Ярославль, Ярославская область, Россия
с 01.01.1974 по настоящее время
Ярославль, Ярославская область, Россия
Ярославль, Ярославская область, Россия
УДК 66.092-977 Термическое разложение. Термический крекинг. Пиролиз
В настоящей работе представлено комплексное исследование возможности и эффективности использования твердого углеродного остатка (пиролизата), полученного в процессе низкотемпературного пиролиза изношенных автомобильных шин, в качестве функционального наполнителя в рецептурах резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильных каучуков (БНК) марок БНКС-18АМН и БНКС-28АМН. Актуальность работы обусловлена необходимостью решения экологической проблемы утилизации полимерных отходов и поиска экономически эффективных альтернатив традиционным маркам технического углерода, производимым из ископаемого сырья. В ходе исследования изучены физико-химические характеристики пиролизного углерода, включая его дисперсность и поверхностную активность. С применением методов виброреометрии (MDR-2000), равновесного набухания и физико-механических испытаний проведен сравнительный анализ кинетики вулканизации и свойств вулканизатов, содержащих пиролизат, по сравнению с эталонными смесями, наполненными техническим углеродом П 803, каолином и мелом. Установлено, что пиролизат, обладая специфической химией поверхности и высоким содержанием зольной фракции (включая оксид цинка и сульфиды), оказывает существенное влияние на индукционный период и скорость вулканизации, выступая не только как наполнитель, но и как вторичный активатор процесса сшивания. Показано, что при условии оптимизации дисперсности и корректировки вулканизующей группы возможна эффективная замена малоактивных наполнителей и частичная замена полуактивного техуглерода без критического снижения эксплуатационных характеристик резин, что открывает перспективы для создания ресурсосберегающих технологий в производстве резинотехнических изделий.
пигмент, оксид железа, отход, пигментные свойства
1. Азиханов С.С., Петров И.Я., Ушаков К.Ю., Горина В.З., Богомолов А.Р. Пиролиз резиновой крошки, полученной из крупногабаритных шин грузового автотранспорта. ЖПХ, 2022, 95(6),787-802. DOI:https://doi.org/10.31857/S0044461822060123. EDN: https://elibrary.ru/DLJNYD
2. Захарян Е.М., Максимов А.Л. Пиролиз полиамидсодержащих материалов. Особенности процесса и состав продуктов реакции (обзор). ЖПХ, 2022, 95(7), 811-844. DOI:https://doi.org/10.31857/S0044461822070015. EDN: https://elibrary.ru/DLPCBE
3. Захарян Е.М., Максимов А.Л. Пиролиз шин. Особенности процесса и состав продуктов реакции (обзор). ЖПХ, 2021, 94(10-11), 1226-1264. DOI:https://doi.org/10.31857/S0044461821100017. EDN: https://elibrary.ru/DWTEIP
4. Banala D., Sabri Y., Roy Choudhury N., Parthasarathy R. Sustainable Valorisation of End of Life Tyres Through Pyrolysis Derived Recovered Carbon Black in Polymer Composites. Polymers, 2025, 17(20), 2771. DOI:https://doi.org/10.3390/polym17202771. EDN: https://elibrary.ru/XPHDTZ
5. Bridgestone Corporation, Michelin Group. Bridgestone and Michelin Publish recovered carbon black (rCB) joint technical white paper, 2023.
6. Бухаркина Т.В., Вержичинская С.В., Тарханова И.Г., Коновалов А.В. Переработка твердого остатка пиролиза автомобильных шин. Известия ТПУ. Инжиниринг георесурсов, 2023, 334(8), 79-90. DOI:https://doi.org/10.18799/24131830/2023/8/4017. EDN: https://elibrary.ru/WZHTHN
7. Silva C.M., Maganinho C., Mendes A., Rocha J., Portugal I., Silva C.M., Recovered carbon black: A comprehensive review of activation, demineralization, and incorporation in rubber matrices. Carbon Resour. Convers., 2026, 9(1), 100334. DOI:https://doi.org/10.1016/j.crcon.2025.100334. EDN: https://elibrary.ru/FOBYZE
8. Кошелев М.М., Ульянов В.В., Харчук С.Е. Исследования фракционного состава жидких продуктов пиролиза твёрдых органических отходов в жидком свинце. Теорет. основы хим. технологии, 2021, 55(4), 489-495. DOI:https://doi.org/10.31857/S004035712103009X. EDN: https://elibrary.ru/MUPPPE
9. Bogdahn S., Koch E., Katrakova Krüger D., Malek C. Application of recovered Carbon Black (rCB) by Waste Tire Pyrolysis as an Alternative Filler in Elastomer Products. Adv. Mat. Sustain. Manuf., 2025, 2(2), 10008. DOI:https://doi.org/10.70322/amsm.2025.10008. EDN: https://elibrary.ru/RPGGIJ
10. Jovičić M., Bera O., Stojanov S., Pavličević J., Govedarica D., Bobinac I., Hollo B.B. Effects of recycled carbon black generated from waste rubber on the curing process and properties of new natural rubber composites. Polym. Bull., 2023, 80(5), 5047-5069. DOI:https://doi.org/10.1007/s00289-022-04307-x. EDN: https://elibrary.ru/SMWASH
11. Labaj I., Vršková J., Kopal I., Dubec A., Ondrušová D. Innovative Carbon Black Replacement in Rubber Compound: Impact of Pyrolytic Carbon Black and Energy-Gypsum By-Products on Vulcanization and Properties. Polymers, 2025, 17(22), 3080. DOI:https://doi.org/10.3390/polym17223080. EDN: https://elibrary.ru/DXVADE
12. Кольцов Н.И., Косьянов П.М. Исследование свойств резины на основе бутадиен-нитрильного и галоидных каучуков. Бутлеровские сообщения, 2023, 74(4), 77-80. DOI:https://doi.org/10.37952/ROI-jbc-01/23-74-4-77. EDN: https://elibrary.ru/WGBWQC
13. Хорошавина Ю.В., Забелина А.Н., Глушак М.И., Рамш А.С., Курлянд С.К. Исследование методом диэлектрической спектроскопии модификации кластерных структур бутадиен нитрильных каучуков и их вулканизатов. Журнал физической химии, 2021, 95(12), 1876-1881. DOI:https://doi.org/10.31857/S0044453721120116. EDN: https://elibrary.ru/OMEERO
14. Черезова Е.Н., Галиханов М.Ф., Карасева Ю.С., Накып А.М. Влияние состава резин, наполненных карбокисметилцеллюлозой, на их свойства. ЖПХ, 2023, 96(4), 391-396. DOI:https://doi.org/10.31857/S0044461823040096. EDN: https://elibrary.ru/OFYVZU
15. Трусов К.И., Осипёнок Е.М., Юсевич А.И. Влияние термической обработки тяжёлой смолы пиролиза на выход и качество нафталина. ЖПХ, 2022, 95(5), 646-655. DOI:https://doi.org/10.31857/S0044461822050115. EDN: https://elibrary.ru/DJJOMV
16. ГОСТ 7885-86. Углерод технический для производства резины. Технические условия. – Введ. 1987 01 01. – М.: Стандартинформ, 2007.
17. Соловьев М.Е., Каблов В.Ф., Балдаев С.Л., Федорова М.О. Моделирование кинетики термодеструкции резин при пиролизе резиновых отходов. От химии к технологии шаг за шагом, 2023, 4(1), 70-85. DOI:https://doi.org/10.52957/27821900_2023_01_70. EDN: https://elibrary.ru/GPNCZG
18. Шадринов Н.В., Халдеева А.Р., Федоров А.Л., Кондаков М.Н., Соколова М.Д. Влияние вулканизующей системы на структуру и свойства полимерэластомерных композитных материалов. Высокомол. соединения. Сер. А, 2023, 65(5), 374-383. DOI:https://doi.org/10.31857/S2308112023600096. EDN: https://elibrary.ru/DDBUZC
19. ГОСТ Р 54547-2011. Смеси резиновые. Определение вулканизационных характеристик с использованием безроторных реометров. – Введ. 2013-07-01. – М.: Стандартинформ, 2012.
20. El Zayat M.M., Yousif N.M., El Basheer T.M., Mounir R. Synergistic influence of carbon black and montmorillonite nano clay on mechanical, electrical, and acoustic properties of nitrile butadiene rubber nanocomposites via gamma radiation. Radiochim. Acta, 2025, 113(9), 725-737. DOI:https://doi.org/10.1515/ract-2024-0367. EDN: https://elibrary.ru/ICDTLG
21. Yu S., Tang Z., Wang D., Wu S., Chen F., Guo B., Zhang L. Reviving recovered carbon black as a reinforcement for natural rubber by utilizing acylhydrazine functionalized polysulfide as an intelligent interfacial modifier. Polym. Chem., 2025, 16, 1949-1960. DOI:https://doi.org/10.1039/D5PY00111K. EDN: https://elibrary.ru/QVMMXC
22. ГОСТ 270-75. Резина. Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении. – Введ. 1977 01 01. – М. : ИПК Издательство стандартов, 2002.
23. ГОСТ 263-75. Резина. Метод определения твердости по Шору А. – Введ. 1977-01-01. – М.: Издательство стандартов, 1989.
24. ГОСТ 9.030-74. Единая система защиты от коррозии и старения. Резины. Методы испытаний на стойкость в ненапряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред. – Введ. 1975-07-01. – М.: Издательство стандартов, 1975.
25. Соловьев М.Е., Соловьев Е.М. Патент РФ 2608893, 2017.
26. Соловьев М.Е., Андропов В.А., Соловьев Е.М. Патент РФ 166453 B29B 17/00, 2016.
27. Соловьев М.Е. Соловьев Е.М., Николаев С.В., Дуросов С.М. Патент РФ 2592905 B02C 4/02, 2016.
