Development of the compositions of elastomer on the basis of local raw-materials and their obtaining technology

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ ҲУЗУРИДАГИ

ФАН ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ

14.07.2016.Т.08.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

__________________________________________________________________________________________________________________

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ

ТЕШАБАЕВА ЭЛМИРА УБАЙДУЛЛАЕВНА

МАҲАЛЛИЙ ХОМАШЁЛАР АСОСИДА ЭЛАСТОМЕР

КОМПОЗИЦИЯЛАРНИ ЯРАТИШ ВА УЛАРНИ ОЛИШ

ТЕХНОЛОГИЯСИ

02.00.14 – Органик моддалар ва улар асосидаги

материаллар технологияси

(техника фанлари)

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент– 2016 йил

УДК: 678.046.2: 046.3

Докторлик диссертацияси автореферати мундарижаси

Оглавление автореферата докторской диссертации

Contents of the abstract of doctoral dissertation

Тешабаева Элмира Убайдуллаевна
Маҳаллий хомашёлар асосида эластомер
Композицияларни яратиш ва уларни
олиш технологияси...............................................………………………………………….....3

Тешабаева Эльмира Убайдуллаевна
Разработка композиционных эластомерных
материалов на основе местных сырьевых

ресурсов и технология их получения .................…………………………………………...29

Teshabaeva Elmira Ubaydullaevna
Development of the compositions of
elastomer on the basis of local raw-materials
and their obtaining technology ........................………………………………….………………55

Эълон қилинган ишлар рўйхати
Список опубликованных работ

List of published works…………………………………………………………………………78

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ ҲУЗУРИДАГИ

ФАН ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ

14.07.2016.Т.08.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

__________________________________________________________________________________________________________________

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ

ТЕШАБАЕВА ЭЛМИРА УБАЙДУЛЛАЕВНА

МАҲАЛЛИЙ ХОМАШЁЛАР АСОСИДА ЭЛАСТОМЕР

КОМПОЗИЦИЯЛАРНИ ЯРАТИШ ВА УЛАРНИ ОЛИШ

ТЕХНОЛОГИЯСИ

02.00.14 – Органик моддалар ва улар асосидаги

материаллар технологияси

(техника фанлари)

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент– 2016 йил

Докторлик диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси Вазирлар Маҳкамаси

ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида 31.03.2016./В2016.1.Т567 рақам билан рўйхатга
олинган.

Докторлик диссертацияси Тошкент кимё-технология институтида бажарилган.

Диссертация автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз) Илмий кенгаш веб саҳифаси (www.tkti.uz)
ва «Ziyonet» таълим ахборот тармоғида (www.ziyonet.uz) жойлаштирилган.

Илмий маслаҳатчи: Ибодуллаев Ахмаджон

техника фанлари доктори, профессор

Расмий оппонентлар: Сайфутдинов Рамзиддин Сайфутдинович

техника

фанлари доктори, профессор

Мухиддинов Баходир Фахриддинович

кимё фанлари доктори, профессор

Собиров Баходир Бойпўлатович

техника фанлари доктори, профессор

Етакчи ташкилот: «Ўзкимёсаноат» АЖ қошидаги

«Кимё-технология илмий тадқиқот

институти» ДУК

Диссертация ҳимояси Тошкент кимё-технология институти ҳузуридаги

14.07.2016.Т.08.01 рақамли Илмий кенгашнинг 2016 йил «____»__________соат _____даги
мажлисида бўлиб ўтади. (Манзил: 100011, Тошкент шаҳар Шайхонтоҳур тумани,
А.Навоий кўч. 32. Тел.: (99871)244-79-20, факс: (99871)244-79-17, e-mail:
tkti_info@mail.ru.)

Докторлик диссертацияси билан

Тошкент кимё-технология институти Ахборот ресурс

марказида танишиш мумкин (___ рақами билан рўйхатга олинган). (Манзил:

100011, Тошкент

шаҳар Шайхонтоҳур тумани, А.Навоий кўч. 32. Тел.: (99871)244-79-20

).

Диссертация автореферати 2016 йил «___»_________ куни тарқатилган.
(2016 йил «___»_______даги №___ рақамли реестр баённомаси).

С.М. Туробжонов

Фан доктори илмий даражасини берувчи илмий кенгаш

раиси, т.ф.д., профессор

М.Ю. Юнусов

Фан доктори илмий даражасини берувчи илмий кенгаш

илмий котиби, т.ф.д., профессор

Г. Рахмонбердиев

Фан доктори илмий даражасини берувчи илмий кенгаш

ҳузуридаги илмий семинар раиси, к.ф.д. профессор

КИРИШ (докторлик диссертацияси аннотацияси)

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурияти.

Бугунги кунда

дунё миқёсида органик материаллар асосида олинаётган буюмлар турлари 80
миндан ошиб кетди. Улар асосида ишлаб чиқарилаётган буюмларнинг тенг
ярмини автомобил шиналари, учдан бир қисмини ҳар хил шароитда
ишлатилувчи резина-техника буюмлари ташкил этади. Ундан бир қисмини эса
резина пояфзал ва халқ хўжалигида ишлатилувчи ва бошқа буюмлар
(медицинада ишлативчи, ўйинчоқлар, спорт анжомлари, узатиш ленталари ва
ременлари, рукава, резина суркалган матолар ва улар асосида олинган
буюмлар) ташкил қилади. Резина-техника буюмларини асосий миқдори
автомобилсозликда, сув ва ҳаво транспортларида ишлатилади. Ҳозирги вақтда
замоновий автомобилларни 600дан ортиқ буюмлари композицион органик
материаллардан ташкил топган ва унинг умумий оғирлиги 120 кг ташкил
қилади. Демак юқори технологик ва техник хоссаларга эга бўлган органик
композиция материаллар таркиби ва олиш технологик жараёнла рини
яратишга илмий тадқиқотлар йўналтирилган

1

.

Республикамиз мустақилликка эришгандан кейин кимё саноати ривож

ланишига алохида этибор қаратилиб, бу борада махаллий минерал хом
ашёларни физик-кимёвий хоссаларини аниқлаш, қайта ишлаш усулларини
ишлаб чиқиш, уларни қўллаб композицион органик материаллар таркиби ва
улар асосида ҳар-хил шароитларда ишлатилувчи рақобатбардош резина
техника буюмлари, шина олиш технологияларини яратиш борасида кенг
камровли чора-тадбирлар амалга оширилди.

Бугунги кунда жахон миқёсида каучук ва ингредиентларни янги

авлодини яратиш ва улар асосида композицион эластомер материаллар
таркиби ва буюмларини олиш устида бир қатор илмий ишлар олиб
борилмоқда: нанозаррачали органик ва ноорганик тўлдирувчиларни яратиш;
минерал тўлдиргичларни органик олигомерлар билан модификация қилиш
технологиясини яратиш; органик тезлаштиргичлар синтези; специфик хоссага
эга бўлган композицион эластомер материаллар таркибини тузиш;
композицион эластомер материаллар учун диспергатор ва пластификаторлар
яратиш; эластомер композициялар асосида наноматериаллар ва улар асосида
буюмлар олиш таркиби ва технологиясини яратиш долзарб йўналишларида
илмий тадқиқотлар олиб борилмоқда.

Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2009 йил 11 мартдаги ПҚ

1071 сонли «Ангрен иқтисодий худудида қишлоқхўжалиги ва автомобил
шиналари ва конвейр ленталари ишлаб чиқаршни ташкил қилиш чора
тадбирлари дастури» тўғрисидаги ва 2009 йил 12 мартдаги ПҚ-1072 сонли
«2009-2014 йилларда ишлаб чиқаршини техник ва ва технологик қайта қуриш
мухим лойихаларини амалга ошириш чора-тадбирлари дастури» тўғрисидаги
қарорлари ҳамда мазкур фаолиятга тегишли бошқа меъёрий-ҳуқуқий

1

Customstat.ru/reports/import cellulose. Php? Gelid=CNSZ4uXpk1wCFWL2 cgod4 rwM2g

5

ҳужжатларда белгиланган вазифаларни амалга оширишга ушбу диссертация
тадқиқоти муайян даражада хизмат қилади.

Тадқиқотнинг республика фан ва технологиялари ривожланиши

нинг устувор йўналишларига боғлиқлиги.

Мазкур тадқиқот республика

фан ва технологиялар ривожланишининг VII «Кимё технология ва нанотех
нология» устувор йўналишига мувофиқ бажарилган.

Диссертация мавзуси бўйича хорижий илмий-тадқиқотлар шарҳи

2

.

Эластомер композициялари таркиби ва олиш технологияларини яратишга

йўналитирлган илмий изланишлар жаҳоннинг етакчи илмий

марказлари ва олий таълим муассасалари, жумладан, Kyoto University, Tokyo
Institute of technology (Япония), Darmstadt Technical University, Fraunhofer
Photocatalusis Alliance (Олмания), University of Surrey, Drunel University
(Буюкбритания), University of Cincinnaty, Cflifornia Institute of technology
(США), Institute of New Catalytic Materials Science (Китай), University of
Torino (Италия), Москва нозик кимёвий технология университети, резина
ишлаб чиқариш илмий-текшириш институти, шина ишлаб чиқариш илмий
текшириш институти, полимерлар физика ва кимёси институти (Россия),
полимерлар физика ва кимёси институти (Украина), Тошкент кимё технология
институти, полимерлар физика ва кимёси институти, Тошкент
Давлат Техника университети (Ўзбекистон) олиб борилмокда. Эластомер
композициялари таркиби ва олиш технологиясини яратишга оид жаҳонда олиб

борилган тадқиқотлар натижасида қатор, жумладан, қуйидаги илмий
натижалар олинган: композицион эластомер материаллар учун модификация
қилинган юқори структурага эга минерал тўлдиргичлар олиш технологияси
яратилган (Tokyo Institute of technology, Япония); сирт фаол моддалар билан
модификация қилинган тўлдиргичлар қўллаш асосида эластомер
композициялари таркиби ва олиш технологик жараёни яратилган (Cflifornia
Institute of technology, АҚШ); каучуклар комбинацияси ва толали
тўлдиргичлар қўллаб махсус хоссага эга бўлган материал таклиф қилинган
(Резина ишлаб чиқариш илмий текшириш институти, Россия); махсус хоссага
эга бўлган органик материаллар олиш учун азот бириктирган моддалар билан
модификация қилинган тўлдиргичлар ишлаб чиқаришга қўлланилган
(Полимерлар физика ва кимёси институти, Украина), Минерал
тўлдиргичларни структурасини иссиқлик билан ишлов бериш усули билан
ўзгартириш технологияси таклиф этилган (Тошкент кимё-технология
институти, Ўзбекистон).

Дунёда махсус хоссалар эга бўлган композицион органик материаллар

олиш ва уларни физик-кимёвий, технологик, техник ва эксплуатация
хоссаларини ўрганиш бўйича қатор, жумладан, қўйидаги устивор
йўналишларда тадқиқотлар олиб борилмоқда: минерал тўлдиргичларни
иссиқлик билан ишлов бериш жараёнида тузулиш ўзгариб, нисбий

2

Диссертация мавзуси бўйича хорижий илмий-тадқиқотлар шархи: http://www.samjackson.com/ moisture products;

http://www.bajajngp.com/humidifier.html; http://www.busa.com.br/Assistencia-Tecnica#;https://www. acronymfinder.com, Journal of Cotton
Science 4/2015. The USA.The Cotton Foundation. Journal of Textile Science & Engineering.3/2014. The USA ва бошқа манбалар асосида
ишлаб чиқилган.

6
солиштирма юзасини, мой шимишини ва эркин радикаллар миқдори ошиши
қонуниятларини аниқлаш; каучук макромолекулалари ва модификация
қилинган минерал тўлдиргичлар юзаси, структура кўрсатгичлари, ўртасидаги
боғлиқликни аниқлаш; юқори электр қаршишга ва радиацияга чидамли
органик композицион материаллар аралаштириш жараёнига ва вулканлаш
структураси ҳосил бўлишига, заррачалар юзасидаги органик аппрет катлами
ахамиятини аниқлаш; композицион эластомер материаллар асосида
нанокомпозициялар янги авлодини яратиш.

Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.

Модификация қилинган

тўлдиргичлар ва улар асосида махсус хоссага эга бўлган эластомер
композициялар ва резина-техника буюмлар олиш таркиби ва технологиясини
яратиш бўйича E.B.Bagley, R.Kruze, M.L.Deviny, R.S.Onifer, Чанг Дей Хан,
Дж.Краус, А.А.Берлин, Н.С.Ениколопов, Г.С.Кац, Ф.Ф.Кошелев, А.Е.Корнев,
А.М.Буканов, А.А.Донцов, Б.А.Догадкин, Б.А.Шершнев, Е.Г.Востракнутов,
М.Л.Уральский, Б.Е.Гуль, Ю.С.Липатов, А.М.Смирнова, П.А.Ребиндер,
Т.И.Соколова, А.А.Чуйко, Н.Н.Лежнев, В.М. Гончаров, П.В.Ракова,
Л.Б.Коварская, А.Г.Шварц, Ю.С.Зуев, Е.В.Утленко, Л.Н.Ряза нова,
А.С.Кузьминский, Г.А.Сорокин, М.К.Красинкова, Э.Н.Виндина, Ю.Ю.Керчи,
Ю.А.Эльтеков, Г.А.Блох, П.А.Лепетов, Н.Д.Захаров, Д.Н.Мак Келви,

С.С.Негматов, А.Х.Юсупбеков, А.С.Ибадуллаев ва бошқалар илмий тадқиқот
ишлари олиб боришган.

Композицион эластомер материаллар ва улар асосида махсус хоссага

эга бўлган резина-техника буюмлари олишда минерал тўлдиргичларни
самарадорлигини ошириш учун ҳар-хил кимёвий ва термо-механик усуллар
ёрдамида

модификациялаш,

бундан

ташқари

янги

кимёвий

модификаторларни ва улар асосида янги фаол тузулишга эга бўлган минерал
тўлдиргичларни ва улар асосида янги композицион материаллар олиш
технологияларни тадбиқ қилинмоқда.

Шу билан бирга композицион эластомер материаллар учун

модификация қилинган тўлдиргичлар олиш қуйидаги босқичларни ўз ичига
олади:

яратилган

ингредиентлар

асосида

модификация

қилинган

тўлдиргичлар олиш; махаллий хомашёлар асосида минерал тўлдиргичларни
модификация қилиш учун модификаторлар яратиш; махаллий хомашёлар
асосида модификаторлар олиш технологиясини яратиш; яратилган
модификация қилинган тўлдиргичлар асосида махсус хоссага эга бўлган
композиция таркиби, олиш технологиясини ва улардан буюмлар олишни
тадқиқ қилиш.

Диссертация мавзусининг диссертация бажарилган олий таълим

муассасасининг илмий-тадқиқот ишларига боғлиқлиги.

Диссертация

тадқиқоти Тошкент кимё-технология институти илмий тадқиқот режасининг
А-6-319 «Импорт ўрнини босувчи ва экспортга мўлжалланган нефтни қайта
ишлаш саноатининг иккиламчи хомашёси асосидаги резина қоришмалар учун
янги юмшатгичлар ва пластификаторлар ишлаб чиқариш» (2006-2008 йй.), П
12-41 «Энергия ва ресурни тежашни таъминловчи махаллий ва иккиламчи
хомашё ресурслари асосида иссиқликка ва коррозияга чидамли бўлган

7

композицион материаллар олиш таркиби ва технологиясини ишлаб чиқиш»
(2012-2014 йй.), ҳамда А-12-37 «Композицион эластомер материаллардан
иккиламчи материаллар ва маҳсус хусусиятга эга бўлган резина-техник
маҳсулотлар ҳамда улар асосида кабел олиш таркиби ва технологиясини
ишлаб
чиқиш» (2015-2017 йй.) лойиҳалари доирасида бажарилган.

Тадқиқотнинг

мақсади

бентонитни модификация қилиш, уни қўллаш асосида ҳар хил

шароитларда ишлатилувчи резина-техника буюмлари олиш таркиби ва
технологияси яратишдан иборат

Тадқиқотнинг вазифалари:

Ўзбекистон бентонити физик-кимёвий хоссалари, структураси ва унга

модификацияни таъсирини аниқлаш;

Ўзбекистон бентонитини структуро-кимёвий модификация қилиш

технологиясини яратиш;

бентонит билан тўлдирилган ҳар хил шароитларда ишлатилувчи

композицион эластомер материаллар таркибини тузиш;

умумий ва махсус каучуклар асосида олинган резина қоришмалари

пласто-эластик, реологик ва технологик хоссаларига бентонит таъсирини
аниқлаш;

умумий ва махсус каучуклар асосида олинган композимцион эластомер

материаллари физик-механик, динамик ва эксплуатацион хоссаларига
модификация қилинган бентонит таъсирини аниқлаш;

бентонит асосида тўлдирувчилар билан тўлдирилган эластомер

композициялари асосида ҳар хил шароитларда ишлатилувчи қолипланувчи ва
қолипланмайдиган

резина-техника-текистил

буюмлари

олиш

технологияларини яратиш.

Тадқиқотнинг объекти

Ўзбекистон бентонити, умумий ва махсус

каучуклар ва улар асосида олинган эластомер композициялари.

Тадқиқотнинг предмети

бентонит, композицион эластомер материал лар ва

улар асосидаги резина-техника буюмлари ва олиш технологиялари.

Тадқиқотнинг усуллари

. Диссертацияда физик-кимёвий, физик механик,

кинематик, динамик ва экспериментларни режалаштириш ҳамда математик
статистика усулларидан фойдаланилган.

Тадқиқотнинг илмий янгилиги

қуйидагилардан иборат:

олдиндан қўйилган хосса ва тузилишга эга бўлган тўлдирилган

композицион эластомер материаллар ва улар асосида ҳар хил шароитларда
ишлатилувчи резина-техника буюмлари олиш учун, Ўзбекистон бентонитини
модификация қилиш усуллари ишлаб чиқилган;

бентонитни термик ишлов бериш жараёнида физик-кимёвий хоссалари

ва структураси ўзгариб эркин радикаллар ҳосил бўлиши аниқланган; термик
ишлов берилган ва кимёвий модификация қилинган бентонит ва каучук
структура тузилишлари орасидаги ўзаро боғланиш шароитлари аниқланган;

махсус хоссаларга эга бўлган резина қоришмаси тайёрлаш жараёни ва

улар асосида резина-техника буюмлари тузулишини шакллантиришда

8
кимёвий модификация қилинган бентонит заррачалари юзасидаги алигомер
қатлам ахамияти аниқланган;

умумий ва махсус каучуклар асосида олинган композицион эластомер

материаллар пласто-эластиклик, реологик, технологик, физик-механик,
динамик ва эксплуатацион хоссаларига модификация қилинган бентонит
таъсири аниқланган;

Ўзбекистон бентонитини модификация қилиш, уни қўллаш асосида

композицион эластомер материаллар ва ҳар хил шароитда ишлатилувчи
резина-техника буюмлари олиш технологиялари яратилган.

Тадқиқотни

амалий натижаси

:

Ўзбекистон бентонитини қуритиш ва қуритилган бентонит қўллаш

натижасида умумий мақсадларда ишлатилувчи эластомер композициялари ва
улар асосида резина-техника буюмлари олиш технологиялари ишлаб
чиқилди;

Ўзбекистон бентонитига термик ишлов бериш ва термик ишлов

берилган бентонитни каолин ўрнига қўллаш натижасида ўртача
мустаҳкамликга эга бўлган эластомер композициялари ва улар асосида
резина-техника буюмлари олиш технологиялари ишлаб чиқилди;

термик ишлов берилган бентонитни кимёвий модификация қилиш ва

модификация қилинган бентонитни БС-50 ва БС-75 тўлдиргичлари ўрнига
қўллаш натижасида юқори мустаҳкамликга эга бўлган эластомер
композициялари ва улар асосида махсус хоссаларга эга бўлган резина техника
буюмлари олиш технологиялари ишлаб чиқилди;

Тадқиқот натижаларнинг ишончлилиги

таҳлилда кимёвий, физик

кимёвий, технологик, физик-механик, техник ва стенд усуллари
қўлланилганлиги, йириклаштирилган ва тажриба-саноат синовлари билан
тасдиқланган, ҳамда ишлаб чиқилган модификацияланган бентонитни қўллаб
композицион эластомер материаллар ва улар асосида ҳар хил шароитларда
ишлатилидиган

резина-техника

буюмлари

олиш

технологиялари

яратилганлиги билан асосланади.

Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти.

Тадқиқот

натижаларининг илмий аҳамияти мақсадли эластомер композицион
материаллар ва улар асосида берилган структура ва хусусиятларга эга бўлган
резина-техника махсулотлари олиш технологияси ва таркибини ишлаб чиқиш
имконини берувчи махаллий хомашё Ўзбекистон бентонит асосида
модификацияланган тўлдиргич олиш технологиясини илмий асоси
яратилганлиги билан белгиланади.

Тадқиқот натижаларининг амалий ахамияти - модификацияланган

бентонитни ишлаб чиқариш технологияси, тўлдирилган композицион
эластомер материаллар таркиби ва улар асосида импорт ўрнини босувчи,
экспортга мўлжалланган резина-техник махсулотлар олиш технологиялари
ишлаб чиқилганлиги билан белгиланади.

Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши.

Ўзбекистон бентонити

модификация қилиш технологияси, модификация қилинган бентонитни
қўллаш натижасида олинган композицион эластомер материаллар ва улар

9

асосидаги ҳар хил шароитларда ишлатилувчи резина-техника буюмлари олиш
таркиби

ва технологилари «Ўзкимёсаноат» аксиядорлик жамияти

корхоналарида амалиётга жорий этилди («Ўзкимёсаноат» АЖнинг 2016 йил 4
ноябрдаги 05-3584/М сон маълумотномаси). Илмий натижа жорий қилиниши
бентонитни қуритиш, термик ишлов бериш ва модификация қилиш
технологияси жорий қилишга, қуритилган бентонит асосида умумий
шароитларда ишлатилувчи, термик ишлов берилган бентонит асосида ўртача
мустахкамликка эга бўлган ва модификация қилинган бентонит асосида
юқори мустахкамликка ва махсус хоссаларга эга бўлган резина-техника
буюмлари олишда ишлатилиши ва хориждан олиб келтирилувчи каолин, БС
50 ва БС-75 тўлдиргичларини алмаштиришга, яратилган тўлдиргичлар
асосида эластомер композиция ва улар асосида резина-техника буюмлари
олиш технологик жараёнини яратишга имкон беради.

Тадқиқот натижаларининг апробацияси.

Тадқиқот натижалари:

«Композицион материаллар ва уларнинг қўлланилиши» (Тошкент, 1994,
1998); «Modern problems of polymer science» (Ташкент, 1995); «Механик кимё»
(Тошкент, 1995); «Экологик таълим ва саноатда атроф муҳит муҳофазаси
муаммолари» (Тошкент, 1997); «Композицион материаллар Ўзбекистон
Республикасининг замонавий босқичида» (Тошкент, 1997); «Кимё ва кимёвий
технологиянинг муаммолари ва истиқболи» (Навои, 1998); «Юқори
молекуляр моддалар технологияси физикаси ва кимёси» (Тошкент, 2000);
«Янги технологиялар, ишлаб чиқариш чиқиндилари ва уларга талаб» (Минск,
2004); «Кимё бўйича ўтказилган V Республика анжумани» (Тбилиси, 2004);
«XXI асрда сифатли мутахасисларни таёрлашда Олий таълим ва илм
ўртасидаги боғланиш муаммоси» (Чимкент, 2006); «Олий таълим, илм ва
техника ўртасидаги янги муаммолар ва уларни ечиш» (Жалолабат, 2006);
«Илмий-техникавий прогрессивнинг ривожланишида олима аёлларнинг роли»
(Тошкент, 2006, 2008); «Юқори технологиялар ва фан ,таълим ва ишлаб
чиқариш интеграцияси истиқболи» (Тошкент, 2006); «Кимёвий технология
бўйича Марказий Осиё Регионал анжумани ХТ-07, ХТ-12 » (Тошкент, 2007,
2012); «Нанокомпозитлар олиш, уларнинг структураси ва хусусиятлари»
(Ташкент, 2007); «Маҳаллий хом ашё ва материалларни қайта ишлашнинг
замонавий технологиялари» (Тошкент, 2007); «Композицион материаллар:
структураси, хусусиятлари ва қўлланилиши» (Тошкент, 2008); «Юқори
молекуляр бирикмалар кимёсининг долзарб муаммолари» (Бухоро, 2010 );
«Тоғ металлургия соҳасида замонавий технологиялар ва инновациялар»
(Навои, 2012) ; « Олий таълим ва қишлоқ хўжалик илмлари ўртасидаги янги
муаммолар ва уларни ечиш» (Петропавлакс, 2012) «Нефтни қайта ишлаш,
нефт кимёсида қаталитик жараёнлар ва экология» (Ташкент, 2013); ТКТИ ёш
олимлари магистрантлари ва бакалавриат талабаларининг илмий-техникавий
анжуманида (Ташкент, 2008-2015); «Қозоғистон иқтисодини ривожланти
ришда иновацион ёндошиш» (Чимкент, 2015); мавзуларидаги халқаро ва
республика илмий-техникавий анжуманларда маъруза кўринишида баён
этилди ҳамда апробациядан ўтказилди.

10

Диссертация иши Тошкент кимё-технология институтининг «Ёқилги ва

органик бирикмалар кимёвий технологияси» факультети кафедралараро
семинарида ва институти хузуридаги 14.07.2016.Т.08.01 рақамли фан доктори
илмий даражасини берувчи илмий кенгаш қошидаги 02.00.14– «Oрганик
моддалар ва улар асосидаги материаллар технологияси»
ихтисослиги бўйича илмий семинар йиғилишида муҳокама қилинди (2016
йил).

Тадқиқот натижаларининг эълон қилиниши.

Диссертация мавзуси

бўйича жами 88 та илмий иш чоп этилган бўлиб, улардан 22 та мақола
Ўзбекистон

Олий

Аттестация

Комиссияси

томонидан

докторлик

диссертацияларининг асосий илмий натижаларини чоп этилиши тавсия
қилинган илмий нашрларда, 20 таси Республика ва 2 таси чет эл журнал

ларида чоп этилган.

Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми.

Диссертация таркиби кириш,

беш боб, умумий хулосалар, фойдаланилган адабиётлар рўйхати ва
иловалардан иборат.Диссертация ҳажми 200 бетни ташкил этади

ДИССЕРТАЦИИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ

Кириш

қисмида ўтказилган тадқиқотнинг долзарблиги ва зарурати

асосланган, тадқиқотнинг мақсади ва вазифалари, объект ва предметлари
тавсифланган, республика фан ва технологиялари ривожланишининг устувор
йўналишларига мослиги кўрсатилган, тадқиқотнинг илмий янгилиги ва
амалий натижалари баён қилинган, олинган натижаларнинг илмий ва амалий
аҳамияти очиб берилган, тадқиқот натижаларини амалиётга жорий қилиш,
нашр этилган ишлар ва диссертация тузилиши бўйича маълумотлар
келтирилган.

Диссертациянинг «

Композицион органик материаллар ва улар асо

сида махсулотлар яратишнинг замонавий ҳолати

» деб номланган биринчи

бобида хозирда мавжуд бўлган тўлдирилган композицион органик
материаллар ва улар асосидаги махсулотлар олиш технологик жараёнининг
ҳолати ва ривожланиши тенденциялари таҳлил қилинган.

Тўлдирувчиларнинг

заррачалари

юзасига,

турли

мақсадларда

ишлатилиши кўзда тутилган композиция ва резино техника махсулотларини
тайёрлашнинг технологик кўрсаткичларига таъсир қилувчи асосий омиллар
келтирилган.

Адабиётларнинг критик таҳлили ҳамда тўлдирувчилар ва композицион

органик материаллар модификацияси жараёнининг замонавий холатини

ўрганиб чиқиш асосида шу нарса аниқландики, ҳозирда тўлдирилган

композиция яратишда энг истиқболли йўналиш кўп функцияли тўлдирувчи

излаш ва композицион материаллар ва улар асосида ўзига хос хусусиятларга

эга бўлган махсулотлар олиш технологиясини яратиш экани аниқланилган.

Диссертациянинг

«Бентонитнинг физик-кимёвий хоссаларини

ўрганиш ва модификация қилиш усуллари»

деб номланган иккинчи

бобида бентонит заррачаларининг юзасини модификациялаш усуллари ва
физик-кимёвий хусусиятларини ўрганиш бўйича тадқиқот натижалари

11

келтирилган. Берилган барқарор хусусиятларга ва тузилишга эга бўлган

резина техника махсулотлари ишлаб чиқариш учун бентонит асосидаги
композицион органик материалларнинг янги оптимал таркибини ишлаб
чиқиш, кенг ва комплекс тадқиқотлар ўтказиш зарур.Кўплаб ўтказилган
тадқиқотлар ва экспериментлар натижасида аниқландики, дастлабки ишлов
бериш ва тегишли кимёвий модификациялашсиз бентонитдан қолипланган ва
қолипланмаган резина-техник махсулотлар олиш учун композицион органик
материаллар ишлаб чиқаришида фойдаланиш мумкин эмас. Чунки бентонит
таркибида 5% гача темир оксиди ва 30% гача адсорбцияланган ва
кристалланган сувлар мавжуд бўлиб, улар композициялар ва улар асосида

олинадиган махсулотларнинг комплекс хусусиятларига салбий таъсир
кўрсатади. Композицион эластомер материаллар ишлаб чиқаришда минерал
тўлдирувчиларга қўйиладиган асосий талаблари бўйича темир оксиди ва
сувнинг мавжудлиги 0,03% дан ошмаслиги керак. 373-426К бентонитни
қуритиш ва электромагнит сепаратор ёрдамида элаш натижасида бентонит
таркибидаги металл оксиди фақат 2 % гача, адсорбцияланган сув эса 10% гача
камайиши

аниқланилган.

Магнитланмайдиган

темир

оксидларини

магнитланишини ошириш учун (асосан темир ионлари парамагнитли ҳолатдан
(д-шакллари Fе

2

О

3

) ферромагнитли ҳолатга (г-шаклга Fе

3

О

4

ўтадилар) ўтказиш

учун, ва бентонит таркибидаги адсорбцияланган ва кристалланган сувни
чиқариб ташлаш учун термик ишлов бериш усули қўлланилди (Т=673К 40
минут давомида), шундан сўнг электромагнитли сепараторда тозалаш амалга
оширилди (1-жадвал).

1-жадвал

Бентонитни металлар оксидлари ва адсорбцияланган сувдан тозалаш

даражасига вақтнинг таъсири

Металлар оксидлари миқдори, %

Электром

аг нитли

тозалашга

қадар

Электромагн

ит ли

тозалашдан

сўнг

Термик ишлов бериш вақти, мин.

Термик

ишлов

бериш.

К

20

40

60

80

5

2

673

1,25

0,28

0,19

0,19

Деривотографик тадқиқотлар кўрсатишига кўра, бентонитни чуқур

сувсизлантириш учун ва қристалланган сувни чиқариб ташлаш 363-463К да
олиб борилиши кўрсатилди ва бу ҳолат катионитлар турларига боғлиқ
эканлиги аниқланилди.Тадқиқотлар шуни кўрсатдики, бентонитга иссиқлик
билан ишлов берилганда баъзи бир структуравий ўзгаришлар рўй беради,
солиштирма геометрик юзаси ва мой сиғими ортиши кузатилди (2-жадвал).
ЭПР усули ёрдамида ўрганилган наъмуналарда парамагнит марказлари ҳосил
бўлишидан дарак берувчи эркин радикаллар концентрациясининг ортиши
аниқланди.

12

Эластомерлар макромолекулаларининг тўлдиргич заррачалари билан

статик таъсирининг ўзига хослигини ўрганиш мақсадида адсорбция усулида
термик ишлов берилган бентонитнинг адсорбцион фаоллиги ўрганиб
чиқилди. Иссиқлик билан ишлов берилган бентонит заррачалари эластомер
макромолекулаларига нисбатан термик ишлов берилмаган бентонитга
нисбатан кўпроқ адсорбцион фаолликка эга бўлиши аниқланди.Кўриниб

турибдики, мазкур эффектга уларнинг солиштирма юзалари ва фаол
марказлар концентрациясининг ортиши сабаб бўлган ва эластомерларнинг
структурасига кўра адсорбциянинг максимал катталиги қиймати ўзгариши
кузатилди.

2-жадвал

Бентонит солиштирма геометрик юзаси ва мой сиғими термик ишлов

беришга боғлиқлиги (40 минут давомида 673 К да)

Кўрсаткичлар номи

Кўрсаткичлар

Термик ишлов

берилишгача

Термик ишлов

берилгандан сўнг

S

уд

, м

2

/г

29,1

33,1

Мой сиғими

мл/100г: - зиғир

- вазелин

ДБФ

30,0
36,2
34,4

32,1
42,2

41,0

Ўтказилган тажрибалар натижасида термик иссиқлик ишлов берилган
бентонит

заррачаларини

паст

молекулали

олигомерлар

ёрдамида

модификация қилиш мумкинлиги аниқланди. Бу эса, ўз навбатида адсорб
цион ва кристалланган сувлардан халос бўлган бентонит заррачалари
ғовакларини тўлдириш имконини беради ва натижада, модификацияланган
бентонитни оддий омборхоналар шароитида ҳам кўп муддат сақлаб туриш
имконияти яратилади.

Термик ишлов берилган бентонитни модификацияси учун биз

полиэтилен ишлаб чиқаришда ҳосил бўлувчи паст молекулали чиқинди
олигомерни ишлатдик, у сариқ рангли, қайнаш ҳарорати 398-513К атрофида ва
эскирган резина-техника буюмлари ва шина махсулотларини пиролиз усули
ёрдамида олинган олигомерни танлаб олинди. Унинг элемент таркиби:
углерод-91,97%, водород-6,10% ва кислород-3,10% ни ташкил қилади. Оли
гомер умумий брутто формуласи С

51

Н

42

О. Гель-хроматография маълумотига

кўра ўртача молекуляр оғирлиги ≈ 800-1000 ни ташкил этади. ИК
спектроскопик тадқиқотлар натижасига кўра соҳада ютилиш чизиқлари
характеристикаси пайдо бўлиши 3050 см

-1

(ароматик ҳалқа С-Н-боғлари

валент тебраниши), 2860, 2930 ва 2975 см

-1

(метилен ва метил гурухлари

С-Н-боғлари валент тебраниши) ни ташкил этади. Шунингдек, углерод

занжирининг 1710 см

-1

да (карбонил гурух С=0), асфальтен смолалари 1730

см

-1

да ютилиш полосалари пайдо бўлиши кузатилди.1500-1600 см

-1

сохасида

13

ютилиш полосалари С=С боғларнинг валент тебранишларига мос келади.Ўз
навбатида, ПМР-спектрларнинг олиниши ароматик структуралар ва уларнинг

ўриндош ҳосилаларига хос бўлган д=6,10 м.д., д=7,12 м.д., д=8,10 м.д.,
протонларнинг мавжудлигини билдиради.

Бентонит танланилган олигомерлар асосида модификацияси қуйидагича

амалга оширилди, бошланғич бентонит қуритишдан (353-373К, ваккум 9 мм
сим.ус. 40 мин) сўнг дисмембиратор ёрдамида майдаланиб, магнитли элакда
металл оксидларидан тозаланади, термик билан ишлов беришга юборилди
(673

К,

ваккум 9 мм сим.ус. 40 мин) шундан сўнг, металл оксидлари ва

аралашмалардан тозалаш учун қайтадан магнитли элакда эланади. Турли
аралашмалар ва металл оксидларидан тозаланган бентонит 673 К
температурада юқорида баён этилган паст молекулали модификатор билан
модификацияланади. Модификацияланган бентонит 1 соат мобайнида
совутилади ва кейинги қайта ишловга юборилади.

Ўтказилган тадқиқотлар асосида шуни тахмин қилиш мумкинки,

бентонитни модификациялаш натижасида унинг зарачалари юзасини
олигомер билан қоплаш махсус хусусиятларга эга бўлган тўлдирилган
композициялар яратишда мутлақо янгича ёндашув шакллантириш имконини
беради.

Шундай

қилиб,

модификацияланган

бентонитни

органик

композициялар таркибига киритиш «каучук-тўлдирувчи» чегарасидаги
фазалараро ўзаро таъсирни ҳамда каучук макромолекулалари ва
олигомерларнинг функционал гурухлари ўртасида қўшимча боғлар хосил
бўлишини кучайтиради, натижада эса композициянинг умумий хусусиятлари
яхшиланиши кузатилади деб таҳмин қилиш мумкин.

Диссертациянинг

«Модификацияланган

бентонит

билан

тўлдирилган композициялар рецептурасини тузиш ва уларнинг
технологик хоссаларини ўрганиш»

деб номланган учинчи бобида

композицион эластомер материаллар рецептурасини тузиш ва уларнинг
пласто-эластик ва технологик хусусиятларини ўрганиш натижалари
келтирилган.

Таклиф

қилинаётган

тўлдиргичларни

(ИБ,ТБ,МОБ)

органик

композицион материалларнинг умумий пласто-эластиклик, технологик
хоссаларига таъсирини ўрганиш учун тузилиши ва хусусиятлари билан фарқ
қилувчи изопрен, бутадиен метил-стирол ва бутадиен нитрил каучуклар
асосидаги стандарт таркибларни танлаб олдик. Шунингдек, стандарт
таркибларда хам тадқиқот натижаларига кўра пластификаторлар, тезлат
кичлар, минерал тўлдирувчилар (мел, каолин, БС-50, БС-75) ва техник
углеродларнинг (П-803,К-354) миқдори ўзгартирилди. Стандарт таркибдаги
композициялар хоссаларини натижалари асосида аввалдан берилган
хусусиятларга эга бўлган турли резина-техника махсулотлар олиш учун ишлаб
чиқариш таркиби тузилди.

Маълумки, ингредиентларнинг тузилиши ва физик-кимёвий хоссалари

эластомер композицияларининг асосий технологик, физик-механик хосса
ларини ва улар асосидаги махсулотларнинг эксплуатацион кўрсатгичларини

14

шакллантиради

.

Таклиф қилинаётган тўлдиргичларни (ИБ,ТБ,МОБ) юқори да

келтирилган каучуклар билан аралаштириш жараёни ўрганилганда
модификацияланмаган бентонит, ҳозирги вақтда ишлатилаётган каолин, БС
50, БС-75 тўлдирувчиларига нисбатан юқори даражада ютилиш ва аралаши
ши кузатилди, булар айланиш моменти ва тебраниши амплитудасининг
пасайиши қиймати билан характерланади. Бу эса ўз навбатида, қоришманинг

янада яхши ишлов берилиши ва юмшашига сабаб бўлади (1-расм). Юқорида
айтиб ўтилган холат аппрет ролини ўйновчи модификатор нинг
физик-кимёвий, структуравий хусусиятларига боғлиқ эканлиги кўрсатилди.
Композицияларни модификацияланган бентонит билан аралаштирилганда
модификацияланмаган бентонит ва БС-50 га нисбатан аралаштириш вақти ва
ҳарорати камайиши билан исботланади. Резина қоришмалари таркибида,
тўлдирувчилар комбинациясидан фойдаланилади, биз модификацияланган
бентонитни техникуглеродлар ва бошқа ингредиентларни каучукларда
аралашиш жараёнига таъсирини ўргандик. Модификацияланган бентонит ва
бошқа ингредиентларни резина қоришмаси таркибига биргаликда
киритилиши уларни ўзини киритишга нисбатан ингредиентларнинг
аралашиш вақти, температураси ва композицияни технологик хоссалари
яхшиланиши кузатилди. Тўлдирувчини эластомер билан аралаштириш
жараёни моделлаштириш холатида тўлдирувчининг аралашиши жараёниниг
тугалланганлиги меъзони даражаси сифатида айлантириш моментининг
вақтга боғлиқ бўлган икки характеристик нуқтасидаги (Аралаштиришнинг
бошланиши ва тугаши) температуралар ўртасидаги тафовут катталиги
ҳисобланади.Тўлдирувчининг дастлабки аралашиш ва улар асосида бир
жинсли композиция олиш сезиларли даражада резина қоришмасига ишлов
бериш шарт-шароитига, эластомер ва тўлдирувчининг хусусиятларига боғлиқ.
Техуглерод-каучук қоришмаси таркибига унча катта бўлмаган миқдорда (<20
гача мас.б.) модификацияланган бентонит киритилиши тўлдиргичларни
аралашиш жараёнига ва бир жинсли масса олинишига ёрдам беради.

Бу асосан оралиқ сурков функциясини бажарувчи модификацияланган

бентонит заррачаларининг аппретланган қатлами туфайли содир бўлади. Унча
катта бўлмаган миқдорда ҳам қоришмадаги тўлдирувчининг аралашиши
яхшиланади ва каучук-тўлдирувчи боғларнинг янада ривожланган структураси
ҳосил бўлади. Электрон-микроскопик тадқиқотлар бундай хулосани
тасдиқлайди ва ростдан ҳам бир жинсли микроструктура хосил бўлиши
кузатилади.

Модификацияланган

бентонит

билан

тўлдирилган

эластомер

композицияларнинг реологик хусусиятлари ўрганилиб чиқилганда шу
кўрсатилдики, сурилишнинг кучланиши қанчалик кам бўлса (Ũ), тўлдирув
чини қоришмани самарали қайишқоқлигига таъсири шунчалик кўп бўлади
(з

э

) ва бу тўлдириш миқдорига кўра (з

э

) ортишига олиб келади.

15

а-СКИ-3, б-Наирит КР-50, в-СКМС-30, с-СКН-26.

МОБ (-∆-∆-),БС-50 (-•-•-).

1

-расм.Резина қоришмалари аралашишини (1) ва юмшашини (2)

тўлдиргич миқдорига боғлиқлиги.

16

Каучук таркибидаги тўлдирувчининг миқдори ортиши билан

резинанинг деформациялангандан сўнг қайта тикланиши сезиларли даражада
камаяди. Бунда тизимнинг эластик деформация энергиясини тўплаши
қобилияти, яъни экструдат (Р

э

) бўкиши, маълум бир даражада тўлдирув

чиларнинг солиштирма геометрик юзасига (S

уд

) га боғлиқлиги тушун

тирилган.

Модификацияланган бентонит билан тўлдирилган резина қоришма

ларининг пласто-эластик хусусиятлари ва технологик кўрсаткичларга кўра
амалда ишлатилётган БС-50 дан фарқ қилмайди. Аммо, уни каучук таркибига
юқори миқдорда қўшилганда (100 мас.б. каучукга 50 мас.б.дан ортиқ) резина
қоришмаларининг самарали қавушқоқлиги янада ошади (2-расм). Бундай
холат резина қоришмалари технологик хоссаларини ўзгаришига олиб келади
ва ишлаб чиқаришда ишлатилувчи композицияни таркибини тузишда
инобатга олиш зарур.

1- СКИ-3; 2 – Наирит КР-50; 3- СКМС–30; 4- СКН-26.

МОБ (-∆-∆-) и БС-50 (-• -•-).

2 расм. Резина қоришмалари пластиклиги (Р)–а ва Муни бўйича

қовушқоқлигини (М4-373К)-б тўлдиргич миқдорига боғлиқлиги.

Вулканлаш жараёнида каучук макромолекулалари билан олтингугурт

бирикиши кинетикаси шуни кўрсатаяптики, юқорида айтиб ўтилган каучуклар

асосидаги модификацияланган бентонит билан тўлдирилган қоришмалар

вулканизацияси етарли даражада интенсив ўтади. Модифика цияланган

бентонит олтингугурт атомларининг тўлдиргич юзасида

17

максимал ютилишига ёрдам бериши ва бу билан янада мустахкам вулкани
зацион структуралар ҳосил бўлишига таъсир кўрсатиши аниқланди. Мазкур
эффект кўрсатаяптики модификацияланган бентонит каучукларда вулканлаш
структураси ҳосил бўлиш жараёнини нафақат фаоллаштириши, балки
тезлаштиришга олиб келади.

Модификацияланган бентонитнинг БС-50 га нисбатан устунлиги,

шундан иборатки вулканизация жараёнини юқори температураларда
ўтказилишида қоришманинг вулканлаш кинетикасига яхши таъсир кўрсати
шидир. Масалан, вулканлаш температурасиг 413 К дан 433 К га ортганида
улар нафақат реверсия беради, балки вулканланиш оптимал шароитини
ошишига маълум бир даражада олиб келади .

3-жадвал

Тўлдирувчиларнинг СКИ-3 асосида вулканизатнинг вулканланиш тўри

структураси ва хоссаларига таъсири (Каучук таркибидаги тўлдирувчи

миқдори 100 мас.б.га 40 мас.б., вулканизация вақти 20 минут 416К да,

эскириш 373К,72ч.да ).

Тўлдирувчилар номи

Ҳосил бўлган боғлар, %

F

p

,

Мпа

К

Т

,

ус. ед.

-C-S

x

-C-

-C-S-S-C-

-C-S-C-

-C-C

-

Бошланғич
бентонит

32

34

24

10

26,2

0,46

БС-50

30

26

25

19

33,2

0,71

Термик ишлов
берилган бентонит

29

5

19

17

31,1

0,51

Паст молекулали
полиэтилен билан
модификацияланг
ан бентонит

31

23

24

22

33,8

0,78

Паст молекулали
эскирган резина
асосида пиролизи
усули билан
модифика цияланган
бентонит

20

25

27

28

35,8

0,85

Тўлдирувчиларнинг

муҳим

хусусиятларидан

бири

уларнинг

вулканизатларнинг структураси ҳамда хоссаларига таъсиридир. Шу боис,

модификацияланган бентонитнинг эластомер композицияларида вулканла ниш
жараёнида ҳосил бўлган боғларнинг турларига, табиатига ва кўндаланг
боғларнинг сонига таъсирини ўрганиш қизиқиш уйғотди. Уни резина
қоришмалари таркибига қўшганда БС-50 га нисбатан иссиқликдан эскириш
коэффициентининг кўрсаткичлари юқори бўлган вулканизатлар олинди (3-
жадвал).

Эластомерларга модификацияланган бентонит киритилганда макро

молекулаларининг чоклаш тезлиги бўйича бошқа тўлдирувчиларга нисбатан
бирмунча фаолроқдир, бу чоклаш даражасининг ортиши ва кўндаланг
боғларнинг сульфидлигини камайиши билан кўрсатилди.

18

Вулканизатлар золь-гель фракцияларини ўрганиш натижасида

модификацияланган бентони билан тўлдирилганда модификацияланмаган

бентонит ва БС-50 нисбатан деструктив жараёнларнинг интенсивлиги

камайиши ва вулканланиш тўр фаол занжирлари улушининг ортиши

сезиларли даражада кузатилди. Ушбу холат танланилган модификатор ва

тўлдирувчининг структура ва кимёвий хоссаларига боғлиқлиги кўрсатилди.

Эскирган резиналардан пиролиз усули билан олинган олигомер фараз

қилиш мумкинки, термо-фото кимёвий жараёнларнинг ингибирланишида
донор-акцептор боғлар бтлан ўзаро таъсирлашиш натижасида композицион
эластомер материалларининг структураси ва хоссалари шаклланишида муҳим
рол ўйнайди. Шу асосда биз томондан биринчилардан бўлиб композицион
элатомер материаллар учун стабилизацияловчи хоссага эга бўлган
модификаторлар билан модификацияланган тўлдирувчи ишлаб чиқилди.

Эскирган резинадан пиролиз усулида олинган олигомер билан

модификацияланган бентонитнинг стабилизациялаш эффекти техник ва
изопропил спиртда ҳамда хлороформда тозаланган СКС-30 АРКМ-15 ва
наирит КР-50 каучукларида оксидланиш даражаси текширилиб кўрилди

.

Олинган натижалар шуни кўрсатадики, СКС-30 АРКМ-15 каучукидаги

модификацияланган бентонит миқдори ортиши билан оксидланиш
реакциясининг индукцион даври босқичининг давомийлиги ортади. Бунда
кислороднинг ютилиш тезлиги ҳатто индукция даври тугаганидан сўнг ҳам
амалда ўзгармайди. Бир ҳил концентрациядаги модификацияланган
бентонитнинг самарадорлиги тозаланган каучукда тозаланмаган каучукдаги га
нисбатан бирмунча юқори бўлиши аниқланди. Бу нарса тозаланмаган каучук
таркибида ВС-1 антиоксидант мавжудлиги билан боғлиқ бўлса керак. Яна
шуни таъкидлаб ўтиш зарурки, модификацияланган бентонитнинг
концентрацияси юқори бўлганда индукция даврининг ортиши индукция
даврида кислород ютилиши тезлигининг ортиши билан боради.

Модификацияланган бентонитнинг тозаланмаган ва тозаланган каучук

учун «индукция даврининг- антиоксидант концентрацияси» 0,06 ва 0,013%
(1,4

.

10

-3

ва 2,4

.

10

-3

моль/кг) эгри чизиқларининг букилиш нуқтасига мос

келадиган критик концентрацияси миқдори аниқланди. СКС-30 АРКМ-15
каучукни оксидланишидаги модификацияланган бентонит таркибидаги

оксидловчи модда миқдори 0,23 ва 0,6%, га тенг бўлиб, бу дибутилфталат
учун мос бўлган критик концентрациядан бирмунча юқоридир. СКС-30
АРКМ-15 каучукдаги модификацияланган бентонит таркибидаги оксидловчи
модда сарфининг самарали доимийлиги тозаланган каучук учун 4,1

.

10

-4

с

-1

га,

техник каучук учун эса 2,1 10

-4

с

-1

га тенг бўлиб, бу унинг эластомерлар

оксидланишини секинлаши учун қўшимча реакцияга киришишидан дарак
беради.

Модификацияланган бентонит билан тўлдирилган вулканизатларнинг

иссиқлик таъсирида эскириши ўрганилганда, эскириш вақти

давомийлигининг ортиши билан неозони-Д стабилизатори ёрдамида

стабилизацияланган наъмуналарга нисбатан композитларнинг нисбий

19

узунлиги бирмунча камайиши қаттиқлиги ошиши кузатилди. Тахлил қилиш
шуни кўрсатдики иссиқлик таъсири жараёнида модификатор таркибидаги
тезлаштиргичлар вулканизат таркибида қўшимча структураланиш рўй
беришига сабаб бўлади ва бунинг оқибатида композитларнинг қаттиқлашуви
ошади ҳамда нисбий узунлигининг қиймати камайиши содир бўлади.

Модификацияланган бентонит асосида композицион эластомер

материаллар учун стабилизиаторлик хусусиятга эга бўлган самарали тўлди
рувчи олиш мақсадга мувофиқлиги аниқланди, бу эса, ўз навбатида, техно
логик жараённи қисқартирилишига ва вулканизатларнинг структураси
тузилиши ҳамда физик-механик хоссаларини мақсадли бошқариш имконини
беради.

Диссертациянинг

«Модификацияланган бентонит билан тўлдирил

ган композицион эластомер материалларнинг техник хоссаларини
ўрганиш»

деб номланган тўртинчи бобида модификацияланган бентонит

нинг композитларнинг техник хоссаларига таъсирини ўрганиш натижалари
келтирилган.

Маълумки,

композитларни

хоссаларини

маълум

йўналишга

йўналтириш учун, вулканланиш тўри структурасига таъсир килиш
усулларидан бири, уларнинг таркиби фаол тўлдиргичлар киритишдир.

Ўрганишлар натижасида аниқландики модификация қилинган

бентонитни эластомер композициялар таркибига кўшилганда 100-300 %
чўзилишдаги мустаҳкамлик БС-50 тўлдиргичи билан тўлдирганга нисбатан
юқорилиги аниқланди. Масалан, модификация қилинган бентонитни
бутадиен-метил стирол асосидаги эластомер композицияси таркибига 40
мас.б. қўшилган мустаҳкамлик тўлдиргич қўшилмаганга нисбатан 15 МПа
гача ошади. Агар бентонит эскирган резина асосида олинган олигомер билан
модификация қилинганда бу кўрсатгич яна ҳам юқорироқдир. Яъни СКИ-3,
наирит КР-50, СКМС-30АРКМ-15 ва СКН-18 каучуклари асосида тайёрла
нилган композиция таркибига 40 мас.б. модификация қилинган бентонит
қўшилганда мустахкамлик (F

p

) 20,5 ва 18,5; 13,6 ва 8,7; 12,5 ва 11,4; 16,3 ва

13,2 МПа ни ташкил қилади ва мос келади. Мустахкамликни яхшиланиши
заррача юзасидаги олигомер қопламанинг каучук ва тўлдиргич орасидаги

самарали боғлар ҳосил қилишини оширишидадир. Бу ҳолат модификация
қилинмаган тўлдиргич эластомер композицияси таркибига қўшилганда
мустаҳкамликни камайиши билан асосланган.

Модификация қилинган бентонит билан эластомер композициялар

тўлдирилганда уларнинг йиртилишга қаршилиги (каолин, БС-50) тўлдиргичи
қўшилганга нисбатан ошади (3-расм). Бу ҳолат асосан100 мас.б. бутадиен
метил стирол каучукга 40-60 мас.б. модификацияланган бентонит қўшилган
да яқол кўринади ва 82,4 кН/мга тенг бўлади.

Модификация қилинган бентонитни резинанинг сиқиш ва чўзиш

динамик хоссаларига таъсирини ўрганиш натижасида шу аниқландики, уни
резина қоришмаси таркибига киритилган иссиқлик ҳосил бўлиши қолдиқ
сиқилиши камаяда ва унинг юқори кўрсаткичи тўлдиргични 100 мас.б.
каучукга 40-60 мас.б.қўшилганига тўғри келади.

20

Илмий текширишлар асосида шу кўрсатилдики, модификация қилинган

бентонит билан техуглеродлар (П324,К354 ва бошқалар)

биргаликда

ишлатилган, маълум бир хоссага эга бўлган композиция олиш мумкинлиги
кўрсатилди. Агар модификация қилинган бентонитни композиция таркибида
техуглеродга нисбатан ошиб борса, у холатда резинанинг мустаҳкамлиги
яхшиланиб боради. Бу жараённи бошқариш, яъни модификацияланган
бентонит ва техуглерод миқдорларини ўзгартириш натижасида олдиндан
берилган технологик ва техник хоссаларга эга бўлган эластомер ва улар
асосида резина-техника буюмлари олиш мумкин.

1- СКИ-3; 2 – Наирит КР-50; 3- СКМС–30; 4- СКН-26.

МОБ (-∆-∆-) и БС-50 (-• -•-).

3-расим. Резинанинг йиртилишга чидамлилигига (Р

а

) тўлдиргич

миқдорини таъсири.

Модификация қилинган бентонитни эластомер композициялари

электрофизик ва радиацияга чидамлилик хоссаларига таъсири ўрганиш

натижасида, шу аниқландики, модификацияланган бентонит билан тўлдирган
вулканизатлар (lgс

v

=13-16), тешилишига мустаҳкамлик (5

.

10

6

-2

.

10

7

ом/м) ва

радиацияга чидамлилик (0,8-0,99) хоссалари юқорилиги билан ажралиб
туради. Бу ўрганишлар асосида заррачалар юзасидаги олгимер қоплама
электр ўтказувчи заррачаларни бир-биридан ажратади ва занжир ҳосил
бўлишига қаршилик қилиши аниқланди. Бу асосан модификацияланган
бентонит ва каучук макромолекулалари орасидаги фазовий чегаралардаги
юқори энергияли боғларни ҳосил бўлиши билан тушунтирилади ва
модификация қилинмаган бентонит резина қоришма таркибига қўшилганда
электрофизик, радиацияга чидамлик хоссаларини камайиши билан
исботланган.

Демак модификация қилинган бентонитни эластомер композицияларида

ҳар хил шароитларда ишлатилувчи резина-техника буюмлари олиш учун
таклиф қилиш мақсадли ва истиқболидир.

21

Диссертациянинг

«Модификация қилинган бентонитни қўллаб

эластомер композицион материаллар ишлаб чиқариш таркиби,
технологияси ва улар асосида буюмлар олиш томойилларини яратиш»

деб номланган бешинчи бобида бентонитни мақсадли резина-техника буюм
лар олиш учун эластомер композицияларида фаол истиқболли тўлдиргичи
сифатида қўлланилиши учун ўтказилган комплекс тадқиқотлар натижаси
келтирилган.

Маълумки, ишлаб чиқаришда ишлатилувчи эластомер композиция лари

кўп таркибли системадир. Улар кимёвий таркиби , фаоллиги, тузилиши билан
бир-биридан фарқ қилувчи каучук ва ингредиентлардан ташкил топган. Шу
сабабли стандарт таркиблии эластомер композицияларда модификация
қилинган бентонитни таъсири ва хоссалари, ишлаб чиқаришда ишлатилувчи
резина қоришмалари ва улар асосида олинган резина-техника буюмлари
хоссаларига мослиги ўрганиш мақсадга мувофиқдир. Ишлаб чиқаришда
мавжуд бўлган таркибларда ўрганиш натижасида, модификация қилинмаган
бентонитни резина қоришмалари таркибига қўшганда, унинг эксплуатацион
хоссалари ҳозирги вақтда ишлатилаётган композициядан фарқ қилмаслиги
аниқланди ва ТР,ТУ,ГОСТ,ОСТ талабларига жавоб бериши кўрсатилди.

Аммо юқори миқдорда қўшилганда резина қоришмасини пластиклиги

камайиб, композитларни қаттиқлиги ошиши кузатилди. Буюмларни
эксплуатацион хоссаси эса 1,2-1,4 баробарга каолин билан тўлдирилган
резиналарга нисбатан ошди (4-жадвал).

4 жадвал

Текистил ва метал каркасли буюмлар олиш таркиб технологик ва

эксплуатацион хоссалари (Тўлдиргич миқдори 100 мас.б. каучукка 76

мас.б.)

Кўрсатгичларни

Композиция

Композиция метал

номланиши

текистил материал

билан

билан

Тўлдиргичлар

ЕК

ИБ

ЕК

ИБ

Р, усл.ед.

f

р

, МПа

Е

отн

, %

F

изг

, %

Р

а

, кН/м

Клейкость (ВН-5006,
куч 1,5), кг.
Адгезия мустахкамли
ги, МПа

0,35

9,2

320

8

42

1,06

0,80

0,40
12,6

310

6

58

1,08

0,82

0,40

3,6

200

4

44

1,20

0,74

0,40

5,3

200

4

53

1,36

1,10

Бу ҳолат модел таркибда олинган маълумотларга мосдир. Термик

ишлов берилган бентонитни ишлаб чиқаришда ишлатилувчигача резина
қоришмаси таркибига (30 мас.б. миқдорда) қўшилганда каолинга нисбатан
уларни пластиклиги камайиши ва қовушқоқлиги ошиши кузатилди. Шу билан
резина қоришмасини пластиклигини ошириш қовушқоқлигини

22
камайитириш учун таркибдаги юмшатгич ва пластификаторлар миқдорини
15-20% ошириш керак. Вулканизатларнинг эксплуатацион хоссалари эса 1,2-
1,6 маротаба каолин қўшилган композитга нисбатан юқори (5-жадвал). Шуни
этиборга олиш керакки термик ишлов берилган бентонит қўшилган
композициянинг ёпишқоқлиги ошган, бу эса армирланган қатламли резина
техника буюмларини ёпишқоқлигини оширувчи қўшимча ингредиентлар
имкониятини яратади.

5-жадвал

Текистил ва метал каркасли буюмлар олиш таркиб технологик ва

эксплуатацион хоссалари (Тўлдиргич миқдори 100 мас.б. каучукка 76

мас.б.)

Кўрсатгичларни

номланиши

Композиция

текистил материал

билан

Композиция метал

билан

Тўлдиргичлар

ЕК

ТБ

ЕК

ТБ

Р, усл.ед.

f

р

, МПа

Е

отн

, %

F

изг

, %

Р

а

, кН/м

Клейкость (ВН-5006,
куч 1,5), кг.
Адгезия
мустахкамлик, МПа

0,35

9,2

320

8

42

1,06

0,80

0,45
13,6

300

6

61

1,48

1,62

0,40

3,6

200

4

44

1,20

0,74

0,4
7,9

210

4

53

2,00

1,10

Ишлаб чиқариш таркибда модификация қилинган бентонитни БС-50 ва

БС-75 тўлдиргичлари ўрнига ишлатилганда янги кўрсатгичли ва шароитли
резина-техника буюмлари олиш технологияли яратиш имконини берди, яъни
каучук ва ингредиентларни модификация қилинган бентонит билан
нисбатини ўзгартириб юқори едирилишга чидамли буюмлар олиш
мумкинлиги кўрсатилди. Бу ҳолат БС-50 тўлдиргичларида олиш имконияти
камлиги кўрсатилди.

Масалан, резина қоришмаси таркибида 70 мас.б. БС-50 ни 100 мас.б.

модификация қилинган бентонитга алмаштирилса едирилиш ГОСТ
талабларига мос бўлиши аниқланди, агаркомпозиция таркибидаги БС-50 ни
100 мас.б. га оширилса едирилиш 25% га ошади. Тадқиқотлар натижасида
модификация қилинган бентонит билан резина қоришмаларида БС-50 ни
100% ва БС 75 эса 80% га алмаштириш мумкинлиги аниқланилди (6-10
жадваллар).

Шундай қилиб ишлаб чиқаришда ишлатилувчи резина қоришма таркибида

модификация қилинган бентонит билан БС-50 тўлдиргичини 100% ва БС-75

тўлдиргичини эса 80% алмаштириш мумкин ва бу холатда

23

6-жадвал

Қолипланувчи резина-техника буюмлари олиш композити технологик

ва эксплуатацион хоссалари (Тўлдиргични миқдори 100 мас.б. каучукга

нисбатан 40 мас.б.)

Кўрсатгичларни

номланиши

Пракладка учун

Тўхтатиш

мосламаси учун

Тўлдиргичлар

ГОСТ

бўйича

МОБ

ГОСТ

бўйича

МОБ

Р, усл.ед.
d, кг/м

3

f

р

, МПа

Е

отн

, %

F

изг

, МПа

Нисбий
кавушқоқлик,
кДж/ж
ТИР бўйича қатиқлиги
, усл.ед.
Иссиқликдаги
қолдиқ, %

К

т

К

м

Оғ.бўйича
едирилиш, мг/час
Сув шимиши, %

н/б 0,2
2400-17

00

45-52

-

32-82

3-12

95-100

0,2-0,6

н/м 0,8

н/м 0,9

20-40

0,2

2550

47,3

-

54

7

99

0,56
0,98

0,98
28,3

0,3-0,4
2200-24

00

12-16

220-300

-

-

40-50

-

н/м 0,84
н/м 0,95

-
-

0,33

2350

13,3

280

-

-

44

-

0,92
0,99

-
-

7-жадвал

Клейлаш ёрдамида қолипланмайдиган резина буюмлари таркиби

технологик ва эксплуатацион хоссалари (Тўлдиргични миқдори 10-350-

76 мас.б., Н-24-21 мас.б., 4867-16 мас.б. 100 мас.б. каучукга нисбатан)

Кўрсатгичларни

номланиши

10-350

Н-24

4867

Тўлдиргичлар

ЕК

МОБ

ЕК

МОБ

ЕК

МОБ

Пластиклиги, усл.ед.
Ёпишкоклиги
Кольцевой модуль,
3/2 Физмех.
хоссаси:
f

р

, Мпа

Е

отн

, %

Е

ост

, %

Йиртилишга қарш, кН/м
Шору-А бўйича
қаттиқлиги Тешилиш
бўйича эл.мус тахкамлик,
ом/м

0,41
0,84

5,7

6,5

250

25

18,8

64

1,9

.

10

6

0,39
0,96

5,5

11,14

360

14

22,2

66

1,1

.

10

7

0,45
0,81

3,2

15,0

550

30

21,0

72

1,6

.

10

6

0,45
0,99

3,4

16,8

860

18

23,2

68

3,4

.

10

6

0,46
0,79

4,0

15,5

500

30

20,7

55

2,8

.

10

6

0,45
0,92

4,5

18,2

660

16

21,5

61

4,8

.

10

6

24

8-жадвал

Конвейер ленталари олиш композицияси таркиби технологик ва

эксплуатацион хоссалари (Тўлдиргични миқдори 46 мас.б., 100 мас.б.

каучукга нисбатан)

Кўрсатгичларни номланиши

Тўлдиргичлар

БС-50

МОБ

Пластиклиги, усл.ед.
Зичлиги, кг/м

3

Кольцевой модуль, 3/2
Физико-механик хоссаси:

f

р

, Мпа

Е

отн

,%

Е

ост

,%

Тер. иш. кейин, 373К,72

соат: f

р

, Мпа

Е

отн

,%

Е

ост

,%

Йиртилишга қаршилик,
кН/м Едирилиш, пм

3

/Дж

Шору-А бўйича
қаттиқлиги Ёнишга
чидамлилик, с

0,49

1310

2,0

16,8

760

30

15,9

700

26

23,7

42
65
45

0,47

1310

3,2

18,2

750

24

17,4

650

20

24,2

25
66
45

композиция таркибидаги пластификатор миқдорини 80% ва стабилизатор
миқдорини 90% гача камайтирши талаб этилади.

Ишлаб чиқаришда ишлатилувчи таркибларда паст молекулали

полиэтилен билан модификация қилинган бентонит ишлатилиш натижалари
асосида қуйидаги хулосалар олинди, яъни уни 100 мас.б. каучукда нисбатан
30 мас.б.гача қўшилганда резина қоришмалар хоссаларига каолин билан бир
хил таъсир қилиши кўрсатилоди. Аммо унинг миқдори 40 мас.б. ошиб кетса
резина қоришмаларининг пластиклик ва қовушқоқлик хоссалари ошишига
олиб келади ва композитни мустахкамлиги эса 1,2-1,5 маротаба ошиши
кузатилди. ГОСТ талабларидаги технологик ва техник хоссаларни олиш учун
резина қоришмаси таркибидаги тезлаштиргичларни миқдорини 10-15% га
ошириш, юмшатгич ва пластификаторларни 50-70% гача камайтириш
кераклиги аникланди ва таклиф қилинди.

Диссертация тадқиқоти натижалари 1995-2016 йиллар

«Ўзбекрезинотехника» АЖ (ҳозирда «Ангренрезинотехника» ҚҚ), ООО
«Anbar» (олдин Таш РТИ, ООО «Омад резина», ООО «Rabba») «Катрон»,
«KAFOLAT REZINA», «Ташкент Резина», NTTS « KOMPOZIT» корхона
ларида хориждан олиб келинаётган ЕК, БС-50, БС-75 тўлдиргичларни ўрнига
қўлланилди.

25

9-жадвал

ЭПШ-30 маркали қабелолиш резинаси технологик ва эксплуатацион

хоссалари (Тўлдиргични миқдори 50 мас.б., 100 мас.б. каучукга

нисбатан)

Кўрсатгичларни номланиши

Тўлдиргичлар

БС-50

МОБ

Пластиклиги, усл.ед.

Кольцевой модуль, 3/2

Физмех. хоссаси: f

р

, МПа

Е

отн

,%

Е

ост

,%

радиац.кейинги эски

ришстар. f

р

, МПа

Е

отн

,%

Е

ост

,%

Йиртилишга

қаршилик,кН/м Шору-А

бўйича қаттиқлик

Электрик кўрсатгичлар:

с

v

, ом м

е

tgб

0,35

2,7
7,5

820

50

3,8

170

42

22,1

67

2,7 10

4

150,1
0,100

0,32

2,5

10,7

470

37

10,5

300

30

26,8

70

2,4 10

4

180,2

0,099

10 жадвал

Қолипланувчи резина-техника махсулотлари олиш композити

технологик ва эксплуатацион хоссалари (Тўлдиргични миқдори 50

мас.б., 100 мас.б. каучукга нисбатан)

Кўрсатгичларни номланиши

10308

8313 А

Тўлдиргичлар

ЕК

МОБ БС-75 МОБ

Р, усл.ед.

Коэф.клейкости

Кольцевой модуль, 3/2

f

р

, МПа

Е

отн

, %

Е

ост

, %

К

т,

373 К,, 72 соат.

Йиртилишга қаршилик,

кН/м Шору-А бўйича
қаттиқлик

0,36
0,58

3,8

13,4

200

6

0,89
18,3

59

0,35
0,62

4,5

14,9

220

2

0,98
22,1

61

0,35
0,57

3,5

14,2

460

12

0,90
18,4

52

0,34
0,63

3,5

15,1

480

14

0,94
21,3

56

Таклиф қилинаётган тўлдиргичлар билан тўлдирилган эластомер

композициялари ва улар асосида олинган ҳар хил шароитларда ишлатилувчи
резина-техника буюмлари корхоналарда ишлаб турган технологик
жихозларни ўзгартирмасдан, яратилган технологик шартлар асосида олинди.

26

ХУЛОСАЛАР

1.Структура-кимёвий модификация қилинган Ўзбекистон бентонити

қўллаб юқори самарали композицион эластомер материаллар яратиш илмий
технологик асослари таклиф қилинган. Олинган илмий маълумотлар,
олдиндан берилган структура ва хоссага, физик-механик ва эксплуатацион
кўрсатгичларга эга бўлган композицион эластомер материаллар олиш
технологиясини яратишга асос бўлди.

2.Бентонитни композицион эластомер материалларда тўлдиргич

сифатида ишлатиш учун структурна-кимёвий модификация қилиш
технологияси таклиф қилинди. Бентонитга термик ишлов бериш (673К)
натижада теплофизикавий ўзгаришлар асосида структураси ўзгариши, яни
мой шимиши ва нисбий геометрик юзаси ошиши кўрсатилган. Шу билан
бирга парамагнит марказлар ҳосил бўлишига олиб келувчи эркин радикаллар
ошиши аниқланган, булар эса «эластомер-тўлдиргич» системасидаги
композиция хоссаларига бахо беришга асос бўлиши кўрсатилган.

3.Эластомер композициялари учун паст молекулали полиэтилен ва эски резина

асосида олинган олигомерлар асосида модификация қилинган бентонитни

таклиф қилинган ва уни физик-кимёвий хоссалари келтирилган, резинани

структураси ҳосил бўлиш жараёнига унинг таъсири тушунтирилган. Юқори

термо-радиацияга чидамли эластомер композициялар структурасини

шакиллантиришга оралик катламни роли тушунтирилган.

4.Модификация қилинган бентонит билан хар хил структурадаги

каучуклар молекуласи щртасидаги боғланиш асоси аниқланилган.
Тўлдиргичларни структура-адсорбцион фаоллиги билан композицион
эластомер материаллар физик-механик хоссалари орасидаги боғлиқлик

кўрсатилган.

5.Бентонит асосида яратилган тўлдиргичларни ва уларни бошқа

ингредиентлар билан комбинацияси эластомеларга аралаштириш жараёнини
асослари ўрганилиб, тўлдиргичларни аралашишини тугаши критерияси
сифатида иккита нуқта аралаштиришни бошланиш харорати ва
аралаштиришнинг тугаш харорати нуқтаси айланиш моментига боғлиқлиги
кўрсатилди.

6. Бентонит асосида олинган тўлдиргичларни композицион эластомер

материаллари технологик ва реологик хоссаларига таъсири ўрганилиб,

уларнинг композиция таркибидаги оптимал миқдори таклиб ыилинган.

7.Модификация қилинган бентонитни каучуклар вулканланиш жараёнига

таъсири ўрганилиб ва вулканланиш тўри ҳосил бўлиш механизми

тушунтирилган. Модификаторни таркибидаги функционал гурухлар ҳисобига

қоришма таркибидаги вулканлаш агентларини миқдорини камайтириш

натижасида технологик жараённи қискартирилиши кўрсатилган.

8.Бентонит асосидаги тўлдиргичларни вулканизатлар физик-механик

хоссаларига таъсири кўриб чиқилиб, бошлангич ва термик ишлов берилган
бентонит ўртача фаоликга эга бўлган тўлдиргич сифатида каолин ўрнига
ишлатиш, модификацияланган бентонит эса фаол тўлдиргич сифатида БС-50

ва БС-75 тўлдиргичлари ўрнига ишлатиш мумкинлигини кўрсатилди.

27

Модификация қилинган бентонит эластомерларни юқори хароратда кислород
билан реакцияга киришиш жараённини қамайтириши аниқланган. Эластомер
композицияларини технологик ва техник хоссаларини бентонит тўлдиргичлар
ва ингредиентлар миқдорини ўзгартириб бошқариш мумкинлигини
кўрсатилган.

9. Бентонит асосида олинган тўлдиргичларни қўллаб эластомер

композициялар олиш таркиби ва технологик жараёнлари яратилган. Уларни
самараси ҳар хил шароитда ишлатилувчи резина-техника буюмлари олиш
билан исботланган. Диссертация тадқиқоти натижалари «Ўзкимёсаноат» АЖ
қарашли корхоналарда ишлаб чиқаришда синаб кўрилган ва жорий қилинган.
Иқтисодий самара ингредиентларни махаллийлаштириш ва технологик
жараённи қискартириш ғисобига йилига 500 млн.сўмни ташкил қилади.

28

НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ

ДОКТОРА НАУК 14.07.2016.Т.08.01 ПРИ ТАШКЕНТСКОМ

ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ИНСТИТУТЕ

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ТЕШАБАЕВА ЭЛЬМИРА УБАЙДУЛЛАЕВНА

РАЗРАБОТКА КОМПОЗИЦИОННЫХ ЭЛАСТОМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МЕСТНЫХ СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ И

ТЕХНОЛОГИЯ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

02.00.14 – «Технология органических веществ и материалов на их основе»

(технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ ДОКТОРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ

Ташкент - 2016 год

Тема докторской диссертации зарегистрирована за 31.03.2016./В2016.1.Т567 в Высшей атте

стационной комиссии при Кабинете Министров Республики Узбекистан.

Докторская диссертация выполнена в Ташкентском химико-технологическом институте.

Автореферат диссертации на трех языках (узбекский, русский, английский) размещен на
веб-странице по адресу www.tkti.uz и информационно-образовательном портале ZIYONET по ад
ресу www.ziyonet.uz

Научные
консультанты: Ибадуллаев Ахмаджон

доктор технических наук, профессор

Официальные

оппоненты: Сайфутдинов Рамзиддин Сайфутдинович

доктор технических наук,

профессор

Мухиддинов Баходир Фахриддинович

доктор химических наук, профессор

Собиров Баходир Бойпўлатович

доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: ГУП Научно-исследовательский институт химической

технология при АО

«Узкимёсаноат»

Защита диссертации состоится «___» ________2016 г. в «___» часов на заседании научного

совета 14.07.2016.Т.08.01 при Ташкентском химико-технологическом институте по адресу:
100011, г. Ташкент, Шайхонтахурский район, ул. А.Навои, 32. Тел.: (99871) 244-79-21; факс:
(99871) 244-79-17; e-mail:tkti_info@mail.ru.

Докторская диссертация зарегистрирована в Информационно-ресурсном центре Ташкент

ского химико-технологического институтаза № ___, с которой можно ознакомиться в ИРЦ
(100011, г. Ташкент, Шайхонтахурский район, ул. А.Навои, 32. Тел.:(99871)244-79-21).

Автореферат диссертации разослан «___» ________ 2016 года.

(протокол рассылки №_______от _________2016 г.).

С.М.Туробжонов

Председатель научного совета по присуждению учёной

степени доктора наук д.т.н., профессор

М.Ю.Юсупов

Ученый секретарь научного совета по присуждению учё

ной степени доктора наук д.т.н., профессор

Г.Рахмонбердиев

Председатель научного семинара при научном совете по

присуждению учёной степени доктора наук д.х.н., профессор

ВВЕДЕНИЕ (аннотация докторской диссертации)

Актуальность и востребованность темы диссертации

. В мире ассор

тимент изделий из органического материала постоянно расширяется и в
настоящее время превышает 80 тыс. наименований. Около половины объёма
производства резиновой промышленности составляют автомобильные шины,
более трети – резиновые технические изделия, номенклатура которых осо
бенно многообразна. Около одной десятой объёма производства резиновой
промышленности составляют резиновая обувь производства и другие изде лия
народного потребления (медицинские изделия, игрушки, спортивные
принадлежности), так же транспортерные ленты, приводные ремни, рукава,

прорезиненные технические ткани и изделия из них. Основным потребите лем
резиновых изделий является современный транспорт - автомобильный,
воздушный, железнодорожный. Так, в современном автомобиле насчитыва
ется около 600 деталей из резины общей массой 120 кг

1

.

После приобретения независимости в нашей стране созданы широко

масштабные планы мероприятий по результатам определения физико
химических свойств местных минеральных ресурсов, создание методов их
переработки и по разработке состава, технологии получения композицион
ных органических материалов с их применением и резино-технических
изделий, шин конкурентноспособных изделий работающих в различных
условиях на их основе и достигнуты определённые результаты.

В мире осуществляется ряд исследований по созданию каучуку и ин

гредиентов, состав композиции и технология получения резина-технических
изделии на их основе: разработка новых органических и неорганических
наполнителей с наночастицами; технологии модификации минеральных
наполнителей с органическими олигомерами; синтеза органических ускори
телей; рецептуры композиционных эластомерных материалов различного
назначения со специфическими свойствами; диспергаторы и пластификаторы
для улучшение технологических свойств композиционных эластомерных ма
териалов; рецептуры и составляющих наноматериалов на основе эластомер
ных композиции и технология получения изделии на их основе является од
ним из важных проблем отрасли.

Данное диссертационное исследование в определенной степени служит

выполнению задач, утверждённой постановлениями Президента Республики
Узбекистан № ПП-1071 от 11 марта 2009 года «О мерах по организация
производства конвейерных лент, сельскохозяйственных и автомобильных шин
на территории СИЗ Ангрен» и № ПП-1072 от 12 марта 2009 года «О
программе мер по реализации важнейших проектов по модернизации, техни
ческому и технологическому перевооружению производства на 2009-2014
годы», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в дан
ной сфере.

1

Customstat.ru/reports/import cellulose. Php? Gelid=CNSZ4uXpk1wCFWL2 cgod4 rwM2g.

31

Соответствие исследования основным приоритетным направлени

ям развития науки и технологий республики.

Данное исследование вы

полнено в соответствии с приоритетным направлением развития науки и тех
нологий VII. «Химическая технология и нанотехнология».

Обзор международных научных исследований по теме диссерта

ции

2

.

Научные исследования, направленные по разработке состава и

технологии получения композиционных эластомерных материалов и резино
технические изделия различного назначение на и их основе осуществляются в
ведущих научных центрах и высших образовательных учреждениях мира, в

том числе, Kyoto University, Tokyo Institute of technology (Япония), Darmstadt
Technical University, Fraunhofer Photocatalusis Alliance (Германия), University

of Surrey, Drunel University (Великобритания), University of Cincinnaty, Cfli
fornia Institute of technology (США), Institute of New Catalytic Materials Science
(Китай), University of Torino (Италия), Научно-исследовательский институт
резиновой промышленности, Научно-исследовательский институт шинной
промышленности, Институт химии и физики полимеров (Россия), Институт
химии и физики полимеров (Украина), Ташкентский химико-технологиче ский
институт, Институт химии и физики полимеров, Ташкентский Государ
ственный Технический университет (Узбекистан).

В результате исследований, проведенных в мире по физико-химиче

ским особенностям получения модифицированных ингредиентов и компози
ционных эластомерных материалов на их основе получены ряд научных ре
зультатов, в том числе: разработан метод получения модифицированных вы
сокоструктурных минеральных наполнителей для композиционных поли
мерных материалов (Tokyo Institute of technology, Япония); разработаны но
вые рецептуры и технологические режим композиционных эластомерных ма
териалов с применением модифицированных наполнителей поверхностно ак
тивными веществами (Cflifornia Institute of technology, США); предложены
материалы со специфическими свойствами с применением комбинации кау
чуков и волокнистых наполнителей (Научно-исследовательский институт ре
зиновой промышленности, Россия); внедрены модифицированные наполни
тели с азотсодержащими органическими веществами для получения органи
ческих материалов со специфическими свойствами (Институт химии и физи
ки полимеров, Украина), предложена технология получения минеральных
наполнителей со структурными изменениями, методом термообработки
(Ташкентский химико-технологический институт, Узбекистан).

В мире по получению композиционных органических материалов

соспецифическими свойствами и исследованию их физико-химических,

технологических, технических и эксплуатационных особенностей по ряду

приоритетных направлений проводятся исследования, в том числе: установ

ление закономерности структурных изменений минеральных наполнителей

при термообработке, приводящие к увеличению маслоемкости, удельной

2

Обзор международных научных исследований по теме диссертации: http://www.samjackson.com/ moisture products;

http://www.bajajngp.com/humidifier.html; http://www.busa.com.br/Assistencia-Tecnica#;https://www. acronymfinder.com, Journal of Cotton
Science 4/2015. The USA.The Cotton Foundation. Journal of Textile Science & Engineering.3/2014. The USA и других источников.

32
поверхности и концентрации свободных радикалов; определению взаимо
связи между структурными характеристиками, природы поверхности моди
фицированных алюмосиликатных наполнителей и макромолекул каучука;
выяснение определяющей роли аппретированного слоя на поверх-ности ча
стиц наполнителей в процессе смешения композиции и формировании вул
канизационных структур, для разработки композиционных органических ма
териалов с высокой радиационной стойкостью и электрической прочностью

на пробой; создание новых поколений наноматериалов на основе композици
онных эластомерных материалов.

Степень изученности проблемы.

Научным исследованием по разра

ботке новых модифицированных наполнителей, рецептуры и технологии по
лучения наполненных композиционных эластомерных материалов и изделий
на их основе со специфическими свойствами были посвящены работы
E.B.Bagley, R.Kruze, M.L.Deviny, R.S.Onifer, Чанг Дей Хан, Дж.Краус,
А.А.Берлин,

Н.С.Ениколопов,

Г.С.Кац,

Ф.Ф.Кошелев,

А.Е.Корнев,

А.М.Буканов, А.А.Донцов, Б.А.Догадкин, Б.А.Шершнев, Е.Г.Востракнутов,
М.Л.Уральский, Б.Е.Гуль, Ю.С.Липатов, А.М.Смирнова, П.А.Ребиндер,
Т.И.Соколова, А.А.Чуйко, Н.Н.Лежнев, В.М. Гончаров, П.В.Ракова,
Л.Б.Коварская,

А.Г.Шварц, Ю.С.Зуев, Е.В.Утленко, Л.Н. Рязанова,

А.С.Кузьминский, Г.А.Сорокин, М.К.Красинкова, Э.Н.Виндина, Ю.Ю.Керчи,
Ю.А.Эльтеков, Г.А.Блох, П.А.Лепетов, Н.Д.Захаров, Д.Н.Мак-Келви,
С.С.Негматов, А.Х.Юсупбеков, А.С.Ибадуллаев и др.

Развитие исследований для повышения эффективности минеральных

наполнителей в производстве композиционных эластомерных материалов для
получения резина-технических изделий с специфическими свойствами,
повышения эффективности минеральных наполнителей с различными термо
механическими и химическими методами модификации, кроме этого, ведутся
научные исследования по получению новых эффективных химических мо
дификаторов и высокоструктурные минеральные наполнители с их примене
нием.

Вместе с тем, приоритетными направлениями по получению модифи

цированных наполнителей для композиционных эластомерных материалов
являются исследования по получению модифицированных наполнителей
комплексного действия; получение модифицированных наполнителей на ос
нове возобновляемых источников; исследование по получению модифициро
ванных наполнителей на основе местных сырьевых ресурсов; химическая
модификация существующих минеральных наполнителей.

Связь темы диссертации с научно-исследовательскими работами

высшего учебного учреждения, где выполняется диссертация.

Диссертаци

онные исследование выполнено в рамках плана научно-исследовательских
работ прикладных проектов Ташкентского химико-технологического
института

А-6-

319

«Разработка

импортозамещающих

и

экспортоориентированных новых мяг чителей и пластификаторов для
резиновых смесей на основе вторичного сырья нефтепереработывающей
промышленности» (2006-2008 гг.), П-12-41 «Разработ ка состава и технологии
получения термокоррозионностойких композиционных

33

материалов на основе местных и вторичных сырьевых ресурсов обеспечиваю
щих энерго- и ресурсосбережения» (2012-2014 гг.), А-12-37 «Разработка
состава

и

технологии

получения

наполненных

композиционных

эластомерных материа лов с вторичными материалами и получения со

специальными свойствами рези но-технических изделий и кабеля на их
основе» (2015-2017 гг.).

Цель исследования

является разработка технологии модификации

бентонита Узбекистана и получение резино-технические изделий различного
назначения на его основе.

В соответствие с поставленной целью решались следующие

задачи:

определение физико-химических свойств бентонита Узбекистана и влияние
модификаторов на их структурную особенность;

разработка технологии структурно-химической модификации бентони

та Узбекистан;

разработка рецептуры композиционных эластомерных материалов раз

личного назначения наполненныхбентонитом;

определение влияние бентонита на пласто-эластические, реологические

и технологические свойства резиновых смесей на основе каучуков общего и
специального назначения;

определение влияние бентонита на физико-механические, динамиче

ские и эксплуатационные свойства композиционных эластомерных материа
лов и изделии из них;

разработка технологии получение формовых и неформовых резино

технических изделий различного назначения наполненных бентонитом.

Объектами исследования

является бентонит, каучуки общего и спе

циального назначения.

Предмет исследования:

композиционных органических материалов и

резино-технические изделии на их основе.

Методы исследований.

В диссертационной работе применены физико

химические, физико-механические, кинематические, динамические и методы
планирования экспериментов, также методы математической статистики.

Научная новизна исследования

заключается в следующем

:

предложены научно-обоснованные пути модификации бентонита Уз
бекистана, целенаправленное использование которых позволило разработать
технологию получения эластомерных композиционных материалов и изде
лий с заданной структурой и свойствами;

определены структурные изменения бентонита Узбекистана при тер

мообработки, приводящие к увеличению концентрации свободных радика
лов;

обнаружена взаимосвязь между структурными характеристиками,

природы поверхности термообработанного, химически модификацирован
ного бентонита и макромолекул каучука;

определена роль аппретирующегося слоя на поверхности частиц бен

тонита в процессе смешения композиции и формировании вулканизационных
структур, которые позволили разработать резино-технические изделия со
специфическими свойствами;

34

определено влияние модифицированного бентонита на пласто-эласти

ческие, реологические, технологические и технические свойства композици
онных эластомерных материалов;

разработана технология модификации бентонита Узбекистана и полу

чения резино-технических изделий различного назначения на их основе.

Практические результаты исследования

:

разработана технология производства сушки бентонита и получение

наполненных композиционных эластомерных материалов общего назначения;
разработана технология производства термообработанного бентонита и
наполненных композиционных эластомерных материалов для получения фор
мовых и неформовых резино-технических изделий с полуусиливающими
свойствами;

разработана технология получения химически модифицированного

бентонита и наполненных композиционных эластомерных материалов с высо
кими техническими показателями и резино-технических изделий различного
назначения на их основе.

Достоверность результатов исследования.

Результаты использован

ных химических, физико-химических, технологических, физико-механи
ческих, технических и стендовых методов анализа подтверждены укрупнён
ными и опытно-промышленными испытаниями, а также рекомендациями к
применению разработанных наполнителей в производстве композиционных
эластомерных материалов и технологии их получения.

Теоретическая и практическая значимость результатов исследо

вания.

Научная значимость результатов исследования заключается в

выявлении научно-обоснованных путей модификации бентонита Узбеки
стана, целенаправленное использование которых позволило разработать ре
цептуры и технологию получения эластомерных композиционных материа
лов и изделий с заданной структурой и свойствами.

Практическая значимость результатов исследования заключается в том,

что разработаны технология производства модифицированного бентонита, ре
цептуры наполненных композиционных эластомерных материалов и техноло
гия получения импортозамещающие и экспортоориентированные резино
технических изделий на их основе.

Внедрение результатов исследования.

Разработанная технология

произ водства модификации бентонита, рецептуры композиционных
эластомерных материалов с их применением и технология получения
резино-технических изделий на их основе различного назначения внедрен в
предприятиях по производству формовых и неформовых резинотехнических
изделий

Акционер

ного обшества «Узкимёсаноат» (письмо АО

«Узкимёсаноат»от 4 ноября 2016 г.за № 05-3584/M). Эта даёт возможность
модификации бентонита Уз беки-стана для получения малоактивного,
полеактиваного и усиливающего наполнителя для композиционных
эластомерных материалов и резино технических изделий различного
назначения на их основе и сократить им порт минеральных наполнителей
каолин, БС-50, БС-75 для производства

35

композиционных эластомерных материалов и расширит производства рези
но-технических изделий различного назначения.

Апробация результатов исследования.

Результаты исследования из

ложены в виде докладов и апробированы на международных республикан
ских научно-технических конференциях, в частности: «Композиционные ма
териалы и по применение» (Ташкент, 1994, 1998); Международной конфе
ренции “Modern problems of polymer science” (Ташкент, 1995); Международ
ном симпозиуме по механо-химии (Ташкент, 1995); Международной научно
технической конференции «Экологическое образование и проблемы охраны
окружающей среды в промышленности» (Ташкент, 1997); Республиканской
научно-технической семинаре «Композиционные материалы на современном
этапе РУз»(Ташкент, 1997); Научно-технической конференции «Истиклол»,
«Проблемы и перспективы химии и химической технологии» (Наваи, 1998);

Научной конференции молодых ученых «Технология физика и химия высо
комолекулярных соединений» (Ташкент, 2000); Международной научно
техническое конференции «Новые технологии рециклинга отходов производ
ства и потребления” (Минск, 2004); V Республиканской конференции по хи
мии (Тбилиси, 2004); Международной научно-технической конференции
«Совершенствование взаимосвязи образования и науки в XXI веке и акту
альные проблемы повышение качества подготовки высококвалифицирован
ных специалистов» (Чимкент, 2006); V региональной научно-технической
конференции «Современные проблемы науки, техники и образование» (Жа
лолабат, 2006); Республиканской научно-технической конференции «Роль
женщин ученых в развитии научно-технического прогресса» (Ташкент, 2006,
2008); Международной научной-технической конференции «Высокие техно
логии и перспективы интеграции образования науки и производства» (Таш
кент, 2006); Региональное центрально-азиатская международная конферен ция
по химической технологии ХТ-07, ХТ-12 (Ташкент, 2007, 2012); Респуб
ликанской научно-технической конференции «Получение нано композитов их
структура и свойства» (Ташкент, 2007); Республиканской научно технической
конференции «Современные технологии переработки местного сырья и
продуктов»

(Ташкент,

2007);

Республиканской

научно-технической

конференции «Композиционные материалы: структура, свойства и примене
ние» (Ташкент, 2008); Республиканской научно-практической конференции
«Актуальные проблемы химии ВМС» (Бухара, 2010); Республиканской науч
но-технической конференции «Современные технологии и инновации горно
металлургической отрасли» (Навои, 2012); Международной научно
практической конференции «Актуальные проблемы науки и образования в
области естественных и сельскохозяйственных наук» (Петропавл,2012);
Международной научно-технической конференции «Каталитические процес
сы нефтепереработки, нефтехимии и экологии» (Ташкент, 2013); Научно
технической конференции молодых ученых, магистрантов и студентов бака

лавриата ТХТИ (Ташкент, 2008-2016); Международной научно-технической
конференции «Инновационные подходы в инженерии – основа развития эко
номики Казахстана» (Чимкент, 2015); Республиканской научной конферен-

36
ции (Наманган, 2015). Научном семинаре при Ученом совете ТХТИ

14.07.2016. Т. 08.01 (Ташкент, 2016).

Опубликованность результатов

. По теме диссертации опубликовано

всего 88 научных работ, из них, 22 статьи в научных изданиях, рекомендо
ванных Высшей Аттестационной Комиссией Республики Узбекистан для
публикации основных научных результатов докторских диссертаций, в
частности, 20 в республиканских и 2 зарубежных журналах.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения,

пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссерта ции
составляет 200 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении

обосновывается актуальность и востребованность темы

диссертации, формулируются цель и задачи, а также объект и предмет
исследования, приводится соответствие исследования приоритетным
направлениям развития науки и технологий Республики Узбекистан,
излагаются научная новизна и практические результаты исследования,
обосновывается достоверность полученных результатов, раскрывается
теоретическая и практическая значимость полученных результатов, приведен
список внедрений в производству результатов исследования, сведения по
опубликованным работам и структуре диссертации.

В первой главе

«Современное состояние создания композиционных

органических материалов и изделии на их основе»

диссертации проанали

зированы состояние и тенденции развития существующих технологических
процессов получения наполненных композиционных органических материа
лов и изделии на их основе. Приводятся основные факторы, влияющие на
технологические показатели модификации поверхности частиц наполните
лей, изготовление композиции и резино-технических изделий различного
назначения.

На основе критического анализа литературных источников, изучения

современного состояния технологического процесса модификации наполни

телей и композиционных органических материалов на их основе определено,

что наиболее перспективным направлением при создании наполненных ком

позиции в настоящее время является поиск многофункционального напол

нителя и разработка технологии получение композиционных органических

материалов и изделии на их основе со специфическими свойствами.

Во второй главе диссертации

«Исследования физико-химических

свойств бентонита и методы модификации»

приведены результаты иссле

дований по изучению физико-химических свойств и методы модификации
поверхности частиц бентонита. Проведение широких и комплексных иссле

дований и разработка новых оптимальных составов композиционных орга
нических материалов, на основе бентонита, для производства резино
технических изделий со стабильными заданными свойствами и структурами
представляются необходимыми. На основе анализа данных многочисленных
исследований и экспериментальных результатов установлено, что бентонита

37

непосредственно, без предвари-тельных обработок и соответствующих физи
ко-химических модификацией не могут быть использованы в производстве
композиционных органических материалов для получения формовых и не
формовых резино-технических изделий. Бентонит содержат до 5 % оксида
железа до 30 % адсорбированные воды, которые отрицательно влияют на
комплекс свойств композиций и изделий из них. А основным требованием,
предъявляемым к минеральными наполнителями в производстве композици
онных эластомерных материалов, является, содержание оксида железа и во ды
не более 0,3%. Показано, что электромагнитной сепарации и сушки при
373-426К бентонита содержание оксидов металлов уменьшается лишь до 2
%, а количество адсорбированной воды уменьшается до 20%. Для повыше
ния магнитной восприимчивости слабомагнитных оксидов металлов (в ос
новном ионы железа из парамагнитного состояния (д-формы Fе

2

О

3

) перехо

дят в ферромагнитную (г-форму Fе

3

О

4

)) и удаления адсорбированной воды в

составе бентонита, был применен метод термической обработки (Т=673К в
течении 40 минут), затем осуществлялась очистка на электромагнитном се
параторе (Табл.1).

Таблица 1

Влияние времени и температуры обработок на степень очистки бенто

нита от оксидов металлов и адсорбированной воды.

Содержание оксидов металлов, %

До

электро

магнитно

й

очистки

После элек

тромагнитн

ой очистки

Время термообработки, мин

Темп.о

бр. К

20

40

60

80

5

2

673

1,25

0,28

0,19

0,19

Деривотографические исследования также показали, для глубокого

обезвоживания бентонита, удаление адсорбированной воды протекает при
363-463 К и зависит от вида катиона. Исследования показали (табл.2), что при
термообработке бентонита, имеет место структурные изменения, увели чения
маслоемкости и удельной геометрической поверхности. С помощью метода
ЭПР было установлено повышение концентрации свободных радика лов,
свидетельствующих об образовании парамагнитных центров в исследу емых

образцах.
С целью выявления особенностей взаимодействия макромолекул эластоме

ров с частицами методом статической адсорбции, были изучены адсорбцион
ная активность термообработанного бентонита. Было установлено, что тер
мообработанный бентонит обладают большей адсорбционной активностью к
макромолекулам каучука по сравнению с нетермообработанным. По
видимому, данный эффект обусловлен возрастанием их удельной поверхно
стью и концентрации активных центров. Замечено, что в зависимости от типа
эластомера, значение максимальной величины адсорбции изменяется. В ре
зультате проведенных экспериментальных исследований была установлена

38
возможности модификации термообработанного бентонита низкомолекуляр
ными олигомерами. Эта даёт возможность заполнения, места освобождённых
от адсорбционной воды частицы бентонита. В свою очередь создаются усло
вия долгого сохранения модифицированного бентонита (МОБ) в обычных
условиях складского хранения.

Таблица 2

Изменения удельной геометрической поверхности и маслоемкости бен

тонита в зависимости от условий термообработки, при 673 К, в течение

40 минут.

Наименование

показате лей

Показатели

*

)

До термообработки

После термообработки

S

уд

, м

2

/г

29,1

33,1

Маслоёмкость

мл/100г: - льняное

- вазелиновое

ДБФ

30,0
36,2
34,4

32,1
42,2

41,0

Для модификации термообработанного бентонита мы выбрали низко

молекулярный полиэтилен отход производства линейного сополимера этиле на
с бутеном-1, который представляет собой суспензию желтого цвета, тем
пература кипения 398-513К и олигомера полученного из пиролиза изношен
ных резиновых изделий, его элементный состав: углерод-91,97 %, водород
6,10% и кислород-3,10%. Брутто формула олигомера С

51

Н

42

О. Среднечислен

ная молекулярная масса по данным гель-хроматографии составляет ≈800-
1000. ИК-спектроскопические исследования показывают, что появление ха
рактеристических полос поглощения в области 3050см

-1

(валентные колеба

ния С-Н-связей ароматического кольца), 2860, 2930 и 2975 см

-1

(валентные

колебания С-Н-связей метиленовых и метильных групп). Обнаруживаются
также полосы поглощения при 1710 см

-1

(карбонильной группы С=0) в угле

родной цепи, а в смолах асфальтенах при 1730 см

-1

. Полосы поглощения в

области 1500-1600 см

-1

соответствуют валентным колебаниям С=С–связей.

Получение ПМР-спектры, в свою очередь указывают на наличие протонов при
д=6,10 м.д., д=7,12м.д., д=8,10 м.д., характерных для ароматических структур
и его замещенных производных.

Модификация бентонита осуществлялась следующим образом, исход

ный бентонит после сушки и извлечения металлических оксидов магнитном
поле передаётся на термообработку (673

К

, в течение 40 минут), после это

повторно просеивает для извлечения побочных примесей и металлических
оксидов. Очищенный бентонит от побочных примесей и металлических ок
сидов модифицируются вышеизложенными жидкими модификаторами при
температуре 673

К

. Модифицированный бентонит течении 1 часа охлаждается

и передаются для дальнейшего переработки.

Проведенные исследования позволяют предположить, что использо

вание модифицированного бентонита, аппретированного олигомерным по-

39

кровом, позволяет сформулировать принципиально новый подход для созда
ния высоконаполненных композиций со специфическими свойствами. Таким
образом, можно предполагать, что введение модифицированно го бентонита в
состав композиций органического происхождения усиливает межфазное
взаимодействие на границе «каучук-наполнитель» и образования
дополнительных связей между макромолекулами каучука и функциональны
ми группами олигомера, в результате чего и наблюдается улучшение ком
плекса свойств композиций.

Во третей главе диссертации

«Составление рецептуры композиции

наполненных модифицированным бентонитом и изучение их технологи
ческие свойства»

приведены результаты составление рецептуры компози

ционных эластомерных материалов и изучению их пласто-эластических и
технологических свойств.

Для изучения влияний предложенных наполнителей (ИБ,ТБ, МОБ) на

комплекс свойств композиционных материалов органического происхож
дения, выбрали рецептуры на основе отличающихся по структуре и свой
ствам изопреновый, бутадиен метил-стирольный и бутадиен нитриль-ный
каучуков. В стандартных рецептурах также по результатам исследования из
менены содержания пластификаторов, ускорителей, минеральных наполни
телей (мел, каолин, БС-50) и технический углероды (П-803, К-354). На осно
вание полученных результатов исследования стандартных рецептур состав
лены производственные рецептуры для получения различных резино
технических изделий с заранее заданными свойствами.

Как известно, что структура и физико-химические свойства ингредиен

тов сформулирует основные технологические, физико-механичес-кие свой
ства эластомерных композиций и эксплуатационные характеристики изделии
на их основе. При изучении процесса смешения вышеизложенных каучуков
модифицированным бентонитом показано, что повышенная втираемость и

поглощение по сравнению с серийно применяемыми напол-нителям БС-50,
которые характеризуются меньшими значениями амплитуды колебаний кру
тящего момента. Это, в свою очередь приводит к лучшей обрабатываемости и
пластицируемости смесей (Рис.1).

Установлено, что указанное обстоятельство обусловлено физико

химическими, структурными особенностями модификатора, играющего роль
аппрета. В пользу высказанного предположения указывается уменьшение
времени и температуры смешения композиций, наполненных модифициро
ванным бентонитом, по сравнению с не модифицированным бентонитом и
серийно применяемым БС-50.

В рецептурах резиновых смесей основном принимается комбинации

наполнителей, мы изучали влияние модифицированного бентонита на про
цесс диспергирование техуглерода и другие ингредиенты. Показано, что сов
местное введение техуглерода и модифицированным бентонитом в состав
композиции приводит к уменьшению времени диспергирование ингредиен
тов по сравнению с самим техуглеродом.

40

а-СКИ-3, б-Наирит КР-50, в-СКМС-30, с-СКН-26.

МОБ (-∆-∆-),БС-50 (-•-•-).

Рисунок 1.Изменение обрабатываемости (1) и пластицируемости

(2) резиновых смесей от содержание наполнителей.

41

Показано, что в случае моделирования процесса смешения наполнителя

с эластомером критерием степени завершенности процесса диспергирования
наполнителя является величина разности температур, определенных в двух
характеристических точках (начало смещения и конец смешения) в зависи
мости крутящего момента от времени. Предварительное диспергирование
наполнителя и получение однородной композиции на их основе в значитель
ной степени зависит от условий обработки резиновой смеси, природы эла
стомера и наполнителя. Введение небольших количеств (до<20 мас.ч.) моди
фицированного бентонита в состав техуглерод-каучуковой смеси способ
ствует процессу диспергирования и получению более однородной компози
ции.

Это благодаря аппретирующему слою частиц модифицированного

бентонита, выполняющего функции промежуточной смазки при относитель
но небольших дозировках, происходит диспергирование наполнителя в смеси
и образование более развитой структуры наполнитель-каучук. Электронно
микроскопические исследования, подтверждают, правомочность такого за
ключения и действительно наблюдается однородная микроструктура.

Рассмотрение реологических свойств наполненных эластомерных ком

позиций модифицированным бентонитом показало, что чем меньше напря
жение сдвига (Ũ), тем больше проявление влияния наполнителя на эффек

тивную вязкость (з

э

) смеси и приводит к возрастанию з

э

резиновых смесей по

мере наполнения.

Выяснено, что с увеличением содержания наполнителя в каучуке зна

чительно уменьшается восстанавливаемость резиновой смеси после дефор
мирования. При этом способности системы к накоплению энергии эластиче
ской деформации, т.е. разбухания экструдата (Р

э

), в значительной степени за

висит от удельной геометрической поверхности (S

уд

) наполни-телей.

Пласто-эластические свойства наполненных резиновых смесей с моди

фицированным бентонитом показано, что он по своим технологическим по
казателям, практически не отличаются БС-50. Однако, при высоких степенях
(более 50 мас.ч. на 100 мас.ч.) наполнения каучука необходимо будет учиты
вать удельную поверхность модифицированного бентонита и характер моди
фикаторов (Рис.2), которое способствует к более значительному увеличению
технологические свойства резиновых смесей.

Кинетические кривые присоединения серы свидетельствуют, что вул

канизация наполнённых смесей с модифицированным бентонитом на основе
вышеуказанных каучуков происходит достаточно интенсивно. Показано, что
модифицированный бентонит способствуют максимальному поглощению
атомов серы, оказывая тем самым существенное влияние на образование бо
лее совершенных вулканизационных структур. Данный эффект указывает на
то, что модифицированный бентонит не только активируют, но и ускоряют
процесс структурообразования.

Важным преимуществом модифицированного бентонита, по сравне

нию с БС-50, является также положительное влияние на поведение смесей
при высоких температурах процесса вулканизации. Так, с увеличением тем-

42

пературы вулканизации от 413 К до 433 К они не только дают реверсии, но

даже приводит к существенному увеличению оптимума вулканизации.

2- СКИ-3; 2 – Наирит КР-50; 3- СКМС–30; 4- СКН-26.

МОБ (-∆-∆-) и БС-50 (-• -•-).

Рисунок 2. Зависимость пластичности (Р) – а и вязкости по Муни

(М4-373К)- б резиновых смесей от содержания наполнителей.

Одной из

важнейших особенностей наполнителей является их влияние, как на
структуру, так и на свойства вулканизатов. В этой связи несомненный интерес
представляло изучение влияния модифицированного бентонита на природу и
число поперечных связей и свойства эластомерных композиций. Введя его в
состав резиновых смесей, были получены вулканизаты, имеющие высокие
показатели коэффициента теплового старения, по сравнению с БС 50 (табл.3).
По скорости сшивания макромолекул эластомера при введении
модифицированного бентонита более активны, чем остальных наполнителей,
что подтверждено увеличением степени сшивки и уменьшением сульфидно
сти поперечных связей.

Результаты исследований золь-гель фракций вулканизатов указывают на

то, что в случае использования модифицированного бентонита наблюда ется
заметное снижение интенсивности деструктивных процессов и увеличе ние
доли активных цепей вулканизационной сетки по сравнению с немоди
фицированными бентонитами и БС-50. Указанное обстоятельство, по
видимому, обусловлено различием химических составов и структурных осо
бенностей модификаторов и наполнителей.

43

Надо полагать, что олигомер полученного из изношенных резин мето

дом пиролиза, может способствовать к донорно-акцепторным взаимодей
ствиям, ингибирования, термо-, фотохимических процессов и могут сыграть
важную роль при формировании структуры композиционных эластомерных
материалов. На основе этого предположения, нами впервые разработаны эф
фективные модифицированный наполнитель с стабилизирующими добавка
ми для композиционных эластомерных материалов.

Таблица 3

Влияние наполнителей на структуру вулканизационной сетки и свой

ства вулканизатов на основе каучука СКИ-3 (Содержание наполнителя

40 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука, время вулканизации 20 мин. при 416К,

старение при 373К,72ч.)

Наименование
наполнителей

Тип связи, %

F

p

,

Мпа

К

Т

,

ус. ед.

-C-S

x

-C- -C-S-S-

C-

-C-S-C-

-C

C

Исходный
бентонит

32

34

24

10

26,2

0,46

БС-50

30

26

25

19

33,2

0,71

Термообработа
н ной бентонит

29

5

19

17

31,1

0,51

Модифицирова
н ной бентонит
с
низкомолекуля
р

ными

полиэтиле
нами

31

23

24

22

33,8

0,78

Модифицирова
н ной бентонит
с
низкомолекуляр
ными из
пиролиза
изношенных
резин

20

25

27

28

35,8

0,85

Стабилизирующий эффект бентонита модифицированного с олигоме

ром полученного из изношенных резин методом пиролиза, изучали при окис
лении технического и очищенного хлороформом с последующим трехкрат

ным переосаждением изопропиловым спиртом синтетических каучуков СКС
30 АРКМ-15 и наирит КР-50. Из полученных результатов следует, что с по
вышением содержания модифицированного бентонита в каучуке СКС-30

АРКМ-15 увеличивается продолжительность стадии индукционного периода

реакции окисления. При этом скорость поглощения кислорода и даже после
окончания периода индукции практически не меняется. Установлено, что
эффективность одной и той же концентрации модифицированного бенто нита
в неочищенном каучуке выше, чем в очищенном. По-видимому, это связано с
наличием в последнем антиоксиданта ВС-1. Необходимо также от метить

,

что

при высоких концентрациях модифицированного бентонита уве-

44
личение периода индукции сопровождается ростом скорости поглощения
кислорода в период индукции.

Были определены количества критической концентрации модифициро

ванного бентонита, соответствующих точек перегибов на кривой «период
индукции – концентрация антиоксиданта» 0,06 и 0,013% (1,4

.

10

-3

и 2,4

.

10

-3

моль/кг), соответственно, для неочищенного и очищенного каучука. Крити
ческие концентрации модифицированного бентонита при окислении техни
ческого и очищенного каучука СКС-30 АРКМ-15 соответствуют 0,23 и 0,6%,
что существенно выше, чем для дибутилфталата. Эффективные константы
расхода модифицированного бентонита в каучуке СКС-30 АРКМ-15 равны
4,1

.

10

-4

с

-1

для очищенного и 2,1

.

10

-4

с

-1

для технического каучука, что сви

детельствует о большом его влиянии на побочные реакции для торможения
окисления эластомеров.

Исследования теплового старения вулканизатов, стабилизированных

модифицированным бентонитом, показали, что с увеличением продолжи
тельности времени старения, наблюдается уменьшение относительного
удлинения композитов, по сравнению с образцами, стабилизированными неа
зоном Д. По-видимому, в процессе теплового воздействия под действием
вулканизуюших агентов в составе олигомера, происходит дополнительное
структурирование вследствие чего и происходит возрастание жесткости и
уменьшение значений относительного удлинения композитов.

Установлена целесообразность применения модифицированного бенто нита в

качестве эффективных наполнителей со стабилизирующими свой ствами для
композиционных эластомерных материалов, что позволило со кратит
технологического процесса и целенаправленное регулирование струк турных
и физико-механических характеристик вулканизатов.

В четвёртой главе диссертации

«Исследование технические свойств

наполненных композиционных эластомерных материалов модифициро
ванным бентонитом»

приведены результаты исследование влияния моди

фицированного бентонита на технические свойства композитов.

Известно, что одним из методов воздействия на структуру вулканиза

ционных сеток для улучшения свойств композитов в нужном направлении,

считается целесообразным использование эффективных наполнителей. Ис
следованиями установлено, что введение модифицированного бентонита в
эластомерную композицию повышает значения условного напряжения при
100-300%-ном удлинении и прочность при растяжении, по сравнению с рези
ной, содержащей БС-50. Например, введение 40 мас.ч. модифицированного
бентонита в состав эластомерной композиции на основе бутадиен метил сти
рольных каучуков приводит к увеличению прочности вулканизатов до 15
МПа, от не наполненного каучука. В случае модифицированного бентонита с
олигомерами из пиролиза изношенных резин данный эффект возрастает, по
сравнению с вулканизатов, содержащей БС-50. Так, например, при содержа
нии 40 мас.ч. в составе эластомерных композиций на основе СКИ-3, наирит
КР-50, СКМС-30АРКМ-15 и СКН-18, значения F

р

составляет 20,5 и 18,5;

13,6 и 8,7; 12,5 и 11,4; 16,3 и 13,2 МПа, соответственно. Очевидно, это обу-

45

словлено наличием олигомерного покрова на поверхности частиц, способ
ствующих повышению эффекта взаимодействия каучук-наполнитель. Об этом
свидетельствует уменьшение условного напряжения при удлинении ре зин,
содержащих немодифицированного бентонита.

Установлено, что введение модифицированного бентонита в компози

ции значительно повышает сопротивление резин к раздиру по сравнению с
серийно применяемым БС-50 (Рис.3). Это особенно ярко проявляется при со
держании 40-60 мас.ч. на 100 мас.ч. бутадиен метил стирольных каучуках,
т.е. сопротивление к раздиру повышается 82,4 кН/м).

2- СКИ-3; 2 – Наирит КР-50; 3- СКМС–30; 4- СКН-26.

МОБ (-∆-∆-) и БС-50 (-• -•-).

Рисунок 3. Зависимость сопротивления раздиру (Р

а

) резин от содержания

наполнителей.

Исследование влияния модифицированного бентонита на динамиче

ские свойства резин при многократном сжатии и растяжении показало, что
при введении его в состав резиновых смесей наблюдается уменьшение теп
лообразования и остаточной деформации и наибольшее значение наблюдает
ся при содержании 40-60 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

На основе экспериментальных данных установлено, что при комбина

ции модифицированного бентонита с техуглеродами (П324, К354 и др.) так
же дает определенный эффект. Так, с увеличением содержания его, при ком
бинации с техуглеродами упруго-прочностные свойства вулканизатов повы
шаются. Этот процесс можно регулировать и целенаправленно улучшать ряд
технологических и технических показателей композиционных эластомерных
материалов и получат различные резино-технические изделии с заранее за
данными свойствами.

Было исследованы влияние модифицированного бентонита на электро

физические и радиационные свойства резин. Установлено, что вулканизаты
содержащий модифицированный бентонит, характеризуются повышенными

46
значениями объемного удельного электрического сопротивления (lgс

v

=13- 16),

прочностью на пробой (5

.

10

6

-2

.

10

7

Ом/м) и коэффициентом радиацион ной

стойкостью (0,8-0,99). Это, прежде всего, является следствием того, что
аппретированный слой поверхности частиц модифицированного бентонита
изолирует отдельные частицы, приводящие к образованию, токопроводящих
структур и способствует повышению его защитной способности. В основе же
их лежит образование развитой межфазной границы со связями высокой
энергии, о чем свидетельствует уменшение электрической прочности по
пробою, коэффициента радиационной стойкости резин, наполненных немо
дифицированным бентонитом.

Таким образом, установлена целесообразность и перспективность ис

пользования модифицированного бентонита, в рецептурах эластомерных
композиции для производства различных типов резино-технических изделий
и шин.

В пятой главе диссертации

«Разработка научно-методических прин

ципов создания производственных рецептур, технология композицион
ных эластомерных материалов и изделий из них с использованием мо
дифицированного бентонита»

приведены результаты комплексного ис

следования о целесообразности использования модифицированного бентони
та в качестве высокоактивного наполнителя в производстве композиционных
эластомерных материалов для получения различных резино-технических из
делии различного назначения с заранее заданными свойствами.

Известно, что существующие промышленные резиновые смеси, как

правило, являются многокомпонентными системами. Они состоят из различ
ных по своей химической природе и структуре, а также реакционной спо
собности ингредиентов. В этой связи было важным выяснить, сохраняются
ли свойства модифицированный бентонит, и его поведение в существующих
производственных условиях получения композиционных эластомерных ма

териалов и ряда резино-технических изделий.

Исследовались резины из существующих производственных рецептов и

установлено, что производственные смеси, наполненные немодифицирован
ным бентонитом, по эксплуатационным свойствам не отличаются от серий
ных композиций и полностью отвечают требованиям ТР, ТУ, ГОСТ и ОСТ.
Однако, при высоких степенях наполнения наблюдается заметное снижение

пластичности, возрастание жесткости по Дефо резиновых смесей и твердости
композитов. В то же время эксплуатационные свойства композиций, в 1,2-1,4
раза превышают соответствующие показатели композитов, наполненных ка
олином (Табл.4).

Это соответствует результатам исследований на модельных смесях. В случае
использования термообработанного бентонита в производственных смесях
введя ≥ 30 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука, наблюдается заметное снижение пла
стичности и повышение вязкости резиновых смесей, по сравнению серийно
применяющегося каолина.

При этом для увеличения пластичности и уменьшения вязкости в ре

цептурах увеличивали содержание пластификаторов и мягчителей до 15-20%.

47

Таблица 4

Технологические и эксплуатационные свойства резин для изготовления

детали с текстильными и металлическими каркасами (Содержание
наполнителей в резинах 76 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука).

Наименование

показа тели

Композиция с тек

стильными каркасами

Композиция

металли ческими

каркасами

Наполнители

ЕК

НБ

ЕК

НБ

Р, усл.ед.

f

р

, МПа

Е

отн

, %

F

изг

, %

Р

а

, кН/м

Клейкость (ВН-5006,
нагрузка 1,5), кг.
Адгезионная проч
ность, МПа

0,35

9,2

320

8

42

1,06

0,80

0,40
12,6

310

6

58

1,08

0,82

0,40

3,6

200

4

44

1,20

0,74

0,40

5,3

200

4

53

1,36

1,10

Таблица 5

Технологические и эксплуатационные свойства резин для изготовления

детали с текстильными и металлическими каркасами (Содержание
наполнителей в резинах 76 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука).

Наименование

показа тели

Композиция с тек

стильными каркасами

Композиция

металличе скими

каркасами

Наполнители

ЕК

ТБ

ЕК

ТБ

Р, усл.ед.

f

р

, МПа

Е

отн

, %

F

изг

, %

Р

а

, кН/м

Клейкость (ВН-5006,
нагрузка 1,5), кг.
Адгезионная проч
ность, МПа

0,35

9,2

320

8

42

1,06

0,80

0,45

13,6

300

6

61

1,48

1,62

0,40

3,6

200

4

44

1,20

0,74

0,4
7,9

210

4

53

2,00

1,10

Оказалось, что эксплуатационные свойства вулканизатов, содержащих

термообработанного бентонита в 1,2-1,6 раза выше, чем таковых в случае се
рийного каолина (Табл.5). Учитывая то обстоятельство, что наполненные
эластомерные композиции термообработанного бентонита имеют большую
конфекционную клейкость, которые позволяли получать армированные ре
зино-технические изделия, без применения дополнительных связующие.

48

Таблица 6

Технологические и эксплуатационные свойства резин для изготовления
формовых деталей (Содержание наполнителей 40 мас.ч. на 100 мас.ч. ка
учука)

.

Наименование показатели

Для прокладки

Для тормозные

колодки

Наполнители

По ГОСТу

МОБ

По ГОСТу МОБ

Р, усл.ед.
d, кг/м

3

f

р

, МПа

Е

отн

, %

F

изг

, МПа

Удельная ударная
вязкость, кДж/ж
Твердость по ТИР,
усл.ед. Тепловая усадка,
%

К

т

по отн удл.

К

м

по отн.удл.

Износ по весу, мг/час
Водопоглащение, %
Эффективность
торможения колодок при
Т=20

+

5

о

С,скорость

80км/час.Р=5МПа,н/мм

приТ=75+5

о

С скорость 100

км/час, Р=5 МПа, н/м
Износ по толщине, мм

н/б 0,2

2400-1700

45-52

-

32-82

3-12

95-100
0,2-0,6

н/м 0,8
н/м 0,9

20-40

0,1-0,8

300

310

0,05-0,06

0,2

2550

47,3

-

54

7

99

0,56
0,98
0,98
28,3

0,4

350

370

0,01-002

0,3-0,4
2200-24

00

12-16

220-300

-

-

40-50

-

н/м 0,84
н/м 0,95

-
-

-

-
-

0,33

2350

13,3

280

-

-

44

-

0,92
0,99

-
-

-

-
-

Исследования с производственными смесями модифицированным бен

тонитом (модифицированного олигомером полученного из изношенных ре зин
методом пиролиза) вместо белой сажи БС-50 и БС-75 позволили найти
совершенно новые возможности для получения резино-технических изделий.
Так, например, регулируя количеством модифицированного бентонита и дру
гих ингредиентов в смеси можно добиться максимальную износостойкость
материала. Этот путь совершенно недоступен для БС-50.

Так, заменяя 70 мас.ч. БС-50 на 100 мас.ч. модифицированного бенто

нита, можно сохранить износостойкость, тогда как увеличение содержания
БС-50 до 100 мас.ч. ведет к потере на 25% износостойкости. Было установ
лено, что модифицированный бентонит можно заменить БС-75 до 80%
(Табл.6-10).

Итак, можно заключить, что модифицированный бентонит полностью

заменяет БС-50 и до 80% БС-75 в рецептурах резиновых смесей для получе
ния резино-технических изделий. При этом следует обязательно уменьшить
содержание пластификаторов на 80% и стабилизаторов 90%.

49

Показано, что в производственных резиновых смесях модифицирован

ный бентонит (модифицировано низкомолекулярными полиэтиленами) про
являет однократный характер влияния на свойства резин (до содержания 30

мас.ч. на 100 мас.ч. каучука), как и в случаях серийных малоактивных мине
ральных наполнителей ( калин, П 803, П 701, П 705).

Таблица 7

Технологические и эксплуатационные свойства резин для изготовления
неформовых деталей клеевом методом (Ссодержание наполнителей в
резинах 10-350 76 мас.ч.; Н-24 21мас.ч.; 4867 16 мас.ч. на 100 мас.ч. кау
чука).

НАИМЕНОВАНИЕ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ

10-350

Н-24

4867

НАПОЛНИТЕЛИ

ЕК

МОБ

ЕК

МОБ

ЕК

МОБ

Пластичность,
усл.ед. Клейкость
Кольцевой модуль, 3/2

Физмех. свойства:
f

р

, Мпа

Е

отн

, %

Е

ост

, %

Сопр. по раздиру, кН/м
Твердость по Шору-А
Элек.проч. по пробою,
ом/м

0,41
0,84

5,7

6,5

250

25

18,8

64

1,9

.

10

6

0,39
0,96

5,5

11,14

360

14

22,2

66

1,1

.

10

7

0,45
0,81

3,2

15,0

550

30

21,0

72

1,6

.

10

6

0,45
0,99
3,4

16,8

860

18

23,2

68

3,4

.

10

6

0,46
0,79

4,0

15,5

500

30

20,7

55

2,8

.

10

6

0,45
0,92

4,5

18,2

660

16

21,5

61

4,8

.

10

6

Технологические и эксплуатационные свойства полученных при этом

резиновых изделий полностью отвечают требованиям технологического ре
гламента и ОСТ. Однако, значительное отличие композитов проявляется при
больших концентрациях модифицированного бентонита так же, как это
наблюдалось и для модельных смесей. Технологические и технические свой
ства откланяются, от предусмотренных технологических регламентом и ОСТ.
Введение больших количеств модифицированного бентонита (≥ 40 мас.ч. на

100 мас.ч. каучука) приводит к заметному возрастанию пластичности и вяз
кости резиновых смесей. Упруго-прочностные свойства резин, содержащих
модифицированный бентонит в 1,2-1,5 раза превышают показатели резин,
содержащих серийные низкоструктурные наполнители. Для достижения за
данных свойств, необходимо увеличивать содержание ускорителей вулкани
зации на 10-15%, уменьшить содержания пластификаторов и мягчителей на
50-70% за счет модификатора.

Вулканизаты, содержащие модифицированный бентонит обладают

большим значением температуры хрупкости, термо-масло-бензостойкостью,
радиационной стойкостью и повышенной электрической прочностью, по
сравнению с серийными призводственными образцами.

50

Таблица 8

Технологические и эксплуатационные свойства резин для конвейерных
лент № 160216 (Содержание наполнителей 46 мас.ч. на 100 мас.ч. каучу
ка).

Наименование показателя

Резина наполненная

БС-50

МОБ

Пластичность, усл.ед.
Плотность, кг/м

3

Кольцевой модуль, 3/2

Физико-механические

свойства: f

р

, Мпа

Е

отн

,%

Е

ост

,%

После старения, 373К,72

час: f

р

, Мпа

Е

отн

,%

Е

ост

,%

Сопротивление по раздиру,
кН/м Истираемость, пм

3

/Дж

Твердость по Шору-А
Огнестойкость, с

0,49

1310

2,0

16,8

760

30

15,9

700

26

23,7

42
65
45

0,47

1310

3,2

18,2

750

24

17,4

650

20

24,2

25
66
45

Таблица 9

Технологические и эксплуатационные свойства кабельных резин марки
эпш-30 (Содержание наполнителей 50 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука)

.

Наименование показателя

Резина наполненная

БС-50

МОБ

Пластичность, усл.ед.
Кольцевой модуль, 3/2

Физмех. свойства: f

р

,

МПа Е

отн

,%

Е

ост

,%

После радиац.стар. f

р

,

МПа Е

отн

,%

Е

ост

,%

Сопротивление
раздиру,кН/м Твердость по
Шору-А

Электрические

показатели: с

v

, ом м

е

tgб

0,35

2,7
7,5

820

50

3,8

170

42

22,1

67

2,7 10

4

150,1
0,100

0,32

2,5

10,7

470

37

10,5

300

30

26,8

70

2,4 10

4

180,2

0,099

51

Таблица 10

Технологические и эксплуатационные свойства резин для изготовления
формовых деталей (Содержание наполнителей в резинах 80 мас.ч. на 100
мас.ч. каучука).

Наименование показателей

10308

8313 А

Н а п о л н и т е л и

Каолин

МОБ Каолин МОБ

Р, усл.ед.

Коэф.клейкости

Кольцевой модуль, 3/2

f

р

, МПа

Е

отн

, %

Е

ост

, %

К

т

по отн.удл. при373 К в течение

72 час.

Сопротивление по раздиру,

кН/м Твердость по Шору-А

0,36
0,58

3,8

13,4

200

6

0,89
18,3

59

0,35
0,62

4,5

14,9

220

2

0,98
22,1

61

0,35
0,57

3,5

14,2

460

12

0,90
18,4

52

0,34
0,63

3,5

15,1

480

14

0,94
21,3

56

На предприятиях АО «Узбекрезинотехника»,(в настоящее время СП

«Ангренрезинотехника»), ООО “Anbar” (ранее Таш РТИ, ООО «Омад рези
на», ООО «Rabba») и малом предприятии “Катрон”, “KAFOLAT REZINA”,

“Ташкент Резина”, NTTS “KOMPOZIT” были апробированы и внедрены
(1995-2016 гг.) разработанные наполнители вместо привозных дорогостоя щих
компонентов. Производственные смеси и различные резино-технические
изделия на их основе были изготовлены по существующей технологии, а
технологические параметры изменены на основе разработанных технологи
ческих регламентов для каждого изделии. Технологические и физико
механические свойства готовых изделий полностью соответствуют требова
ниям действующих технических документаций.

ВЫВОДЫ

1. Предложены научно-технологические принципы создания высоко

эффективных эластомерных композиционных материалов с использованием
структурно-химических модифицированного бентонита Узбекистана. Полу
ченные научные результаты, технологические разработки явились основой
создания эластомерных композиционных материалов с заданной структурой и
свойствами, физико-механическими и эксплуатационными характеристи
ками.

2. Предложена технология структурно-химической модификации бен

тонита, пригодных в качестве наполнителя для производства композицион
ных эластомерных материалов. Показано, что термообработка бентонита при
673К приводит к структурным изменениям, в частности увеличению масло-

52
емкости и удельной геометрической поверхности, обусловленное протека
нием теплофизических процессов. При этом также был обнаружен рост кон
центрации свободных радикалов, приводящих к образованию парамагнитных
центров, которые явились основой для оценки ряда свойств системы эла
стомер-наполнитель.

3. Предложен модифицированный бентонит (модифицированный оли

гомерами низкомолекулярного полиэтилена и полученного из изношенных
резиновых изделий пиролизом), для эластомерных композиций и охарактери
зованы ее физико-химические свойства. Выяснено, влияние его на процесс
структурообразования резин. Отмечена существенная роль промежуточного
аппретного слоя, состоящего из системы сопряженных связей, при формиро
вании структуры эластомерных композиционных материалов высокой термо и
радиационной стойкостью.

4. Выявлены особенности взаимодействия макромолекул каучуков раз

личной природы с модифицированным бентонитом. Установлена взаимо
связь между структурно-адсорбционной активностью наполнителей с техно
логическими и физико-механическими свойствами полученных эластомер
ных композиций.

5. Исследованы особенности процесса смешения эластомеров с разра

ботанными наполнителями на основе бентонита (исходного термообработан
ного, модифицированного бентонита) и их комбинации с другими ингреди

ентами установлено, что в случае моделирования смешения критерием сте
пени завершенности процесса диспергирования наполнителя является вели
чина разности температур (начало и конец смешения), определенных в двух
характеристических точках в зависимости от крутящего момента.

6.Изучены технологические и реологические свойства наполненных

эластомерных композиций исходных, термообработанных и модифициро
ванных бентонитом, при этом показано их оптимальное содержании в рези
новых смесях.

7. Изучено влияние модифицированного бентонита на кинетику вулка низации

резиновых смесей на основе каучуков различной природы. При этом был

выяснен возможный механизм образования вулканизационной сетки.

Показано, что благодаря многофункциональному характеру модификаторов

возможность сочетания содержание вулканизующих агентов, что позволяет

упростить технологическую стадию приготовления резиновых смесей.

8. Рассмотрены упруго-прочностные свойства наполненных вулканиза

тов и показано, что исходный и термообработанный бентонит проявляют
эффективное действие в некристаллизующемся каучуке на уровне полууси
ливающих типов наполнителей, а модифицированный бентонит усиливаю
шей синтетический минеральный наполнители БС-50 и БС-75. Обнаружено
ингибирующее действие модифицированного бентонита при высокотемпера
турной окислительной деструкции эластомеров.

Показана, возможность направленного регулирования технологиче ских и

технических свойств эластомерных композиций за счет изменения степени
наполнения и соотношения ингредиентов.

53

9. Разработаны рецептуры композиционных эластомерных материалов и

технологии их получения с использованием предложенных нами наполни тели
на основе бентонита. Их эффективность подтверждалась в производ стве
различных видов резино-технических изделий. Результаты научных и
технологических разработок апробированы ивнедрены на предприятиях АО
«Узкимёсаноат», суммарным экономическим эффектом составляет более
500 млн. сум в год.

54

SCIENTIFIC COUNCIL ON SCIENTIFIC DEGREE AWARD A

DOCTOR OF SCIENCES 14.07.2016.T.08.01 AT TASHKENT

INSTITUTE OF CHEMICAL TECHNOLOGY

MINISTRY OF HIGHER AND SECONDARY SPECIAL EDUCATION OF

THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN

TASHKENT CHEMICAL-TECHNOLOGICAL INSTITUTE

TESHABAYEVA ELMIRA UBAYDULLAYEVNA

DEVELOPMENT OF COMPOSITIONAL ELASTOMER MATERIALS ON

THE BASIS OF LOCAL RAW- RESOURCES AND THEIR OBTAINING

TECHNOLOGY

02.00.14 – «Technology of jrganic substances and materials on their basis»

(technical sciences)

ABSTRACT OF DOCTORAL DISSERTATION

Tashkent – 2016

The theme of doctoral dissertation was registered by

31.03.2016./В2016.1.Т567

in

Higher attestation commission under the Cabinet of Ministers of the Republic of
Uzbekistan.

The doctoral dissertation was completed at Tashkent chemical-technological Institute. The

abstract of dissertation are in three languages (Uzbek, Russian, English), posted on the web page
at www.tkti.uz and in informational- educational portal of ZIYONET at www.ziyonet.uz

Scientific

Consultant

:

Ibadullaev Axmadjon Sobirovich

Doctor of technological Sciences,

professor

Official
Opponents

:

Sayfutdinov Raziddin Sayfutdinovich

Doctor of technological

Sciences, professor

Muxiddinov Baxodir Faxriddinovich

Doctor of chemical Sciences, professor

Sobirov Baxodir Boypulatovich

Doctor of technological Sciences, professor

Leading Company

:

SUE Tashkent scientific research institute chemical

technology on award

JSC «Uzkimyosanoat»

Dissertation defense will be held on "___" ________2016 at. "___" o’clock at the meet

ing of scientific Council on 14.07.2016.T.08.01 at Tashkent chemical-technological Institute by
address: 100011, Tashkent city, Shayhontahur district, A. Navoi street, 32. Tel: (99871) 244-79-
21; Fax: (99871) 244-79-17; e-mail: tkti_info@mail.ru.

The Doctoral dissertation was registered at the Information resource center of Tashkent

chemical-technological Institute №. ___, which can be found in IRC (100011, Tashkent, Shay
hontahur district, A. Navoi street, 32. Tel:(99871)244-79-21).

Abstract of dissertation was sent out on "___" ________ 2016.
(Distribution protocal No._______from _________2016).

S. M. Turobjonov

Chairman of scientific council on awarding scientific

degree a doctor of sciences d. t. s, professor

M. Yu.Yunusov

Scientific Secretary of scientific council on awarding

scientific degree a doctor of sciences d. t. s, professor

G.Raxmonberdiev

Chairman of scientific seminar at scientific council on

awarding scientific degree a doctor of sciences

d.ch. s. professor

INTRODUCTION (Annotation of doctoral dissertation)

The actuality and relevance of dissertation theme

. In the world as sortiment of

products from organic material is constantly extending and at present it is
exceeding exceeds 80 thousand items. About half of the volume of rubber
manufacturing industry constitute automobile tires, more than a third - rubber
technical products, the range of which is particularly diverse. About one-tenth the
volume of rubber industry production is the production of rubber footwear and
other national consumption products (medical devices, toys, sports equipment), as
well as conveyor belts, driving belts, sleeves, rubberized technical fabrics and

products from them. The main consumer of rubber products is a modern transport -

automobile, air, rail. So, in modern automobile is numbered about 600 details of
rubber with total weight of 120 kg

1

.

In the Republic are introduced new industrial enterprises, using modern

technologies, modernization of production is carried out raws number of new
products for different filds of industries. On these enterprises are widely used
products from compositional organic materials. For solving the problems, con

cerned with the further development of productions of compositional elastomeric
materials and the creation of competitive products, using local raw resources, the
improvement of technological and technical properties are developed by new or
ganic materials and ingredients, the composition staff on their base and obtaining
technology.
In the world a number of research works on the creation of rubber and in gredients,
the staff composition and obtaining technology of rubber – technical materials on
their products base are being carried out: the development of new or ganic and
inorganic fillers with nanoparticles; modification technology of mineral fillers with
organic oligomers; synthesis of organic accelerators; the receipts of compositional
elastomeric materials of different purposes with specific properties; dispersants and
plasticizers for the improvement the technological properties of compositional
elastomeric materials; the formulation and components of nano materials on the
base of elastomeric composition and obtaining technology of ma terials on their
base is one of the important problems of industry. The given dissertational
research in a certain degree serves the complet ing tasks, approved by Decrees of
the President of the Republic of Uzbekistan № PP-1071 from March 11, 2009
«About measures on organization of production of conveyor straps, agricultural
and automobile tires in the territory of SIZ Ang ren» and the № PD-1072 from
March 12 2009 , «About the program of measures on realization the most
important projects on modernization, technical and technolog ical reequipment of
production from 2009 to 2014», as well as in other normative legal documents
adopted in this sphere.

Relevance if the research directions priority with the main priority of science

and technology of the republic.

The given research was completed in accordance

with the priority directions of science and technologies VII develop ment.
«Chemical technology and nanotechnology».

1

Customstat.ru/reports/import cellulose. Php? Gelid=CNSZ4uXpk1wCFWL2 cgod4 rwM2g.

57

Relevance if the research directions priority with the main priority of science

and technology of the republic.

The given research was completed in ac cordance

with the priority directions of science and technologies VII development.
«Chemical technology and nanotechnology».

Review of international scientific research on dissertation theme

2

.

Sci entific

research directed to the development of composition and technology of ob taining
composite elastomeric materials and rubber products of different purposes on their

base are being carried out in the leading scientific centers and higher edu cational
institutions of the world, including, Kyoto University, Tokyo Institute of
technology (Japan) Darmstadt Technical University, Fraunhofer Photocatalusis Al
liance (Germany), University of Surrey, Drunel University (UK), University of
Cincinnaty, Cflifornia Institute of technology (USA), Institute of New Catalytic
Materials Science (China), University of Torino (Italy), Scientific Institute of rub
ber industry, Scientific Institute of tire industry, Institute of chemistry and physics
polymer (Russia), Institute of chemistry and physics polymers (Ukraine), Tashkent
Chemical-Technological Institute, Institute of chemistry and physics polymers,
Tashkent State Technical University (Uzbekistan).

As a result of the investigations, carried out in the world on physical chemi

cal characteristics of obtaining modified ingredients and compositional elastomer ic
materials on the base are received a number of scientific results, including: it was
worked out method for obtaining the modified high- structural mineral fillers for
compositional polymeric materials were worked out (Tokyo Institute of tech nology,
Japan); developed new receipts and technological routine of compositional
elastomer materials with the age of us modified fillers overly -active substances
were worked out: (California Institute of technology, USA); materials with specific
properties, using of rubber and fibrous fillers combination (Research Institute of
rubber industry, Russia); were suggested; modified fillers with nitrogen-containing
organic compounds for produce obtaining the organic materials with specific prop
erties were implemented (Institute of Polymer Chemistry and Physics, Ukraine),
the technology of obtaining of mineral fillers with the structural changes by the
heat treatment method was proposed (Tashkent of Chemical -Technology Institute,
Uzbekistan).
In the world on obtaining of compositional organic materials with the specif ic

properties and the investigation of their physical-chemical, technological, tech nical
and exploitative operational characteristics on the raw prioritive directions the
investigations are being carried out; including: the establishment of regulations
structural changes of mineral fillers in heat treatment, leading to the increase of oil
absorption, specific surface and the concentration of free radicals; the definition of
the relationship between the structural characteristics, the nature of the surface
modified alumosilicative fillers and macromolecules of rubber; explanation the de
fining of sizing role on the surface layer fillers particles in the process of mixingthe

2

Review of forign scientific research by the theme of the dissertation was made on the base

:

http://www.samjackson.com/ moisture products; http://www.bajajngp.com/humidifier.html; http://www.busa.com.br/Assistencia
Tecnica#;https://www. acronymfinder.com, Journal of Cotton Science 4/2015. The USA.The Cotton Foundation. Journal of
Textile Science & Engineering.3/2014. The USA

58
composition and forming a vulcanizational structures, for the development of

compositional organic materials with high radiational resistance and electrical
strength on breakdown; the creation of new generations of nanomaterials on the
base of compositional elastomeric materials.

The degree of previous study of the problem.

To the scientific on working

out research the new modified fillers, formulations and obtaining technology of
filled compositional elastomeric materials and products on their base with specific
properties were devoted the works by EBBagley, R.Kruze, MLDeviny, RSOnifer,
Chang Han Day, Dzh.Kraus, A. A.Berlin, N.S.Enikolopov, G.S.Kats, F.F.Koshelev,
A.E.Kornev, A.M.Bukanov, A.A.Dontsov, B.A.Dogadkin, B.A. Shershnev hornets,
E.G.Vostraknutov, M.L.Uralsky, B.E.Gul, Yu.S.Lipatov,

A.M.Smirnova,

P.A.Rebinder, T.I.Sokolova, Chuiko, N.N.Lezinev, VM Goncha rov, P.V.Rakova,
L.B.Kovarskaya, A.G.Shvarts, Yu.S.Zuyev, E.V.Utlenko,

L.N.Ryazanova,

A.S.Kuzminsky, G.A.Sorokin, M.K.Krasinkova, E.N.Vindina, Yu.Yu.Kerchi,
Yu.A.Eltekov, G.A.Bloh, P.A.Lepetov, N.D.Zaharov, D.N.Mak

Kelvi, S.S.Negmatov, A.H.Yusupbekov, A.S.Ibadullayev and others. The
development of investigations on production of compositional elasto meric
materials technology fillers with different thermo-mechanical and chemical
methods for increasing the efficiency of mineral fillers. Besides that, scientific
investigations on obtaining the new effective and chemical modifiers and high
structural mineral fillers with and their usage.

At the same time, on prioritive directions on obtaining the Modified fillers

for compositional polymer and elastomer materials, are the investigations on ob
taining modified fillers of complex action; the obtaining of modified fillers on the
base of renewable sources; the investigation on obtaining the modified fillers on
the base of local raw resources; chemical modification of the existing mineral fill
ers.

The relationship of dissertation theme with the scientific- research works of

higher educational institutions, where the dissertation is being car ried out.

The dissertational work was carried out in the framework of the plan of
scientific-research works of applied projects of Tashkent Chemical -Technology
Institute A-6-319 «Development of import-substituting and export-oriented new
softeners and plasticizers for rubber compounds on the base of secondaryraw mate
rial of petroleum processing industry» (2006-2008.) P-12-41 «Development of
composition and technology of obtaining thermo corrosion resistant of on the base
of local raw materials and secondary raw materials providing energy and resource
saving» (2012-2014.), A-12-37 «Development of composition and technology of
obtaining filled compositional elastomeric materials with secondary materials and
obtaining with special properties of rubber – technical products and cables on their
basis» (2015-2017 gg.).

The purpose of the research

is developing the technology of modifica tion

mineral filler and obtaining the rubber technical -products of different pur pose on
their basis.

59

In accordance with the set purpose are being solved the following

tasks

: the

determination of physicochemical properties of mineral fillers and in fluence of
modifiers on their structural feature;

the development of technology and modification of mineral fillers with or ganic
oligomers;
the development of formulation of compositional elastomeric materials of different
purposes filled with modified mineral fillers;
the determination the influence of modified mineral fillers on plasto – elastic,
influence, rheological and technological properties of rubber compounds on the
base of rubbers of general and special purposes;
the determination the influence of modified mineral fillers on physical, me
chanical, dynamic and exploitative features of rubber and materials from them; the
development of obtaining technology of moulded and non-moulded
rubber-technical products.

The objects of the research

is Bentonite of Uzbekistan, rubber of general

and special purposes.

The subject of the research:

compositional materials and rubber -technical

products on their base.

The methods of the research .

In the dissertation work physico-chemical,

physic, mechanical, kinematic, dynamic, and methods of designing experiments, as
well as methods of mathematical statistic were applied.

The scientific novelty of the research

are the followings:

offered

Scientific-proved ways of modification of functional ingredients on the base of
local resources, purposeful usage of which allowed to develop the obtaining
technology of elastomeric compositional materials and products with the given
structure and properties were suggested;
the structural changes of mineral fillers on modification concentration of free
radicals were identified of causing to the identified;
the relationship between the structural characteristics, the nature of the sur face of
modified mineral fillers and rubber macromolecules was observed; the role of
sizing layer on the surface of mineral fillers in the process of mixing the
composition and formation of vulcanizational structures, which al lowed to develop
of rubber technical products with specific properties was de fined;
the influence of modified mineral fillers on the elastic, rheological, tech nological
and technical properties of compositional elastomeric materials was de termined;
modification technology of mineral fillers and obtaining rubber technical –

products of different purposes on thir base was worked out.

The practical results of the research:

the technology of production modified mineral fillers on base of local raw

materials, which replaces the imported raw materials - BS-50 was worked out;
formulations of mineral fillers with modified compositional elastomeric materials
for obtaining moulded and non-moulded rubber-technical products of general and
special purposes were worked out;

60

the obtaining technology of compositional elastomeric materials with the usage of

modified mineral fillers and rubber – technical on their base of different was
worked out.

The reliability of research results.

The results of the used chemical,

physico-chemical, technological, physical and mechanical, technical and poster
methods of analysis were reassured by aggregatory and experty – industrial test
ings, as well as recommendations to the usage of worked out modified mineral
fillers in the production of compositional production elastomeric materials and
technology of their obtaining.

Theoretical and practical importance of research results.

The scien

tific importance of the research is to identify the scientific – proved modification
ways of functional ingredients on the base of local raw materials, the purposeful
usage of which allowed to develop the formulations and obtaining technology of
elastomeric compositional materials and products with the given structure and
properties.

The practical importance is in that, the production of modified mineral

fillers, the formulations of filled compositional elastomeric materials and obtaining
technology of import-substituting and export-oriented rubber – technical products
on their base were worked out.

Implementation of the research results.

The developed technology of production

modified mineral fillers, the formulations of compositional elastomeric materials
with their usage and obtaining technology of rubber- technical products on their
base of different purposes was introduced in the enterprises on the produc

tion of moulded and non-moulded rubber -technical products of Joint-Stock Com

pany «Uzkimyosanoat » (letter 05-3584/M , 4.11.2016). This gives possibility to
reduce the import of mineral fillers and BS-50 for the production of compositional
elastomeric materials and it enlarges the production of rubber -technical products
for different purposes. Testing results of the study.

Approbation of research results.

Materials of dissertation work were re ported

and discussed at: Republican scientific-technical conference «Composition al
materials and its usage» (Tashkent, 1994, 1998); International conference «Mo dern
problems of polymer science » (Tashkent 1995); International symposium on

mechanical-chemistry (Tashkent 1995); International scientific-technical confer
ence «Ecological education and problems of preservation environment» (Tashkent
1997); Republican scientific – technical seminar «Compositional materials on
modern step of the Republic of Uzbekistan» (Tashkent 1997); Scientific – tech nical
conference «Istiqlol», «Problems and perspectives of chemistry and chemical
technology» (Navai , 1998); Scientific conference of young scientists «Technolo gy
of physics and chemistry of high-molecular compounds»(Tashkent , 2000); In
ternational scientific – technical conference «New technologies of recycling the
wastes of production and consumption on chemistry» (Tbilisi, 2004); International
scientific – technical conference «The improvement the relationship of education
and science in XXI century and actual problems of increasing the training quality
of highly-qualified specialists » (Chimkent, 2006); Regional scientific – technical
conference «Modern problems of science, techniques and education» (Djalolabat,

61

2006); Republican scientific – technical conference «The role of women scientists

in the development of scientific – technical progress» (Tashkent, 2006, 2008); In
ternational scientific – technical conference «High technologies and perspectives of
educational integration of science and production» (Tashkent, 2006); Regional
central- asian international conference on chemical technology ChT-07, Cht-12
(Tashkent, 2007, 2012); Republican Scientific – Technical conference «The ob
taining of nano-composites, their structure and properties» (Tashkent, 2007); Re
publican Scientific – Technical conference «Modern technology reprocess of local
raw materials and products» (Tashkent, 2007); Republican Scientific – Technical
conference «Compositional materials structure, properties and application» (Tash
kent, 2008); Republican Scientific – practical conference «Actual problems of
BMS chemistry» (Bukhara, 2010); Republican Scientific – Technical conference
«Modern technologies and innovations of ore-mining branches» (Navoi, 2012);
International Scientific – practical conference «Actual problems of science and ed
ucation in the field of humanitarian and agricultural sciences» (Petropavl, 2012);
International scientific – technical conference «Catalytical processes of petroleum
refining, petroleum chemistry and ecology» (Tashkent, 2013); Scientific – tech nical
conference of young scientists, master students and bachelor students of Tashkent
Chemical – Technological Institute (Tashkent, 2008-2016); International scientific
– technical conference Innovational approaches in engineering – the base of
economy development of Kazakhstan (Chimkent, 2015); Republican scientific
(Namangan, 2015). At the scientific seminar under Scientific Council of Tashkent

Chemical Technological Institute 14.07.2016. T.08.01.(Tashkent, 2016).

The

results of publications.

On dissertation theme totally were published 88 scientific

works, from them, 22 articles in scientific editions, recommended by Higher
Attestation Commission of the Republic of Uzbekistan for the publication of the
main scientific results of doctoral dissertation, partially, 20 in Republican and 2 in
abroad journals.

The structure and the volume of dissertation.

Dissertation consists of

introduction, five paragraphs, conclusion, the list of literatures and appendices. The
volume of dissertation comprises 200 pages.

THE MAIN CONTENT OF THE DISSERTATION.

In introduction

the actuality and relevance of dissertation theme were

proved, the aim and tasks were formulated, appropriateness of the research to the
prioritive directions of science and technology development of Republic of Uzbek
istan was shown, the scientific novelty and practical results of the research were
reported, the reliability of the received results was proved, the theoretical and prac
tical importance of the received results were revealed, the list of implementations
of research results to the production, the information on publication works and the
structure of dissertstion were given.

In the first chapter of dissertation

‘Modern condition of creation com positional

organic materials and products on their base’

the condition and de velopment

tendention of existing technological process of obtaining filled compo sitional
organic materials and products on their base creation. The main factors, in-

62
fluencing surhace particles fillers, preparation of composition and rubber-technical

products of different purposes were shown.
On the base of critical analysis of literary sources, the study of modern condition

of technological process on modification fillers and compositional or ganic
materials on their base was defined, what was more perspective to the direc tions on
the creation of filled composition at present, the seach of obtaining com

positional organic materials and products on their base with specific properties. In
the second paragraph of the dissertation.

“The investigation of physical –

chemical properties of bentonite and modification methods”

were given the re

sults of the investigations on the study the physical-chemical properties and modi
fication methods surphace particle of bentonite were given. Conducting the wide
and complex investigations and development of new optimal components of com
positional organic materials, on the base of bentonite, for the production of rubber
technican products with stable given properties and structures were represented
necessarily. On the base of analysis of the given numerous investigations and ex
perimental results, it was established, that bentonite directly, without preliminary
reprocess and requiring physical-chemical modifications weren`t be able to be used
in the production of compositional organic materials for obtaining moulded and
non-moulded rubber – technican products. Bentonite contained to 5 % gland of ox
ide to 30 % adsorbed water, which negatively influence to the complex features of
compositions and products from them. But the main requirement, presented to
mineral fillers in the production of compositional elactomer materials, showed, the
content of gland exide and water was no more 0.3%. it was showed, that electro
magnetic separation and drying at 373-426 K , bentonite content of metal oxides
was decreasd only to 2%, and the amount of absorbed water was decreased to 20%.
For increasing the magnetic recipience of low-magnetic of metal oxides (mainly
gland ions from para-magnetic condition (d – form Fe

2

. O

3

) passed on ferromag

netic (g – form Fe

2

O

4

) and deleting the adsorbed water in the bentonite component,

thermical reprocess method (T = 673 K for 40 minutes) was used, then the clean ing
on electromagnetic seperatore was implemented. (Tab.1).

Table 1

The influence of time and temperature reprocess to the degree of bentonite

purification from metal oxides and adsorbed water

Content of metal oxides, %

Till electro
magne- tic

purification

After electro
magne- tic
puri fication

Time of therma repr., min.

Теmp.r
ep r

К

20

40

60

80

5

2

673

1,25

0,28

0,19

0,19

Derivatographic investigations also showed, that for deep dehydrating of

bentonite, deleting of adsorbed water was carried at 363-463 K and depended on
the type of cation. With the purpose of explicing the characteristics of interaction
of elastomer macromolecule with particles by the method of static adsorbtion, ad
sorbtional activity of thermareprocessed bentonite were studied.

63

It was established that thermareprocessed bentonite had a great adsorbed ac

tivity to the rubber macromoleculars in comparison with non thermal – repro
cessed. Accordingly, the given effect was determined by the increase of their spe
cific surphace and concentration of active centres. It was noted, that in the depend
ence on the type of elastomer, the importance of maximum dimension of ad
sorbtion was changed.

Таble 2

The changes of specific geometric surphace to the law-capacity of bentonite in

the dependence from conditions of therma – reprocess, at 673 K, for 40

minutes

The nomination of

indica tors

Indicators

*

)

Till thermareprocess

After thermareprocess

S

уд

, м

2

/г

29,1

33,1

Law – capacity

ml/100g: - linseed

- vaseline

DBF

30,0
36,2
34,4

32,1
42,2

41,0

As a result of the given experimental investigations it was established the pos
sibility modification of bentonite with low-molecular oligomers. It can the possi
bility the completing, places rid from adsorbed water particles of bentonite. In it`s
turn the conditions for long saving the modified bentonite in usual conditions of
storage were created.

For modification the thermareprocess of bentonite it was chosen the low molecular

polyethylene waste production of linear copolymer of ethylene with bu tane -1,
which represented yellow suspension, the boiling temperature – 395-513 K and
oligomer, received from pyrolysis, used rubber products, its element
staff:carbon-91,97%, hydrogen- 6,10% and oxygen – 3,10%.Brutto formula of ol
igomer C

5e

H

42

O. Medium numbered molecular mass ongiven gel-chromatography

comprised ~ 800-1000. IK – spectroscopic investigations showed, that appearance
of characteristical absorbtion bonds in the sphere of 3050 sm

-1

(valency vibration C

– H – connections of methylene and methyl groups ). Absorbtion bonds were al so

observed at 1710 sm

-1

(carbonyl groups C = 0), in carbon chain, and in resins

asphaltenes at 1730 sm

-1

. Absorbtion bonds in the sphere of 1500-1600 sm

-1

corre

sponded to valency vibrations C = C – connections. Obtaining PMP specters, in its
turn indicated to the presence of protons at d = 6,10 m.d., d = 7,12 m.d., d = 8,10
m.d., characterized for aromatical structures and its substituted derivatives.
Modification of bentonite was completed by the following method, basic ben tonite
after drying and deleting the metal oxides by magnet field was passed on thermo
reprocess ( 673 K, for 40 minutes), after that repeatedly was sized for the
extraction premices and metallic oxides were modifield by above mentioned liquid
modificators at the temperature of 673K. Modified bentonite for 1 hour was cooled
and were transferred for further reprocessing.

64
The carried out investigations allow to suggest that the usage of modified bet onite

, sized by oligomer surphace allows to formulate in principiall a new ap proach for
the creation of higher filled compositions with specific properties. So it is possible
to suggest that the introduction to modified bentonite in the limit of rubberfiller and
the formation of additional relationships between macro moleculars of rubber and
functional groups of aligomers , as a result of which , the improvement of complex
properties of compositions is watched. In the third chapter of dissertation

“Formulating the receipt of composi tions filled with modified fentonite and
the study of their technological prop erties”

were given analiysis of formulating

the receipt of compositional elastromer materials and the study of their
plasto-elastic and technological properties. For studying the influence of modified
bentonite to the complex of composi tional materials of organic origination
properties, the receipt on the base of differe ntiating on the structure and properties
of isprese , butadiene methyl-stryene and butadiene of nitriyle rubbers was chosen.
In the standart receipts of as well as on the results of investigations the content of
plasticators accelators, mineral fillers ( caolin BS-50 chalk) and technical carbons (
P-803 , K-354 ). On the base of the re ceived results of investigations the standart
receipts were formulated the devirative receipts for obtaining different
rubber-technical products in advance given proper ties .

It’s clear that the strotucture and physical - chemical properties of ingredients
formulate the of clastomer technological, physical-mechanical properties of prod
ucts on their base . During the studying process the mixing of abovementioned
rubbers of modified bentonite it was shown that the increased rubbing in and ab
sorbtion in comparsion with the serially applied fillers BS-50 , which are charac
terixed the lower importance of amplitude of rotational moment.This is in it’s turn
causes to the best processibility and mastificating of compounds .(Table 2). It was
established that the mentioned about circumstance specified the physi cal-chemical
structure al essentials of modificators, p;aying the role of coupling agent . In favour
to the mentioned above suggestions, the decrease of time and temperature of
mixing compositions, filled with modified bentonite and serially applied BS-50.

In the formulations of rubber compounds mainly the combinations of fillers were
accepted, the influence of modified bentonite to the process of dispersion teach
carbon and other ingredients. It is shown that conforming introduction of tech
carbon and modified bentonite in the staff of composition caused to the de
crease the dispersion time of ingridients in comparison with the teach carbon itself.
It is shown that in the case of modeling the mixing process of filler with elas tomer
criterion degree of completeness process of dispersion filler is the dimen cions the
difference of temperatures , defiend in two characteristic points ( the start
of mixing and the end of mixing ) in the dependence of the rotational moment. The

preliminary dispersion of filler and obtaining homogeneous compositions on their
base in significant degree depends on the processing conditions of rubber com
pounds, the nature the elastomer and filler.

65

a

–

SKI-3, b-nairit KR-50, v-SKMS-30,S-SKN-26, MOB

(-∆-∆-)

, BS-50 (-• -•-).

Table 1. The change of processibility (1) and mastication (2) of rubber com

pounds from the content of fillers.

66

The introduction of small amounts ( to <20 mass. h ) of modified bentonite

in the composition of rubber-carbon black mixture and constituents to the process
of dispersion and of obtaining homogeneous composition.
This is due to the sizing surphace of particles of modified bentonite, per forming

the function of an interval lubricant at relatively low dosages, the disper sion filler
in the mixture and formation of more advanced structure of filler - rub ber.
Electronic - microscopic studies` suggest that, the legitimacy of such conclu sion
and definitely the homogeneous microstructure is watched.
Examining of rheological properties of the filled elastomer compositions of
modified bentonite showed, that the smaller tension shift (Ũ), the greater appear
ance of filler to the effective viscosity (З

e

) compound and lead to the increase of

rubber mixtures З

e

on filling measure.

It is found that with the increase of filler content in rubber significantly is

decreased the recoverability of rubber compound after deformation. At the same
time the ability of the system to the accumulation of elastic deformationenergy;
etc., die swelling significantly depends on the specific geometrical surface (Ssp) of
fillers.

1- SKI-3; 2 - Nairit the CD-50; 3- SKMS-30; 4 SKN-26;MBP (-Δ-Δ-), and BS-50 (- • - • -).

Figure 2 Dependence of plasticity (P) - and a Mooney viscosity (M4373K)

Used rubber mixtures of filler content.

Plasto-elastic properties of filled rubber compounds with modified benton ite it was

shown that on their technological indicators, they don`t differ practically BS-50.
However, at high degrees (more than 50 mass on 100 mass. hour) Rubber content
filler it is necessary to include a specific surface of modified bentonite and

67

the nature of the modificators (Figure 2), which contributes to the significant in
crease in technological properties of rubber compounds.

Kinetic curves of sulfur association shows that vulcanization of filled com

pounds with the modified bentonite on the basis of above rubbers takes place quite
rapidly. It has been shown that the modified bentonite contributes to the maximum
absorption of sulfur atoms, causing by which the significant influence on the for
mation of more perfect vulcanizational structures. The given effect indicates that
the modified bentonite is not only activated, but also accelerates the structure for
mation process.

The important advantage of modified bentonite in comparison with BS-50

also positively influence on the behavior of compounds at high temperatures of
vulcanization process. Thus, with the increasing temperature of vulcanization from
413 K to 433 K, they give not only reversion, but even causes to the substan
tial increase of vulcanization optimum.
One of the important feature of fillers is their influence on both the structure as

well as on the properties of vulcanizators. Due to that, the great interest repre sented
the study influence of modified bentonite to the nature and number of crosslinking
associations and properties of elastomeric compositions. By adding its staff rubber
compounds vulcanizators were obtained, having highindicators of coefficient of
thermal aging, comparison with BS-50 (Table 3). On speed of crosslinking
macromolecular of elastomer in introducing the modified bentonite are more active
than rest fillers, as it was confirmed with the increase of the de gree of crosslinking
and decrease of sulphidity crossly.

Table 3

The influence of fillers on the structure of vulcanizational and properties of

vulcanizates grid and properties of vulcanizators on the base of rubber SKI 3

(content of filler 40 mass.h. to 100 mass.h. rubber, vulcanization time 20 min

at 416K, at 373 K, 72h).

Nomination of

fillers

Type of interraction, %

F

p

,

Мпа

К

Т

, ус.

ед.

-C-S

x

-C- -C-S-S-C

-

-C-S-C- -C-C

-

Initial
bentonite

32

34

24

10

26,2

0,46

BC-50

30

26

25

19

33,2

0,71

Calcined
bentonite

29

5

19

17

31,1

0,51

Modified

bentonite

with

low

molecular

polythylene

31

23

24

22

33,8

0,78

Modified
bentonite with
low molecular
from pyroliz of
used resin.

20

25

27

28

35,8

0,85

The results of studies of sol-gel fractions of vulcanizates indicate that in case of

the usage of modified bentonite the noticeable decrease the intensity of destructive

processes and the increase the proportion of active circuits of vulcani zational

network in comparison to unmodified bentonite and BS-50. The fact

68
mentioned circumstance due to the difference of chemical compositions and struc
tural features of modificators and fillers.

It must be suggested that the oligomer obtained from the worn rubber by

pyrolysismethod , can contribute to the donor-acceptor interactions, inhibition,
thermal, photochemical processes and can play an important role in the formation
of structure of compositional elastomeric materials. On the basis of this sugges

tion, by us firstly was developed effective modified filler with stabilizing additives
for compositional elastomeric materials.
The stabilizing effect of bentonite of modified with oligomer obtained from worn
rubber pyrolysis method, it was studied in the oxidation of technical and purified
with chloroform followed by three pere precipitation by isopropyl al cohol of
synthetic rubbers SKS-30 ARKM-15 and Nairit KP-50. The obtained re sults show
that with the increase the content of rubber modified bentonite in rubber
SCS-30-ARKM 15 the duration of inductional period oxidation was increased the
reaction. In this case the speed absorbtion oxygen stage and even after the end of
induction was not changed practically. The efficiency of one and the same concen
tration of modified bentonite in unpurified rubber greater than in purified. Appar
ently, this was due to the presence at the last antioxidant was BC-1. It should also
be noted that at high concentrations of modified bentonite the increase of induction

period was accompanied by the increase of oxygen in the induction period.
Amounts of critical concentration of modified bentonite were determined,
corresponding to the points of curves in the kinks "induction period - antioxidant
concentration" 0.06 and 0.013% (1.4 .10-3 2.4 and 10

-3

mol / kg.), accordingly, for

unpurified and purified rubber. The critical concentration of modified bentonite in
the oxidation of technical and the purified rubber SKS – 30 ARKM – 15 corre
sponds to 0.23 and 0.6%, which is significantly higher than dibutyl phthalate. The
effective constants consumption of modified bentonite in rubber SKS-30 ARKM 15
are equal to 4.1 .10

-4

c - 1 for the purified and 2.1. 10

-4

s

-1

for the technical rubber,

which indicates about its greater influence on the adverse reactions for in hibiting
the elastomers oxidation.
The studies of heat aging of vulcanizators stabilized by modified bentonite,

showed that with the increase duration of the aging time, the decrease in elonga tion
composites was watched , as in comparison with samples stabilized neazone D.
Apparently, during the thermal exposure under the influence of vulcanizating
agents in the composition of oligomer, additional structuring occurred and as a re
sult there was an increase in hardness and a decrease in the values of relatively
elongation composites.
The expediency application of modified bentonite was established as an ef fective

filler with stabilizing properties for compositional elastomeric materials, that
allowed to the technological process and targeted regulation of structural and
physico-mechanical properties of vulcanizators.

In the fourth chapter of the dissertation

"Investigation of technical properties of

filled compositional elastomeric materials by modified benton ite”

were shown

the results of modified bentonite influence on technical modified bentonite
properties of composites.

69

It is known that one of the methods of interaction to the structure of vul

canizational grid for improving the properties of composites in the desired direc
tion, it was considered profitable the use of effective fillers. It was established by
investigations, that the introduction of modified bentonite in elastomeric composi
tion increases the value of conditioned tension at 100-300% elongation and re
sistance in stretching, as in comparison with resin, containing BS-50. For exam ple,
introduction of 40 mas.h. of modified bentonite in the elastomeric composition on
the base of butadiene methyl styrene of rubber causes to the increase of re sistance
to 15MP of vulcanizators from not filled rubber. In the case of modified bentonite
with oligomers from pyrolysis of used resin, the given effect was in creased, in
comparison with vulcanizators ; containing BS-50. Thus, for exam ple, in
containing 40 mas.h. in the staff of elastomeric compositions on the base of SKI-3
Nairit KR-50-SKMS 30RP and SKN-18, the importance Fp shows 20.5 and 18.5;
13.6 and 8.7; 12.5 and 11.4; 16.3 and 13.2 MPa, accordingly. Obviously, this is due
to the presence of oligomeric surface cover, promoting the increase ef fect of rubber
filler. It testifies about the reduction of the conditional tension at an elongation of
rubbers containing non-modified bentonite.

SKI-3; Nairit-2 KR 50; 3- SKMS-30; 4 SKN-26.

MBP (-Δ-Δ-), and BS-50 (- • - • -).

Figure 4. Dependence on resistance on tear (Pa) resin from content of fillers.

It was established that the introduction of modified bentonite in the composi tion
significantly increases the resistance of resin to the tear in comparison with se rially
applicable BS-50 (Figure 4). This is particularly clearly appears at the con tent of
40-60 mas.h. to 100 mas.h., butadiene methyl of styrene rubbers, i.e. the resistance
to tearing was increased 82.4 kN / m). The investigation on of modified bentonite
influence on dynamic properties of resin at the repeated compression and tension
showed that while adding it to the staff of rubber mixtures, the de crease of heat
formation and rest in the content of 40-60 mas.h. to 100 mas.h. rub ber was
observed.

70

On the basis of experimental data it was established that in the combination of

modified bentonite with carbon black (P324, K354, etc.) also gives a certain ef fect.
So, with the increase the content of it, in the combination with carbon black of
elastic-mechanical properties of vulcanizators were increased. This process can be
regulated and purposefully improve a number of technological and technical indi
cators of compositional elastomeric materials and receive a variety of resin – tech
nical products in advance given properties.

The influence of the modified bentonite on electrical and radiative proper ties of

rubbers were investigated. It was found that vulcanizators containing modi fied
bentonite, characterized by high values of bulk of specific electrical resistivity
(lgsv = 13-16), with resisstance on experiment (5.106-2.107 ohms / m) and coeffi
cient of radiational resistance (0,8-0,99). This, primarily, was the consequence of
the fact that the sizing surface of layer a surphace particles of modified bentonite
isolated the individual particles, leading to the formation, conductive structures and
enhanced its protective ability. On the base of them was the formulation of devel
oped the interface limit with a high-energy bonds of that testified the increase of
electric resistance for the breakdown experiment, the coefficient of radiational re
sistance of resin filled with unmodified bentonite.

Thus, the expediency and perspectives of usage of modified bentonite in

the formulations of elastomeric compositions for the production of different types
of resin – technical products and tires.
In the fifth chapter of dissertation :

"Development of scientific methodo logical

principles for the creation of industrial formulations compositional
elastomeric materials and products from them with the usage of modified
bentonite"

the results of complex study on expediency of the usage of feasibility

modified bentonite as a highly active filler in the production of compositional elas
tomeric materials for obtaining different resin – technical products of different
purposes with in advance given were presented.

It is known, that existing industrial resin mixtures as a rule are multi component

systems. They consist of different on their chemical nature and struc ture, as well as,
the reactional ability of ingredients. In this regard, it was im portant to find out
whether the properties of modified bentonite were saved and its

character in the existing productional conditions of obtaining compositional elas
tomeric materials and a series of resin – technical products.

It was investigated resins from the existing productional recipes and it was found
that productional mixtures, filled with unmodified bentonite, on operational
characteristics did not differ from serial compositions and fully meet the require
ments of TR, TU, GOST and OST. However, at high degrees of filling it was ob
served the noticeably reduction of ductility the increase of rigidity on Defoe of res
in mixtures and hardness of composites. At the same time the explaiting features of
compositions in 1.2-1.4 times increase the corresponding indicators of composi tors,
filled with kaolin (Table 4).

This usage consistent of the results of studies on model mixtures. In the

case of usage of heat-treated bentonite in the productional mixtures, adding ≥ 30

mas.h. 100 mas.h. rubber, it was observed a noticeable reduction in ductility and

71

the increase in viscosity of resin mixtures, in comparison with serially being ap

plied kaolin.

Table 4

Technological and exploitational properties of resin for production of details

with textile and metallic carcasses (The content of fillers in resins 76 mas.h. to

100 mas.h. of rubber)

Nominations of

indica tors

Composition of

textile carcasses

Composition of

metallic carcase

Fillers

ЕC

NB

ЕC

NB

Р, cond.un.

f

р

, MPa

Е

relat.

, %

F

prep.

, %

Р

а

, kH/m

Glutines (ВН-5006,
freight 1,5), кг.
Adfiesionnal resistance
МPа

0,35

9,2

320

8

42

1,06

0,80

0,40
12,6

310

6

58

1,08

0,82

0,40

3,6

200

4

44

1,20

0,74

0,40

5,3

200

4

53

1,36

1,10

In this case for the increasing, plasticity and reduction of viscosity in the

formulations increased the content of plasticizers and softeners to 15-20%. It was
found that the exploitational properties of vulcanizators, containing the heat-treated
bentonite in 1.2-1.6 times were higher than those in case of serial caolin. (Table 5).

Table 5

Technological and exploitational properties of resin for production of details
with textile and metallic carcasses (The content of fillers in resins 76 mas.h. to
100 mas.h. of rubber)

Nominations of

indica tors

Composition of

textile carcasses

Composition of

metallic carcase

Fillers

ЕC

TB

ЕC

TBEJ

Р, cond.un.

f

р

, MPa

Е

relat.

, %

F

prep.

, %

Р

а

, kH/m

Glutines (ВН-5006,
freight 1,5), кг.
Adfiesionnal resistance
МPа

0,35

9,2

320

8

42

1,06

0,80

0,45
13,6

300

6

61

1,48

1,62

0,40

3,6

200

4

44

1,20

0,74

0,4
7,9

210

4

53

2,00

1,10

72
Taking into account, the filled elastomer compositions of heat-treated ben tonite
have a great confectional glutiness, which allowed the obtaining reinforced the
resin – technical, without using the additional binders.

The investigations with derivative mixtures of modified bentonite ( modified

oligomer obtained from the used resinbly pyrolysis method) instead of white car
bon BS-50 and BS – 75 allowed to find completely new possibilities for obtaining
resin – technical products. Thus, for example, regulating the amount of modified
bentonite and other ingredients in the mixture can be achieved maximum durability
of the material.

Table 6

Technological and exploitational properties of resin for preparation of mould

ed of details (The content of fillers 40 mas.h. to 100 mas.h. rubber)

Nominations of indicators

For layer

For inhibitory

stock

Fillers

On SOST

MB

On SOST

MB

Р, cond.un.
d, kg/m

3

f

р

, MPa

Е

relat.

, %

F

prep.

, %

Specific impulsive viscosity,
kDj/j Hardness on TIR, cond.un.
Heat shrinkage, %
C

т

on ret.long.

C

м

on ret.long.

Consumption on weight,
mg/hour Water absorbtion, %
Efficiency of inhibitorg stocks at
Т=20

+

5

о

С,soeed

80km/h..Р=5МPа,n/mm at Т=75+5

о

С

speed 100 km/h., P=5 MPа, n/m
consumption on thickness., mm

n/b 0,2

2400-17

00

45-52

-

32-82

3-12

95-100
0,2-0,6

n/m 0,8
n/m 0,9

20-40

0,1-0,8

300

310

0,05-0,06

0,2

2550

47,3

-

54

7

99

0,56
0,98
0,98
28,3

0,4

350

370

0,01-002

0,3-0,4

2200-24

00

12-16

220-300

-

-

40-50

-

n/m 0,84
n/m 0,95

-
-

-

-
-

0,33

235

0

13,3

280

-

-

44

-

0,92
0,99

-
-

-

-
-

This method completel was inaccessible for BS-50. Thus, substituting 70

mass.h. by BS- 50 to 100 mass.h. of modified bentonite, it was possible to keep the
wear resistance, while the increase of content BS 50 to 100 mass.h. It leads to a
25% loss of durability. It was found that modified bentonite could be replaced BS
75 to 80% (Tabl.6-10).

Thus, it`s possible to conclude that modified bentonite completely replaces BC-50

and to 80% of BC in the formulations of resin mixtures for obtaining the resin –
technical products. In this case, certainly the content of plasticizers to 80% and
stabilizers to 90% should be reduced.

73

It was shown that in the productional resin mixtures of modified bentonite blends
(modified low molecular polyethylenes) represented a single character in fluence to
the properties of resin (to the content of 30 mass, h, by to 100 mass.h. rubber), as in
the cases of serial inactive mineral

Table 7

Technological and exploitational properties of resin for preparation of non

moulded details glue method (The content of fillers in resin 10-350 76 mas.h.;

H-24 21mas.h .; 4867 16 mas.h. to 100 mas.h. of rubber)

Nomination of

indicators

10-350

Н-24

4867

Fillers

Kaolin

MB

Kaolin

MB

Kaolin

MB

Plasticity, cond.un.
Glutiness
Cyclic module, 3/2
Phys.mech.
properties: f

р

, MPa

Е

relat.

, %

F

prep.

, %

Accomp. tear, kН/m
Hardness on Shoru – A
Elec. res. on test, оm/m

0,41
0,84

5,7

6,5

250

25

18,8

64

1,9

.

10

6

0,39
0,96

5,5

11,14

360

14

22,2

66

1,1

.

10

7

0,45
0,81

3,2

15,0

550

30

21,0

72

1,6

.

10

6

0,45
0,99

3,4

16,8

860

18

23,2

68

3,4

.

10

6

0,46
0,79

4,0

15,5

500

30

20,7

55

2,8

.

10

6

0,45
0,92

4,5

18,2

660

16

21,5

61

4,8

.

10

6

.

Table 8

Technological and exploitational properties of resin for conveyor 160216 (The
content of fillers 46 mas.h.to 100 mas. h. of rubber)

Nomination of indicators

Resin, filled

BS-50

MB

Plasticity, cond.n.
Density, kg/m

3

Cyclic module, 3/2

Physical – mechanical

properties: f

р

, MPa

Е

relat.

, %

F

prep.

, %

After agein, 373K,72 h.:

f

р

, MPa

Е

relat.

, %

F

prep.

, %

Resistance on tear, kН/m
Abrasion, pm

3

/Dj

Hardness on Shoru - A
Flame resistance, с

0,49

1310

2,0

16,8

760

30

15,9

700

26

23,7

42
65
45

0,47

1310

3,2

18,2

750

24

17,4

650

20

24,2

25
66
45

74

Table 9

Technological and exploitational properties of cable resin marks EPM-30 (The
content of fillers 46 mas.h.to 100 mas. h. of rubber)

Nomination of indicator

Resin, filled

BC-50

MB

Plasticity, cond.n.
Cyclic module, 3/2
Physical–mechanical proper
ties: f

р

, MPa

Е

relat.

, %

F

prep.

, %

After radiat. arquins. f

р

,

MPa Е

relat.

, %

F

prep.

, %

Resistance on tear,
kН/m Hardness on
Shoru - A

Electrical indicators:

c

y

om/m

e

tgb

0,35

2,7
7,5

820

50

3,8

170

42

22,1

67

2,7 10

4

150,1
0,100

0,32

2,5

10,7

470

37

10,5

300

30

26,8

70

2,4 10

4

180,2

0,099

Table 10

Technological and exploitational properties for the production of molded
rubber parts (The content of the fillers in resins of mass.h. 80 to 100 mass.h.
rubber fillers (Kalin, P 803, P 701, P 705).

Nomination of indicator

10308

8313 А

Fillers

Kaolin

MB

Kaolin

MB

Р, cond.un.

Coef.glutiness

Cyclic modul, 3/2

f

р

, MPa

Е

relat.

, %

F

prep.

, %

C

Y

relat. long. rest at 373 К

for 72 hours

Resistance on tear, kН/m

Hardness on Shoru - A

0,36
0,58

3,8

13,4

200

6

0,89
18,3

59

0,35
0,62

4,5

14,9

220

2

0,98
22,1

61

0,35
0,57

3,5

14,2

460

12

0,90

18,4

52

0,34
0,63

3,5

15,1

480

14

0,94
21,3

56

Technological and exploitational properties of the obtained rubber products fully

meet the requirements of technological schedules and OST. However, signifi cant

difference of composites appears at higher concentrations of modified benton ite

also as it was observed for model compounds. Technological and technical

properties of leave were deviated from providing by the technological regulations

75

and OST. Introduction of large amounts of modified bentonite (≥ 40 mass.h. to 100
mass, h. rubber) lead to a noticeable increase in ductility and viscosity of rubber
compounds. The elastic-strength properties of resin, containing a modified benton
ite in 1.5-1.8 times were increased to the indicators of resin, containing serial low
structure fillers. For achieving the desired properties, it was necessary to increase
the content accelerators of vulcanization 10-15% to reduce the content of plasticiz
ers and softeners to 50-70% due to modifier. Vulcanizators, containing modified
bentonite had a large value of the temperature brittleness, thermo-oil-petrol
resistant, radiational resistant and the increased electrical resistance in comparison
with serial derivative.

At the enterprises of JSC «Uzbekrezinotechniques» (at present JV «Angren

rezinotehniques»), LLC «Anbar» (former Tash RTI, OOO «Omad resin», LLC
«Rabba») and small enterprise «Catron», «KAFOLAT REZINA», «Tashkent Res
in», NTTS «KOMPOZIT» were approved and implemented (1995-2016 gg.) the
developed fillers instead of imported expensive components. Productional mix tures
and different resin – technical products on their based were made on the ex isting
technology, and technological parameters were changed on the basis of the
developed technological regulations for each product. The technological and phys
ical-mechanical properties of ready products fully met requirements of the current
technical documentation.

CONCLUSIONS

1. The proposed were Scientific and technological principles of creation high

ly elastomeric compositional materials with the usage of structural and chemical
modified bentonite of Uzbekistan were proposed. The received scientific results,
technological developments were the basis for the creation of elastomeric composi
tional materials with the given structure and properties, physical-mechanical and
exploitational characteristics.

2. The technology of structural and chemical modification of bentonite was

suggested, suitable as a filler for the production of composite elastomeric materi als.
It was shown that the heat treatment of bentonite at 673 K lead to the structural
changes, in particular to the increase of oil absorption and specific geometrical sur
face due to the occurrence of thermal- physical processes. Besides that, it was also
observed the increase the concentration of free radicals, leading to the formation of
paramagnetic centers, which were the basis for the evaluation of several properties
system of elastomer filler.

3. The modified bentonite (modified low-molecular polyethylene and de

rived from pyrolysis) resin, products by oligomers, for elastomeric compositions
were characterized its physical chemical properties. It was observed, its influence
on the process of structure formation of rubbers. It was noted that yhe existing im
portant role of intermediate size layer, consisting from systems of conjugated

bonds, in the formation of structure elastomeric compositional materials of high
thermal and radiational resistance.

4. The features of interaction of rubber macromolecules of different nature

with modified bentonite were found out. The interconnection between the structur-

76
al adsorptional activity fillers with technological and physical mechanical proper
ties of elastomeric compositions.

5. The features of the of mixing process of elastomers with the worked out fillers on

the base of bentonite (initial thermal-calcined modified bentonite), and their

combinations with other ingredients it was found out that in the case criteri on the

degree of completing the process of dispersion filler of modeling mixing was the

dimention of difference temperature (start and end mixing), definely in two

characteristical points in the dependence from the rotational moment.

6.The technological and rheological properties of filled elastomer composi

tial, thermam-calcined and modified bentonite, where it was shown their optimum
content in resin mixtures were studied.

7. The influence of modified bentonite to the kinetics of vulcanization of

resin mixtures on the base of rubbers of different nature. Nevertheless, it was clari
fied the possible mechanism of vulcanization grid formation. It was shown that due
to the multifunctional nature ofmodificators the possibility of combining the
modifier content of vulcanizing agents, which allowed to simplify the technologi
cal stage of .

8. Preparing the elastic-resin mixtures properties of filled vulcanizators were

analyzed, and it was shown that, the initial and resistant therma-calcinid bentonite
exhibit effective action in non-crystallizing rubber at the level half-efforting types
of fillers and modified bentonite effecting synthetic mineral fillers BS-50 and BS
75. The inhibitory effect of modified bentonite were observed at high temperature
oxidative destruction of elastomers.it was shown. To show the possibility of direc
tional regulation of technological and technical properties of elastomeric composi
tions due to the changing degree of filling and ratios ingredients.

9. The formulations of compositional elastomeric materials and technolo gies of

their obtaining with the usage of the fillers suggested by us on the basis of

bentonite were worked out. Their efficiency was confirmed in the productionof dif

ferent kinds of resin – technical products. The results of scientific and technologi

cal developments were tested and implemented at the enterprises of JSC

«Ўzkimёsanoat », total economic effectof more than 500 million sum per year .

77

ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙХАТИ

Список опубликованных работ

List of published works

I бўлим ( I часть ; I part)

1.Хусанов Ш.З., Тиллаев Р.С., Тешабаева Э.У., Бабаханов М.Г., Разработ ка

антикоррозионного покрытия в автомобилостроении // Узбекский химиче
ский журнал- Ташкент, - 1999. - №3. - С.47-49 (02.00.00, №6).

2.Ибодуллаев А., Э.У. Тешабаева, Негматов Н.С., ЭПР- и ИК- спектроско

пические исследования структуры полимерных композиций наполненных
модифицированном углеродом, вблизи перколяционного порога протекания //
Журнал «композиционные материалы» - Ташкент, - 2001.- №2. - С.64-67
(02.00.00, №4)

3.Гиясова Н.Н., Э.У. Тешабаева, Абдурахманов А.Г., Исмоилов Д.У., Гия

сов Н.М., Математическая модель образца из композиционного материала с
одномерным армированием // Журнал «Композиционные материалы» - Таш
кент, - 2001. - №2. - С.68-70 (02.00.00, №4)

4.Гиясова Н.Н., Э.У. Тешабаева, Умаров Н.Т., Моделирования физии

ческих свойств композиционных полимерных материалов // Журнал «Ком
позиционные материалы» - Ташкент, - 2001.- №4. - С.21-22. (02.00.00, №4)

5.Ибадуллаев А., Э.У. Тешабаева, Таджибаева Г.С., Негматов С.С., Иссле

дование технологических свойств эластомерных композиций, наполненных
эластомеров // Журнал «Композиционные материалы» - Ташкент, - 2002. -
№1. - С.61 (02.00.00, №4)

6.Ибадуллаев А., Негматов С.С., Э.У. Тешабаева, Влияние дисперсных

наполнителей на вязкоупругие свойства невулканизованных эластомеров //
Журнал «Композиционные материалы» - Ташкент, - 2003. - №2. - С.5 -7.
(02.00.00, №4)

7.Ибадуллаев А., Э.У. Тешабаева, Негматов С.С., Таджибаева Г.С., Иссле

дование адсорбции макромолекул каучуков из их разбавленных растворов

модифицированными минеральными наполнителями // Журнал «Композици
онные материалы» - Ташкент, - 2006. - №2. - С.11-13 (02.00.00, №4)

8.Ибадуллаев А., Тешабаева Э.У. Негматов С.С., Таджибаева Г.С. Иссле

дование физико-механических свойств минеральных наполнителей и методы
их модификации // Журнал «Композиционные материалы» - Ташкент, - 2006. -
№1. - С.27-29 (02.00.00, №4)

9.Ибадуллаев А., Тешабаева Э.У., Негматов С.С., Таджибаева Г.С. Иссле

дование особенностей процесса смещения и условия приготовления эласто
мерных композиций со структурнохимическими модифицированными
наполнителями// Журнал «Композиционные материалы» - Ташкент, - 2006. -
№3. - С.50-55. (02.00.00, №4)

10.Ибадуллаев А., ТешабаеваЭ.У., Таджибаева Г.С. Реологические свой

ства эластомерных композиций, наполненных модифицированными напол
нителями // Журнал «Композиционные материалы» - Ташкент, - 2007. - №1. -
С.30-33 (02.00.00, №4)

78

11. Тешабаева Э.У., Ибодуллаев А.С., Сейдабдуллаев Я.О., Влияние

нефтяных масел на клейкость резиновых смесей // Журнал «Композицион
ные материалы» - Ташкент, - 2012. - №2.- С.12-15 (02.00.00, №4)

12.Тешабаева Э.У., Исследование влияние влаги на качество крепления

резин клеем на основе полимеризационно способных олигомеров //Журнал
«Химия и химическая технология» - Ташкент, - 2012. - №1. - С.47-50
(02.00.00, №3)

13. Юсупова Л.А., Зиядуллаев О.Э., Нурманов С.Э., Влияние нефтяных

масел на клейкость резиновых смесей // Журнал «Композиционные материа
лы» - Ташкент, -2012. -№2. - с.12-15 (02.00.00, №4)

14. Тешабаева Э.У., Ибадуллаев А.С., Вапаев М.Д., Киямова Д.Ш., Влия

ние фурановых олигомеров на структуру вулканизационной сетки наполнен
ных резин на основе СКИ-3 // Журнал «Композиционные материалы» - Таш
кент, - 2014.- №2. - С.16-19 (02.00.00, №4)

15. Тешабаева Э.У., Сейдабдуллаев Я.О., Ибодуллаев А.С., Влияние бен

тонита и условий переработки на механодеструкцию эластомеров // журнал
химическая технология – Тошкент, - 2014. - №4.- С.52-53.

16.Ибодуллаев А.С., Тешабаева Э.У., Сейдабдуллаев Я.О., Исследования

углеродистого материала и его влияние на свойства кабельных резин //Журнал
«Композиционные материалы» - Ташкент, - 2015. - №3. - С.25-28. (02.00.00,
№4)

17.Тешабаева Э.У., Сейдабдуллаев Я., Ибодуллаев А. С. Исследование влияния

фосфотированных алкилоламидов жирных кислот на формирование

структуры вулканизационной сетки и свойств композитов. Austrian Journal of

Technical and Natural Sciences Austria. 2016., №3-4,С.92-96. (02.00.00, №2)

18. Тешабаева Э.У., Вапаев М., Ибодуллаев А.. Модификация минераль

ных наполнителей и их влияние на свойства резин. . Austrian Journal of Tech

nical and Natural Sciences Austria. 2016., №3-4,- С.125-128. (02.00.00, №2)

19. Ибадуллаев А.С., Тешабаева Э.У., Жураев Н.. Создание и применение

ингредиентов на основе местных сырьевых ресурсов и отходов производств в
эластомерных композиционных материалах.// Журнал «Химия и химическая
технология» Тошкент ш.,-2016.-Махсус сон, C. 66-71. (02.00.00, №3)

20.Тешабаева Э.У., Ибадуллаев А., Сейдабдуллаев Я. Исследование свойств

эласто-мерных композиций на основе комбинации каучуков СКИ-3+
СКМС-30АРК наполненных бентонитом. Журнал «Композиционные матери
алы» -Тошкент ш. 2016.,- №2. (02.00.00, №4)

21.Ибадуллаев А., Негматов С.С., Э.У. Тешабаева, Исследование влияния

кизилгии на кинетику вулканизации резиновых смесей на основе каучуков
общего и специальногоназначения// Журнал «Композиционные материалы» -
Ташкент, - 2004. -№2. - С.61 -62. (02.00.00, №4)

22.Ибадуллаев А., Тешабаева Э.У., Негматов С.С., Таджибаева Г.С., Ис

следования процесса смещения кизилгия с каучуками // Журнал «Компози
ционные материалы» - Ташкент, - 2005. - №2.- С.66. (02.00.00, №4)

79

II бўлим (II часть ; II part)

1.Жураев В. Н., Тешабаева Э. У., Ахмаджонов С. А. Фосфатированный

алкилоламидов жирных кислот эффективный ускоритель вулканизации по
лифункционального действия для резинотекистильных материалов. Eu
ropaische Fachhochschule Europe Applied Sciences Germany.-2015, № 3,- С.24-
26

2. Ибадуллаев А., Тешабаева Э.У., Таджибаева Г.С. Модификация вторич

ного Ангренского каолина и его влияние на свойства резин // Научно
технический и производственный журнал «Горный вестник Узбекистана» -
Ташкент, - 2008. - №1. - С.34-35.

3.Мухитдинова Н.А., Кудышкин В.О., Тешабаева Э.У. О побочных реак

циях при полимеризации аллилглицидилового эфира // Доклады АН РУз.-
Тошкент, - 1995. - №11-12. - С.29-30.

4.Тешабаева Э. У., Ибадуллаев А., Негматов С.С., Усиление каучуков об

щего назначения дисперсными бентонитами Узбекистана // Международная
научно-техническая конференция «Новые технологии рециклинга отходов
производства и потребления» - Минск, - 2004. -С.388-391.

5.Ибадуллаев А., Негматов С.С., Тешабаева Э. У., Таджибаева Г.С., Ис

следование влияния кизилгия на кинетику вулканизации резиновых смесей //
Научно-практическая конференция «Интеграция образования науки и произ
водства» - Ташкент, - 2004. – С.46.

6.Ибадуллаев А., Тешабаева Э. У., Негматов С.С., Перспективные направ

ления в области усиления эластомеров с минеральными наполнителями // V

Республиканская конференция по химии – Тбилиси, Грузия – 2004. – С.42-43.

7.Тешабаева Э. У., Ибадуллаев А., Влияние дисперсных наполнителей на

вязкоупругие свойства невулканизованных эластомеров // Тр.межд.науч
техн.конф. «Совершенствование взаимосвязи образования и науки в ХХI веке
и актуальные проблемы повышения качества подготовки высококвали
фицированных специалистов» - Шымкент,- 2006. – С.184-186.

8.Тешабаева

Э.У.,ИбадуллаевА.,ТаджибаеваГ.С.,Разработка

импортоза

мещающих и экспортоориентированных новых композиционных материалов и
изделий общего и специального назначения на основе местных и вторич ных
сырьевых ресурсов // материалы V региональной науч-техн.конф. «Со
временные проблемы науки, техники и образования» - Жалалабат, - 2006. –
С.91-94.

9.Тешабаева Э. У., Исследование физико-химических свойств переработ ки

нефтепродуктов и их влияние на свойства композиции // Республика
илмий-амалий анжуман. “Фан-техника тараққиёда олима аёларнинг тутган
ўрни” V қисм. - Тошкент, - 2006. С.263-265.

10.Тешабаева Э. У., Исследование реологических свойств ПВХ компози

ций, пластифицирован-ных отходом производства переработки нефти. //
Труды международной научно-технической конференции «Высокие техноло
гии и перспективы интеграции образования, науки и производства» - Таш
кент, - 2006. - т.1, - С.235-236.

80