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-3СКИ-3 с белкозином, обр.15СКИ-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, МПаУсловная прочность рез. смеси при растяжении, МПаОтносительное удлинение, %Подвулканизация при 120оС,мин t5Вулканизационные хар-ки по Монсанто при 143оС, Ммин----------------------------,ts, мин----------------------------,Ммакс----------------------------,t90, мин---------------------,Ммакс-МминУсловное напряжение при 300% удлинения вулканизатов, МПа Условная прочность при растяжении, МПаОтносительное 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 | Фракция 1 | 18 | 18 | 1:1 |
| Фракция 2 | 13 | 30 | 1:2 | |
| Фракция 3 | 10 | 25 | 1:2 | |
| Бактериородопсин из Hal.halobium | 75 | 25 | 3:1 | |
| Натуральный каучук RSS | 1 | 0,05 | 100:5 | |
Основным компонентом липидов из дрожжевых фракций является лецитин, основным компонентом липидов в препарате бактериородопсина – фосфатидилглицерофосфат.
Проведенные во ВНИИСК предварительные исследования показали перспективность таких комбинаций, хотя сам метод их синтеза нуждается в доработке. На основе промышленных продуктов биотехнологического производства : белков (белкозин, гаприн) и фосфолипидов (лецитин, кефалин , микрофобный жир) синтезирован ряд аддуктов и проведено их испытание в качестве модификаторов каучука . Гидрофобизированные белки могут быть использованы на стадии дезактивации « живого » полимеризата СКИ – 3. Показано, что введение комбинации белкозин + микрофобный жир и малеиновый ангидрид в каучук, обеспечивает лучшую когезионную прочность и условное напряжение при 300%-ом удлинении нежели, чем введение в каучук, модифицированный сульфидом натрия, однако при этом значительно снижается пластичность каучука после старения.
Методика введения добавок в СКИ – 3 .
Предложено проводить модификацию СКИ – 3 методом обращенных мицелл с использованием фосфолипидов, пренолфосфатов и гидрофобных белков. С целью отработки методики введения и изучения роли отдельных компонентов латекса НК некаучуковой природы в формировании комплекса нужных свойств была принята тактика проведения модельных опытов со строго стандартивированным составом и природой добавок.
В качестве липидных компонентов были выбраны лецитин из яйца и микробные лецитины (ВНИИсинтезбелок).
В качестве белковых модификаторов были опробованы липидно-белковые фракции микробного происхождения (таблица 3.2.1.).
Был приготовлен ряд образцов СКИ – 3 модифицированных и липидами и белками, в соотношении белок: липид 1:1, 1:2, 3:1, 9:1, на базе липидов из промышленных дрожжей и белков микробиологического и животного происхождения
Указанные препараты были введены в СКИ – 3 в разных соотношениях методом обращенных мицелл.
Методика приготовления образцов.
К 10 % раствору СКИ – 3 в ССl4 добавляют водно-органический раствор модификатора (до 10% объемных), встряхивают. К полученной гомогенной смеси добавляют воду ( 40 – 50оС ) в отношении 1:1 по объему и при энергичном перемешивании удаляют в вакууме растворители (температура в бане не выше 40оС). Отделившийся каучук высушивают в вакууме менее 1 мм. рт. ст., периодически измельчая до постоянного веса при 20 – 30оС и передают на испытания.
Испытания свидетельствуют (таблица 3.2.2.), что лучшие результаты показали образцы, модифицированные смесью кератина и микрофобного лецитина в количестве 1 по весу и содержанием кератина и лецитина в соотношении 9:1.
Препараты микробиологического происхождения (из промышленных дрожжей) дали более низкие показатели, что говорит о необходимости более серьезного фракционирования белков микробного происхождения с целью снижения содержания веществ, клеточной стенки и липидов в препаратах, и проведения затем более подробных исследований.
Подводя итоги этой части работы можно предположительно утверждать, что модификация СКИ – 3 липидами и белками дает положительный эффект при соотношении гидрофобный белок-липид близком к таковому в натуральном каучуке, и при введении около 1% модифицирующей добавки.
В лабораторных условиях ВНИИСК, были также созданы, модифицированные СПИ синтетическими аналогами белковых фрагментов, то есть соединениями, моделирующими белок, т.е. имеющими функциональные группы СООН- и NH2-. (серия образцов ВП – 1 ) и биологическими соединениями ( серия образцов ВПБ ).