как аэросил, пробковая и древесная мука. Термическое модифицирование цеолитовой породы осуществляли при температуре 300…350°С в течение 30...45 мин с последующим помолом в цеолитовую муку фракции 0,024... 0,074 мм. Химическое модифицирование осуществляли при помощи кислого гидрола - отхода сернокислотной очистки нефтепродуктов при температуре 150 °С в течение не менее 0,5 ч. Образцы герметика, наполненного термически модифицированным цеолитом, в сравнении о образцами, изготовленными по РСТ, при сохранении прочностных характеристик (адгезионная прочность к бетону, липкость к бетону о относительной влажностью 12.,.18 % и условная прочность в момент разрыва) имеют в полтора раза лучший показатель по относительному удлинению в момент разрыва (310 вместо 200 %), а в образцах герметика, наполненного химически модифицированным цеолитом (сернокислотным катионитом), кроме того, в два раза снижается усадка по объему (20 вместо 40 %).


Природный клиноптилолит и их модифицированные формы используются в качестве структурирующих, модифицирующих и наполняющих агентов для каучуковых смесей на основе хлоропренового каучука. В случае с наиритом и бутадиен-нитрильным каучуками, модифицирующие добавки клиноптилолита улчшают некоторые физико-механические показатели вулканизатов: относительное удлинение, прочность при разрыве, твердость, эластичность по отскоку, сопротивление раздиру и прочность при многократном растяжении.


В высшем химико-технологическом институте Болгарии были проведены исследования исходного клиноптилолита и его модифицированных форм как ингредиентов каучуковых смесей на базе бутадиен-стирольного каучука в сравнении с минеральным наполнителем – мелом. Существует аналогия в действии мела и цеолита как наполнителей. Модуль при 200%, предел прочности и твердость по Шору смесей возрастают, а эластичность по отскоку уменьшается в обоих случаях. В то же самое время при использовании мела относительное удлинение и истираемость уменьшаются, а у цеолитов эти показатели возрастают. Введение пластификаторов благоприятно влияет на качество вулканизатов при введении цеолитов.

Днепропетровским химико-технологическим институтом минеральных ресурсов Украины, институтом физической и органической химии им. П.Г. Меликишвили АН Грузии проведены исследования по установлению возможности использования природных цеолитов Крайниковского участка (Закарпатье) как светлых наполнителей эластомеров взамен используемых традициооно мела и каолина. Сравнительный анализ кинетики структурирования полихлоропреновых эластомеров, наполненных (до 86 мас. ч.) клиноптилолитом, показал, что время достижения оптимума вулканизации составляет 40 мин. при 143°С – такое же как и для традиционных наполнителей - мела и каолина. Исследование физико-механических свойств эластомера, наполненного клиноптилолитом различной дисперсности, показало, что с увеличением дисперсности растет прочность при растяжении, модуль, твердость, сопротивление раэдиру. Относительное удлинение близко к контрольным образцам, остаточное удлинение, разнашиваемостъ, усадка не увеличиваются, что является положительным фактором для профилирования элаотомеров и изделий из них; прочность при растяжении после 48 часов экспозиции составляет 5,8 МПа, относительное удлинение 150%. что вполне удовлетворяет нормам контроля. Данные исследования водостойкости, одного из важных показателей при оценке качества элаотомеров, показали, что новый наполнитель не ухудшает свойств резин при экспозиции их в воде. Оценивая влияние природного цеолита на структуру вулканизатов можно отметить, что с ростом дисперсности наполнителя равновесное набухание опытных резин в ксилоле падает, условное напряжение при удлинении 300% незначительно растет. Проведенные производственные испытания пробы клиноптилолита о размерами частиц 2-10 мкм. свидетельствуют том, что полихлоропреновые эластомеры, наполненные природным цеолитом, не уступают по комплексу свойств серийным, позволяют значительно сократить долю полимера в изделиях, расширить сырьевую базу.