с 01.01.1974 по настоящее время
Ярославль, Ярославская область, Россия
Волгоград, Волгоградская область, Россия
Ярославль, Ярославская область, Россия
Ярославль, Ярославская область, Россия
Волжский, Волгоградская область, Россия
УДК 544.3 Химическая термодинамика
Бутадиен-нитрильные каучуки (БНК) относятся к эластомерам специального назначения и отличаются повышенной стойкостью к алифатическим углеводородным растворителям, маслам, топливу. В зависимости от соотношения мономеров в бутадиен-нитрильных сополимерах совместимость их с различными типами растворителей и пластификаторов существенно изменяется. Кроме того, промышленностью выпускаются БНК с функциональными группами: карбоксильными, гидроксильными, а также гидрированные БНК. Целью настоящей работы явился расчет параметров растворимости сополимеров БНК различного состава, гидрированных БНК и каучуков с гидроксильными и карбоксильными группами. На основании обработки справочных данных по энтальпиям испарения и мольному объему органических соединений из классов алифатических и ароматических углеводородов, нитрилов, кислот, спиртов и эфиров вычислены инкременты функциональных групп, присутствующих в целевых сополимерах, и константы молекулярного притяжения Смолла. Полученные инкременты использованы для расчета трехмерных параметров растворимости сополимеров, а также зависимостей изменения свободной энергии Гиббса при смешении от объемной доли растворителя для двух типов растворителей.
бутадиен-нитрильные каучуки, параметры растворимости, метод аддитивно-групповых вкладов
1. Kligender R.C. Handbook of Specialty Elastomers. Boca Raton: CRC Press, 2019. 576 p.
2. Кошелев Ф.Ф., Корнев А.Е., Буканов А.М. Общая технология резины. 4-е изд., пер. и доп. М.: Химия, 1978. 528 с.
3. Mandal U.K. Ionic elastomer based on carboxylated nitrile rubber: infrared spectral analysis // Polymer International. 2000. Vol. 49, no. 12. P. 1653–1657. DOI: doi.org/10.1002/1097-0126(200012)49:12<1653::AID-PI586>3.0.CO;2-U.
4. Prochon M., Przepiorkowska A., Zaborski M. Keratin as a filler for carboxylated acrylonitrile-butadiene rubber XNBR // Journal of Applied Polymer Science. 2007. Vol. 106, no. 6. P. 3674–3687. DOI:https://doi.org/10.1002/app.26324.
5. Wang J., Jia H. Tang Y., Ji D., Sun Y., Gong X., Ding L. Enhancements of the mechanical properties and thermal conductivity of carboxylated acrylonitrile butadiene rubber with the addition of graphene oxide // Journal of Material Science. 2013. Vol. 48. P. 1571–1577. DOI:https://doi.org/10.1007/s10853-012-6913-1.
6. Laskowska A., Zaborski M., Boiteux G., Gain O., Marzec A., Maniukiewicz W. Ionic elastomers based on carboxylated nitrile rubber (XNBR) and magnesium aluminum layered double hydroxide (hydrotalcite) // eXPRESS Polymer Letters. 2014. Vol. 8. P. 374–386. DOI:https://doi.org/10.3144/expresspolymlett.2014.42.
7. Gaca M., Zaborski M. The properties of elastomers obtained with the use of carboxylated acrylonitrile-butadiene rubber and new crosslinking substances // Polimery. 2016. Vol. 61, № 1. P. 31-38. DOI:https://doi.org/10.14314/polimery.2016.031.
8. Tripathi G., Srivastava D. Study on the Effect of Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile (CTBN) Copolymer Concentration on the Decomposition Kinetics Parameters of Blends of Glycidyl Epoxy and Non-Glycidyl Epoxy Resin // International Journal of Organic Chemistry. 2011. Vol. 1. P. 105-112. DOI:https://doi.org/10.4236/ijoc.2011.13016.
9. Brzić S.J., Jelisavac L.N., Galović J.R., Simić D.M., Petković J.L. Viscoelastic properties of hydroxyl-terminated poly(butadiene)-based composite rocket propellants // Chemical Industry. 2014. Vol. 68, no. 4. P. 435 443. DOI:https://doi.org/10.2298/HEMIND130426067B.
10. Brzić S., Ušćumlić G., Milojković A., Rodić V., Bogosavljević M. Viscoelastic Properties of Carboxyl-Terminated (Butadiene-co-Acrylonitrile)-Based Composite Rocket Propellant Containing Tris(2,3-Epoxypropyl) Isocyanurate as Bonding Agent // Scientific Technical Review. 2015. Vol. 65, no. 4. P. 28-36. DOI:https://doi.org/10.5937/STR1504028B.
11. Brzić S.J., Ušćumlić G.S., Dimić M.V., Tomić M., Rodić V.Ž., Fidanovski B.Z. Viscoelastic behaviour of carboxyl-terminated (butadiene-co-acrylonitrile)-based composite propellant binder containing polyglycidyl-type bonding agent // Chemical Industry. 2016. Vol. 70, no. 5. P. 547–556. DOI:https://doi.org/10.2298/HEMIND150918062B.
12. Ai C., Li J., Gong G., Zhao X., Liu P. Preparation of hydrogenated nitrile-butadiene rubber (H-NBR) with controllable molecular weight with heterogeneous catalytic hydrogenation after degradation via olefin cross metathesis // Reactive and Functional Polymers. 2018. Vol. 129. P. 53-57. DOI: doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2017.12.016.
13. Yun J., Zolfaghari A., Sane S. Study of hydrogen sulfide effect on acrylonitrile butadiene rubber/hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber for sealing application in oil and gas industry // Journal of Applied Polymer Science. 2022. Vol. 139, no. 30. e52695. DOI: doi.org/10.1002/app.52695.
14. Van Krevelen D.W., Nijenhuis K.Te. Properties of polymers. Their correlation with chemical structure; their numerical estimation and prediction from additive group contributions. Amsterdam: Elsevier, 2009. 1004 p.
15. Баскин И.И., Маджидов Т.И., Варнек А.А. Введение в хемоинформатику. Ч. 3. Моделирование "струк-тура - свойство". Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2015. 304 с.
16. Соловьёв М.Е., Дмитриев К.Е. Компьютерное моделирование в химии. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2021. 256 с.
17. Батов Д.В. Анализ, систематизация и прогнозирование термодинамических характеристик органических соединений и их растворов на основе аддитивно-группового метода // От химии к технологии шаг за шагом. 2021. Т. 2, № 2. С. 8-59. DOI:https://doi.org/10.52957/27821900_2021_02_8. URL: http://chemintech.ru/index.php/tor/2021-2-2
18. Ильин А.А. Сизов Е.А. Соловьев М.Е., Могилевич М.М. Инкременты энтальпий испарения органи-ческих соединений // Журнал общей химии. 2000. Т. 70, № 7. С. 1088-1091.
19. Королев Г.В., Ильин А.А., Могилевич М.М., Чебунин Р.В., Соловьев М.Е. Особенности межмолекулярных взаимодействий в органических соединениях с аномально низкими температурами кипения // Журнал общей химии. 2003. Т. 73, № 3. С. 360-366.
20. Ильин А.А., Соловьев М.Е., Могилевич М.М., Семейкин И.Н., Королев Г.В. Моделирование ассоциативных структур фторалкилметакрилатов // Высокомолекулярные соединения. Сер. Б. 2002. Т. 44, № 4. С. 693-696.
21. Лебедев Ю.А., Мирошниченко Е.А. Термохимия парообразования органических веществ, теплоты испарения, сублимации и давление насыщенного пара. М.: Наука, 1981. 291 с.
22. Mackay D., Shiu W.Y., Ma K.-C., Lee S. C. Handbook of Physical-Chemical Properties and Environmental Fate for Organic Chemicals. Second Ed. Volumes I, III, IV. Boca Raton: CRC Press, 2006.
23. NIST Chemistry WebBook. NIST Standard Reference Database Number 69. URL: https://webbook.nist.gov/chemistry/ Last update to data: 2022. DOI: https://doi.org/10.18434/T4D303.
24. Соловьев М.Е. Экспериментально-статистические методы в химико-технологических исследованиях с использованием программных средств Open Source. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2012. 263 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=45667592
25. Small P.A. Some factors affecting the solubility of polymers // Journal of Applied Chemistry. 1953. Vol. 3, no. 2. P. 71-80. doi.org/10.1002/jctb.5010030205.
26. Fedors R.F. A method for estimating both the solubility parameters and molar volumes of liquids // Polymer Engineering and Science. 1974. Vol. 14, no. 2. P. 147-154. DOI: doi.org/10.1002/pen.760140211.
27. Дмитриев К.Е., Соловьев М.Е. Прогнозирование термодинамических свойств жирных кислот и их эфиров методом аддитивно-групповых вкладов // Математика и естественные науки. Теория и практика: межвузовский сборник научных трудов. Вып. 17. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2022. С. 136-142.
28. Solov’ev M.E., Raukhvarger A.B., Irzhak V.I. Simulation of local dynamics of intermolecular interactions in nitrile-butadiene copolymers with carboxyl and hydroxyl groups // Polymer Science. Series A. 2021. Vol. 63, no. 4. P. 435-443. DOI:https://doi.org/10.1134/S0965545X21040076.
29. Flory P.J. Principles of Polymer Chemistry. NY, Ithaca: Cornell University Press, 1953. 672 p.
