Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Когезионная прочность натурального и синтетического полиизопренов.

Исследование влияния белковых компонентов НК, на свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе СКИ-3.

В ходе продолжения обработки методики введения некаучуковых добавок и изучения роли отдельных компонентов латекса НК в формирования комплекса нужных свойств было поведены две серии опытов с образцами со строго стандартизированным составом и природой добавок на основе СКИ-3:

а) 0 % (два варианта), 0,1, 0,5, 1,0, 1,5 % гидрофобного белка из латекса гевеи (ВНИИсинтезбелок),

б) 0 %, 0,5 %, 1,0 %, 3,0 %, 1,5 % + 0,2 % яичного фосфатидилхолина лиофилизованных белков серума природного латекса гевеи.

Подготовлена серия компонентов белков и липидов микробиологического происхождения для опытов по включению в СКИ-3.

Таблица 2.3.4.

Свойства резиновых смесей на основе синтетическаго полиизопрена, содержащих гидрофобный белок, выделенный из латекса.

Показатели	Количество добавленного белка % весовых.
Показатели		0	0,1	0,5	1,0	1,5
Условное напряжение при 300% удлинении, МПа	0,32	0,45	0,34	0,42	0,50	0,46
Условная прочность при растяжении, МПа	3,28	0,84	0,68	0,72	1,00	0,91
Относительное удлинение, %	570	1000	1560	1320	1065	1240

По итогам проведенных испытаний (таблица 2.3.4.) могут быть сделаны следующие предварительные заключения:

- положительное влияние на свойства смесей оказывают в составе СКИ-3 добавки около 0,2 % фосфолипида и 1 % гидрофобных белков из латекса гевеи. Компоненты серума – пренолфосфаты и пирофосфатвы, а также белки серума в аналогичных дозировках ухудшают свойства образцов по отношению к стандарту.

- относительно невысокая амплптуда наблюдаемых положительных эффектов может быть связана с недостаточной степенью гомогенности распределения добавок по всей массе СКИ-3.

- основное заключение: из некаучуковых компонентов латекса гевеи положительное влияние на свойства натурального каучука оказывают гидрофобные белки и фосфолипиды.(23,24)

Аналитическая часть.

Введение белковых модификаторов на стадии изготовления каучука.

Представляло интерес исследовать влияние белковых продуктов, введенных на стадии полимеризации синтетического полиизопрена на свойства композиций на основе модифицированного таким образом каучука.

Нами были изучены свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе СКИ–3 при замене 10 – 30 масс. ч. серийного каучука на изопреновый каучук, модифицированный белкозином представляющим собой гидролизат кератинового белка и имеющий сходный аминокислотный состав с НК (таблица 3.1.1.) (образцы 15 и 17, содержащие 8 % и 15 %, соответственно). Состав резиновых смесей приведен в таблице 3.1.2.

Таблица 3.1.1.

Аминокислотный состав гидролизатов белков из натурального каучука и технических белков.(в (мкмоль на мг)х 10³)

Аминокислота	SMR-5	RSS-1(б)	RSS-1(м)	SKIM	Кера-тин	Белко-зин
Аргинин Лизин Триптофан Гистидин Фенилаланин Тирозин Лейцин Изолейцин Валин Аланин Глицин Пролин Глутаминовая к-та Серин Треонин Аспарогиновая к-та	4.6 6.2 0.9 1.0 - - 2.2 3.3 3.0 2.5 3.6 7.4 7.8 4,9 4.6 6.2	3.7 6.5 2.4 0.9 2.3 1.8 2.6 2.9 5.2 2.5 3.1 - 5.1 3.7 4.2 4.8	1.8 10.2 2.6 0.5 - - 4.1 3.0 5.4 4.8 4.2 9.0 7.5 6.5 4.2 6.7	1.6 7.4 1.3 2.2 6.9 6.4 6.7 5.1 3.3 3.3 3.2 11.3 6.8 5.4 5.5 6.2	304 902 326 106 306 308 426 435 100 228 562 - 277 705 173 463	407 717 175 108 778 334 778 740 675 247 517 866 350 624 530 483

Таблица 3.1.2.

Рецептура стандартных резиновых смесей на

Основе модифицированного СКИ-3.

Состав	1
Каучук Стеариновая кислота Оксид цинка Сульфенамид Ц Технический углерод Сера	100 2 5 0,8 50 2

Для оценки влияния различного содержания белкозина на свойства модифицированного синтетического, в сравнении с серийным СКИ–3, определялись показатели когезионной прочности, содержащих активные и малоактивные наполнители, пластоэластические характеристики смесей и физико-механические свойства вулканизатов. Наибольшее повышение условного напряжения при 300 %, 500 % удлинении и когезионной прочности резиновых смесей наблюдается в смесях, содержащих активный техуглерод П-324, при замене 30 масс. ч. СКИ-3 на «белковый» каучук, (содержащий 8 % белкозина, соответственно в смеси – 2,4 % белка) – обр.15.

Увеличение вязкости по Муни может быть связано с возрастанием углерод - каучукового взаимодействия и проявляется в большей степени для того же образца (табл. 3.1.3). Введение «белкового» полимера в смеси приводит к ускорению процессов подвулканизации и вулканизации при сохранении степени вулканизации на том же уровне, что и в контрольной смеси. Для вулканизатов отмечается увеличение условного напряжения при 300 % удлинения при сохранении прочности, твердости и эластичности (табл. 3.1.3.)

Таблица 3.1.3.

Свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе СКИ-3,наполненных активным техуглеродом П-324 и содержащих добавки СКИ-3, модифицированного белкозином.

Состав	1	2	3	4	5	6	7
СКИ-3 СКИ-3 с белкозином, обр.15 СКИ-3 с белкозином, обр.17	100 - -	90 10 -	80 20 -	70 30 -	90 - 10	80 - 20	70 - 30
Условное напряжение, при удлинении рез смеси, МПа ----------------------------300% --------------------- ------500% Условная прочность рез смеси, МПа Подвулканизация при 120^оС,мин t₅ Вулканизационные хар-ки по Монсанто при 143^оС, М_мин ----------------------------,t_s, мин ----------------------------,М_макс ----------------------------,t₉₀, мин ---------------------,М_макс-М_мин Условное напряжение при 300% удлинения вулканизатов, МПа Условная прочность при растяжении, МПа Относительное удлинение, % Эластичность по отскоку, %	0,21 0,20 0,23 15,5 12,8 5,2 44,8 17,7 32 17,5 30,6 425 43	0,24 0,24 0,31 13,7 13,7 4,2 46,3 16 32,6 17,9 29,6 480 42	0,31 0,37 0,50 12,3 14,8 4,0 48 14,7 33,2 19,8 29,7 440 39	0,345 0,43 0,70 12,8 15,8 4,0 48 14,2 32,2 20,7 31,3 445 41	0,25 0,26 0,29 16 12,0 4,7 48 16 36 19,8 28,0 430 41	0,24 0,26 0,29 15,5 13,0 4,8 47 16,4 34 19,5 29,3 445 42	0,29 0,34 0,45 12,4 14,2 3,7 49 17 34,8 20,1 27,0 420 39

Введение «белкового» полимера в смеси с малоактивным техуглеродом менее эффективно (табл. 3.1.4) при этом смеси, содержащие модифицированный СКИ-3, характеризуются более высокой когезионной прочностью, уменьшением времени начала подвулканизации и времени достижения оптимума вулканизации, более высокой степенью сшивание по сравнению с резинами на основе немодифированного СКИ-3.

Таблица 3.1.4

Свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе СКИ-3, наполненных малоактивным техуглеродом П-803, и содержащих добавки СКИ-3, модифицированного белкозином.

Состав	1	2	3	4	5	6	7
СКИ-3 СКИ-3 с белкозином, обр.15 СКИ-3 с белкозином, обр.17	100 - -	90 10 -	80 20 -	70 30 -	90 - 10	80 - 20	70 - 30
Условное напряжение при 100% удлинения резиновой смеси, МПа Условная прочность рез. смеси при растяжении, МПа Относительное удлинение, % Подвулканизация при 120^оС,мин t₅ Вулканизационные хар-ки по Монсанто при 143^оС, М_мин ----------------------------,t_s, мин ----------------------------,М_макс ----------------------------,t₉₀, мин ---------------------,М_макс-М_мин Условное напряжение при 300% удлинения вулканизатов, МПа Условная прочность при растяжении, МПа Относительное удлинение, % Эластичность по отскоку, %	0,127 0,33 333 36 8,3 9,5 42,4 20,5 34,1 13,5 23,3 495 58	0,150 0,71 182 30,5 7 7,7 45,5 16,5 38,5 14,0 21,8 430 60	0,146 0,52 200 28,7 8 6,7 44 15,2 36 14,1 23,4 480 61	0,166 0,66 290 27 8,6 6,7 43,5 17,0 34,9 14,2 21,7 460 57	0,112 0,26 150 32,5 6,5 7,5 43,6 17,5 37,1 14,2 21,7 465 56	0,133 0,32 180 32 7,5 7,7 41,8 17,5 34 12,9 19,7 455 56	0,164 0,62 275 31,5 9,0 7,2 43 16,2 34 13,6 21,2 485 57

Лучшим комплексом свойств обладают резиновые смеси и вулканизаты на основе комбинации СКИ-3 с модифицированным 8% белкозина полиизопреном в соотношении (90-80): (10-20).

3.2. Модификация СПИ биологическими мембранами или их моделями, методом обращенных мицелл.

Анализ свойств, состава и строение каучуковых глобул натурального каучука (НК) позволяет рекомендовать следующие предварительные требования к биополимерам:

– Для модификации СПИ биополимерами целесообразно использовать микробные белки и фосфолипиды, являющиеся источником коимплекса липидов и белков.

–Микробные клетки, содержащие необходимые биополимеры в своих мембранах должны быть разрушены механическим способом с помощью ультразвука или гидрофобизировать их с помощью детергентов.

На основе комбинаций белков и фосфолипидов разработан принципиальный метод синтеза белков, обладающих повышенной гидрофобностью.

В качестве объектов исследования, при подборе белково-липидных фракций из промышленных дрожжей и других микробиологических источников были отобраны с целью модификации СКИ – 3 для использования три фракции из промышленных дрожжей (переданы ВНИИсинтезбелок) и один препарат белка из солелюбивых бактерий Hal.Halobium, полученный в лаборатории кафедры биотехнологии (таблица3.2.1)

Таблица 3.2.1.

Состав белково-липидных препаратов

Наименование препарата		Содержание экстрагируемого белка (по Бредфорд),%	Содержание фосфолипидов (по Аллену-Бартлеру),%	Соотношение белок:липид

Дрожжи