15. В.Г. Никольский, А.А. Берлин, Т.В. Дударева. Порошковые эластомеры, получаемые измельчением...

14 февраля 2023 года состоялось 15-е заседание общероссийского междисциплинарного научного семинара "Реология, вязкоупругость, ползучесть, пластичность и разрушение: эффекты, материалы, испытания, модели, анализ, технологии". Доклад "Порошковые эластомерные материалы, получаемые методом высокотемпературного сдвигового измельчения (соизмельчения): структура, реология, промышленное применение" сделали Т.В. Дударева, с.н.с. лаб. физико-химии высокодисперсных материалов ФИЦ ХФ РАН, В.Г. Никольский, к.ф.-м.н., заведующий лабораторией физико-химии высокодисперсных материалов ФИЦ химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, А.А. Берлин, д.х.н., академик РАН, научный руководитель ФИЦ ХФ РАН, И.А. Красоткина, с.н.с. лаб. физико-химии высокодисперсных материалов ФИЦ ХФ РАН Аннотация Методом высокотемпературного сдвигового измельчения (ВСИ) при оптимально высоких значениях давления, температуры и напряжения сдвига можно перерабатывать синтетические и природные полимеры, композиты и их отходы. Для реализации процесса разработаны отечественные специализированные промышленные установки – роторные диспергаторы. При переработке резиновой крошки (РК) изношенных шин, или ее соизмельчении с блок-сополимерами стирол-бутадиен-стирола, получают порошковые эластомерные модификаторы (ПЭМ), предназначенные для модификации битума и асфальтобетона. Проведены сравнительные структурные и реологические исследования ПЭМ и РК, получаемой другими методами переработки изношенных шин, исследован механизм взаимодействия ПЭМ и РК с горячим битумом (при 140-180С в течение 1-40 мин), структура и реология битумных вяжущих. Показано, что в роторном диспергаторе в условиях множественного разрушения уплотненного материала при температуре, близкой к температуре девулканизации резины, наряду с уменьшением размера перерабатываемого материала, происходит дискретная девулканизация и формируется структура частиц ПЭМ, которую можно охарактеризовать, как самоподобную. В частицах ПЭМ присутствует большое количество пор и пустот, структура частиц напоминает по виду «цветную капусту» и состоит из микроблоков средним размером 5 ÷ 50 мкм. При взаимодействии с горячим битумом происходит быстрый распад частиц с образованием микро- и нано-фрагментов, которые сохраняют способность к дальнейшему распаду и признаки самоподобия, по крайней мере до размеров порядка 200 нм. Предложен механизм модификации битума с образованием пространственной физико-химической сети из нано- и микрофрагментов частиц модификатора, разрушенных в горячем битуме, что подтверждается результатами реологических испытаний в широком температурном диапазоне. ПЭМ, получаемые методом ВСИ, включены в Классификатор строительных ресурсов Минстроя РФ и в Реестр новых и наилучших технологий и материалов повторного применения Минтранса РФ. • Nikol’skii, V.; Dudareva, T.; Krasotkina, I.; Gordeeva, I.; Vetcher, A.A.; Botin, A. Ultra-dispersed powders produced by high-temperature shear-induced grinding of worn-out tire and products of their interaction with hot bitumen. Polymers 2022, 14, 3627. DOI:10.3390/polym14173627 • Nikol’skii, V.; Dudareva, T.; Krasotkina, I.; Gordeeva, I.; Gorbatova, V.; Vetcher, A.A.; Botin, A. Mechanism of multi-stage degradation in hot bitumen of micronized elastomeric powder modifiers from worn-out tire’s rubber. Polymers 2022, 14, Issue 19, pp. 4112. DOI:10.3390/polym14194112 https://www.mdpi.com/2073-4360/14/19/4112 • A. A. Berlin; V. G. Nikolskiy; I. A. Krasotkina; T. V. Dudareva; A. V. Sorokin; V. A. Lobachev; S. I. Dubina; M. Yu. Sinkevich. Problems of effectiveness evaluation of modifiers introduced into asphalt concrete mixtures according to «Russian dry process». Polymer Science, Series D, 2021, Vol. 14, No. 3, pp. 421–426 DOI: 10.1134/S1995421221030035 • Berlin A.A., Dudareva T.V., Krasotkina I.A., Nikol'skii V.G. Tire-rubber-waste recycling and active powder of discretely devulcanized rubber. Polymer Science, Series D. 2018. Т. 11. № 3. С. 323-329. DOI: 10.1134/S1995421218030024 • S.I. Dubina, A.V. Sorokin, V.A. Lobachev, R.М. Dzhafarov, V.A. Kudryavtsev, L.V. Bezshtanko, V.G. Nikol'skii, I.A. Krasotkina, T.V. Dudareva. Composite Rubber-Polymer Binder in the Design and Construction of Amur Bridge. Lecture Notes in Civil Engineering, vol.141, pp.119-128, 2021 DOI: 10.1007/978-3-030-67654-4_14 • Сорокин А.В., Лобачев В.А., Никольский В.Г., Красоткина И.А., Дударева Т.В. способ получения высокодисперсного полимерного материала и устройство для его осуществления. Патент на изобретение RU 2612637, 09.03.2017. Заявка № 2015131481 от 29.07.2015.