CHEMICAL AND TECHNOLOGICAL PROCESSES FOR OBTAINING A COMPOSITE ELASTOMER OF INCREASED STRENGTH BASED ON BUTADIENE RUBBER REINFORCED WITH FIBERGLASS
Authors: М.М. Копырин, , А.Е. Марков, , А.А. Дьяконов, , С.Н. Данилова, , А.Г. Туисов, , Н.Н. Лазарева, 
Published: January 2023

В данной работе приводятся результаты исследования влияния предварительной поверхностной обработки высокомодульных стекловолокон на адгезионную прочность соединения с резиновой матрицей. Для повышения адгезионного сцепления использовались два метода обработки стекловолокна: обработка раствором резиновой смеси в толуоле и обработка адгезивом марки “Хемосил”. Были проведены исследования физико-механических и трибологических свойств эластомерных композитов по стандартным методам. Установлено, что максимальное увеличение прочности и твердости наблюдается у образца, предварительно модифицированного Хемосилом. Выявлено, что стеклоармированный композит с данной модификацией отличается увеличением истирания по сравнению с исходной эластомерной матрицей, что обусловлено отрывом стеклоткани во время изнашивания за счет повышения адгезионного сцепления. Структурные исследования методом сканирующей электронной микроскопии показали, что поверхностная модификация двумя методами приводит к формированию плотной упаковки в межфазной зоне между стеклотканью и эластомерной матрицей. Результаты исследования адгезионной прочности свидетельствуют о том, что предварительно обработанные композитные эластомеры характеризуются повышенным значением адгезионной прочности. При этом адгезионная прочность образца, модифицированного раствором резиновой смеси в толуоле повышается в 1,5 раза по сравнению с материалом без обработки. В случае модификации стекловолокна Хемосилом зафиксировано повышение адгезии в 6,5 раз. Структурные исследования зоны разрушения композитного материала показывают, что разрушение у образца, модифицированного Хемосилом, носит когезионный характер. Это свидетельствует о значительном повышении межфазного взаимодействия между слоями высокомодульного материала.
This paper presents the results of a study of the effect of pre-surface treatment of high-modulus glass fibers on the adhesive strength with a rubber matrix. To increase the adhesive bond, two methods of fiberglass treatment were used: treatment with a solution of rubber mixture in toluene and treatment with Chemosil binder. Studies of the physico-mechanical and tribological properties of elastomeric composites were carried out using standard methods. It has been established that the maximum increase in strength and hardness is observed in a sample pre-modified with Chemosil. It was revealed that the wear resistance of the glass-reinforced composite with modification is characterized by an increase in comparison with the original elastomeric matrix. This is due to the fact that the fiberglass fabric separates during wear by increasing the adhesive bonding. Structural studies using scanning electron microscopy showed that surface modification by two methods leads to dense packing in the interfacial zone between the glass fabric and the elastomer matrix, while in the unmodified sample it has a discontinuous character. The results of the study of adhesive strength indicate that the pre-treated composite elastomers are characterized by an increased value of adhesive strength. At the same time, the adhesive strength of the sample modified with a solution of the rubber compound in toluene increases 1.5 times compared to the material without treatment. In the case of glass fiber modification with Chemosil, an increase in adhesive strength by 6.5 times was recorded. Structural studies of the destruction zone of the composite material show that the destruction of the sample modified with Chemosil is of a cohesive nature. This indicates a significant increase in the interfacial interaction between the layers of high-modulus material.