Inventory number IRN Number of state registration
0323РК01859 AP14871403-KC-23 0122РК00712
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 31268520.07 AP14871403
Name of work
Разработка технологии производства резиновых смесей с заданными характеристиками
Type of work Source of funding Report authors
Applied Наурызбаев Михаил Касымович
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский национальный университет имени аль-Фараби"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КазНУ им. аль-Фараби"
Abstract

Объектом исследования являются шунгитовые породы месторождения «Бакырчик» Восточно-Казахстанской области и их применение в производстве резиновых смесей специального назначения на основе различных типов каучуков.

Зерттеу нысаны Шығыс Қазақстан облысының "Бақыршық" кен орнының шунгитті жыныстары және оларды әртүрлі каучуктер негізінде арнайы мақсаттағы резеңке қоспалар өндірісінде қолдану болып табылады.

Разработка рецептур резиновых смесей с использованием усиливающего наполнителя – шунгита для производства специальных резинотехнических изделий.

Арнайы резеңке техникалық бұйымдарды өндіру үшін күшейткіш толтырғыш – шунгитті пайдалана отырып, резеңке қоспалардың рецептураларын әзірлеу.

В ходе выполнения проекта для достижения поставленных целей и решения проблем использованы научный и инженерный методы. С помощью экспериментального и инженерного методов за основу было принято процентное содержание шунгитова и технического углерода относительно каучука в рецептуре резиновых смесей, равное 50 % масс. Приготовление, смешение и вулканизация резиновых смесей (ГОСТ ISO 2393) осуществлялось на вальцах подогревательных 630 315/315 в ходе одностадийного смешения. Все серии вулканизаций резиновых смесей проводили в пресс-форме, изготовленной из высококачественной стали на вулканизационном прессе 100-400 2Э, который находится на научно-технической базе ТОО «AIM Lab». Подготовка образцов для испытаний проводилась на вырубном прессе, образцы в виде двухсторонних лопаток в соответствии со стандартом ISO 37-2020. Упругопрочностные свойства образцов определяли при растяжении согласно стандарту ГОСТ 270/ISO 37. Твердость образцов по Шору А определяли согласно стандарту ГОСТ 263/ISO 7619. Температура стеклования образцов определяли согласно стандарту ГОСТ 7912/ISO 812. Изменение массы и объема образца определяли после воздействия жидких агрессивных сред согласно стандарту ГОСТ 9.030 Метод А. Все исследования проведены на современном поверенном оборудовании.

Жобаны орындау барысында қойылған мақсаттарға қол жеткізу және проблемаларды шешу үшін ғылыми және инженерлік әдістер пайдаланылды. Эксперименттік және инженерлік әдістердің көмегімен шунгитпен техникалық көміртектің резеңке қоспалар формуласындағы резеңкеге қатысты 50%-на тең негіз ретінде қабылданды. Резеңке қоспаларды дайындау, араластыру және вулканизациялау (МЕМСТ ISO 2393) бір сатылы араластыру барысында 630 315/315 қыздыру біліктерінде жүзеге асырылды. Резеңке қоспаларды вулканизациялаудың барлық сериялары "AIM Lab" ЖШС ғылыми-техникалық базасында орналасқан 100-400 2Э вулканизациялық престе жоғары сапалы болаттан жасалған қалыпта жүргізілді. Сынақтар үшін үлгілерді дайындау ISO 37-2020 стандартына сәйкес екі жақты қалақ түріндегі үлгілерді кесу баспағында жүргізілді. Үлгілердің серпімділік қасиеттері МЕМСТ 270/ISO 37 стандартына сәйкес созылған кезде анықталды. А Шорындағы үлгілердің қаттылығы МЕМСТ 263/ISO 7619 стандартына сәйкес анықталды. Үлгілердің әйнектену температурасы МЕМСТ 7912/ISO 812 стандартына сәйкес анықталды. Үлгінің массасы мен көлемінің өзгеруі МЕМСТ 9.030 А әдісі стандартына сәйкес сұйық агрессивті орталардың әсерінен кейін анықталды. Барлық зерттеулер заманауи сенім білдірілген жабдықта жүргізілді.

Морфология наполнителей изучена методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). ТУ состоит из сферических частиц диаметром от 147 нм до 295 нм. А размеры частиц ШН достигает размеров до 20 мкм. Изучены время и температура вулканизации резиновых смесей с ШН и ТУ. У резиновых смесей на основе СКМС, СКИ, СКД и БНКС в диапазоне 160-170℃ происходит неполная вулканизация, а в диапазоне 175-180℃ происходит спекание резиновой смеси. У резиновых смесей на основе СКЭПТ в диапазоне 170-180℃ происходит неполная вулканизация, а в диапазоне 185-190℃ происходит спекание резиновой смеси. Оптимальные параметры вулканизации смесей с ШН: 8-20 минут, температура 170-175℃; при использовании ТУ: 12-25 минут, температура 170-175℃. Температура вулканизации выбирается с учетом природы каучука, а также состава вулканизующей системы и может составлять в производственных условиях больше, чем в стандартных условиях. Определены основные физико-механические показатели резиновых смесей на стандартных образцах: Определены максимальные значения следующих показателей резиновых смесей: • относительное удлинение СКИ+ШН – 2390%; • прочность при разрыве СКИ+ШН – 13,6 МПа; • твердость по Шору А БНКС+ТУ – 78 ед.; • изменение массы (изооктан-толуол) СКЭПТ+ШН – 331%; • температура стеклования СКД+ТУ – минус 82℃.

Толтырғыштардың морфологиясы сканерлеуші электронды микроскопия (СЭМ) әдісімен зерттелген. ТУ диаметрі 147 нм-ден 295 нм-ге дейінгі сфералық бөлшектерден тұрады. Ал ШН бөлшектерінің өлшемдері 20 мкм-ге дейін жетеді. ШН және ТУ толтырғыштары бар резеңке қоспалардың Вулканизация уақыты мен температурасы зерттелді). СКМС, СКИ, СКД және БНКС негізіндегі резеңке қоспалар 160-170℃ диапазонында толық емес вулканизация, ал 175-180℃ диапазонында резеңке қоспасы қақтанады. 170-180℃ диапазонында СКЭПТ негізіндегі резеңке қоспаларда толық емес вулканизация, ал 185-190℃ диапазонында резеңке қоспасы қақтанады. ШН бар қоспаларды вулканизациялаудың оңтайлы параметрлері: 8-20 минут, температура 170-175℃; ТУ пайдаланған кезде: 12-25 минут, температура 170-175℃. Вулканизация температурасы резеңкенің табиғатын, сондай-ақ вулканизация жүйесінің құрамын ескере отырып таңдалады және өндіріс жағдайында стандартты жағдайларға қарағанда көбірек болуы мүмкін. Шарттың күнтізбелік жоспарына сәйкес стандартты үлгілердегі резеңке қоспалардың негізгі физикалық-механикалық көрсеткіштері анықталды: Резеңке қоспаларының келесі көрсеткіштерінің максималды мәндері анықталды: • салыстырмалы ұзарту СКИ+ШН – 2390 %; • үзілу кезіндегі беріктік СКИ+ШН – 13,6 МПа; • Шор бойынша қаттылық А БНКС+ТУ – 78 бірлік.; • массаның өзгеруі (изооктан-толуол) СКЭПТ+ШН-331%; • әйнектену температурасы СКД+ТУ – минус 82℃.

Потребление и стоимость РТИ за последние годы закономерно растет. Однако предприятия страны испытывают дефицит некоторых разновидностей РТИ в связи с отсутствием производства резиновых смесей. По совокупности различных причин доля импорта резиновых смесей составляет 100%. Повышение эффективности использования отходов ГМК Казахстана (шунгиты) – важнейшая стратегическая задача. Шунгиты в Казахстане имеюся в достаточных количествах для промышленного использования. Выполнение данного проекта позволит в практическом направлении: * увеличить сырьевую базу для получения РТИ путем переработки углерод-минеральных отходов; * снизить себестоимость на 15-20% и расширить количество отечественных полимерных композитов; * расширить арсенал наполнителей для эластомеров; * расширить виды основных групп резин различного назначения; * организовать испытательную лабораторию резинотехнических изделий; * дать рекомендации для дальнейшей коммерциализации проекта. В научном направлении позволит: * развить область полимерных и композиционных материалов с использованием шунгита; * разработать принципиально новые технологии для отечественной научной сферы; * дать рекомендации по разработке учебных курсов для высших учебных заведений РК.

РТБ тұтынуы мен құны соңғы жылдары табиғи түрде өсуде. Алайда, елдегі кәсіпорындар резеңке қоспалар өндірісінің болмауына байланысты РТБ-ның кейбір түрлерінде тапшылыққа ұшырайды. Әр түрлі себептердің жиынтығы бойынша резеңке қоспалар импортының үлесі 100% құрайды. Қазақстанның ТМК қалдықтарын (шунгиттер) пайдалану тиімділігін арттыру – аса маңызды стратегиялық міндет. Қазақстанда шунгиттер өнеркәсіптік пайдалану үшін жеткілікті мөлшерде бар. Бұл жобаны орындау практикалық бағытта мүмкіндік береді: * көміртек-минералды қалдықтарды қайта өңдеу арқылы РТБ алу үшін шикізат базасын ұлғайту; * өзіндік құнын 15-20% төмендету және отандық полимерлі Композиттердің санын кеңейту; * эластомер толтырғыштарының арсеналын кеңейтіңіз; * әр түрлі мақсаттағы резеңкелердің негізгі топтарының түрлерін кеңейту; * резеңке техникалық бұйымдардың сынақ зертханасын ұйымдастыру; * жобаны одан әрі коммерцияландыру үшін ұсыныстар беріңіз. Ғылыми бағытта: * шунгитті қолдану арқылы полимерлі және композициялық материалдар аймағын дамыту; * отандық ғылыми сала үшін түбегейлі жаңа технологияларды әзірлеу; * ҚР жоғары оқу орындары үшін оқу курстарын әзірлеу бойынша ұсыныстар беру.

Не внедрено

Енгізілмеген

Предлагаемая авторами работа имеет большую значимость как в национальном, так и в международном масштабах. В настоящее время в Казахстане производство резиновых смесей не развито, хотя в РК имеются мощные сырьевые ресурсы, позволяющие развить полный технологический цикл импортозамещающего производства.

Авторлар ұсынған жұмыс ұлттық және халықаралық ауқымда үлкен маңызға ие. Қазіргі уақытта Қазақстанда резеңке қоспалар өндірісі дамымаған, дегенмен ҚР-да импортты алмастыратын өндірістің толық технологиялық циклін дамытуға мүмкіндік беретін қуатты шикізат ресурстары жеткілікті.

Результаты выполняемой работы решат проблему переработки отходов ГМК и дадут возможность внедрить шунгитовые материалы в производство резиновых смесей, которые найдут применение в строительной, химической, аэрокосмической, машиностроительной, текстильной, пищевой и др. промышленностях РК.

Орындалған жұмыстың нәтижелері ТМК қалдықтарын қайта өңдеу мәселесін шешеді және шунгитті материалдарды құрылыс, химия, аэроғарыш, машина жасау, тоқыма, тамақ және басқа да ҚР-ның өнеркәсіптерінде қолданылатын резеңке қоспалар өндірісіне енгізуге мүмкіндік береді.

UDC indices
678
International classifier codes
31.25.15; 61.31.40; 61.63.00;
Key words in Russian
шунгит; флотационное обогащение; углеродный концентрат; хвосты; технический углерод; резиновая смесь; резинотехнические изделия;
Key words in Kazakh
шунгит; флотациялық байыту; көміртекті концентрат; қалдықтар; техникалық көміртек; резеңке қоспасы; резеңке-техникалық бұйымдар;
Head of the organization Айтжанова Жамила Нурматовна доктор экономических наук / доцент
Head of work Наурызбаев Михаил Касымович Доктор технических наук / профессор