resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)10.31242/2618-9712-2022-27-2-316-326resar-111Research ArticleМатериаловедениеMaterials scienceИсследование изменения свойств уплотнительных резин в условиях воздействия углеводородной среды и температурного режимаInvestigation of changes in the properties of sealing rubbers under the influence of a hydrocarbon environment and temperature conditionshttps://orcid.org/0000-0001-6763-5746ФедороваА. Ф.FedorovaA. F.

ФЕДОРОВА Айталина Федоровна, ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук

Сибирское отделение Российской академии наук, 677007, Якутск, ул. Автодорожная, д. 20

Researcher ID F-8834-2017

FEDOROVA, Aitalina Fedorovna, leading researcher, Cand Sci. (Eng.)

20 Avtodorojnaya st., Yakutsk 677007

Researcher ID F-8834-2017

faitalina@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2252-2515ДавыдоваМ. Л.DavydovaM. L.

ДАВЫДОВА Мария Ларионовна, ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук

Сибирское отделение Российской академии наук, 677007, Якутск, ул. Автодорожная, д. 20

Researcher ID A-5434-2014

DAVYDOVA, Maria Larionovna, leading researcher, Cand Sci. (Eng.)

20 Avtodorojnaya st., Yakutsk 677007

Researcher ID A-5434-2014

davmlar@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2694-9615ШадриновН. В.ShadrinovN. V.

ШАДРИНОВ Николай Викторович, ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук

Сибирское отделение Российской академии наук, 677007, Якутск, ул. Автодорожная, д. 20

Researcher ID А-6417-2014

SHADRINOV, Nikolay Viktorovich, leading researcher, Cand Sci. (Eng.)

20 Avtodorojnaya st., Yakutsk 677007

Researcher ID А-6417-2014

nshadrinov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7564-4407БорисоваА. А.BorisovaA. A.

БОРИСОВА Александра Афанасьевна, старший научный сотрудник, кандидат технических наук

Сибирское отделение Российской академии наук, 677007, Якутск, ул. Автодорожная, 20

Researcher ID А-5802-2014

BORISOVA, Aleksandra Afanasyevna, senior researcher, Cand Sci. (Eng.)

20 Avtodorojnaya st., Yakutsk 677007

Researcher ID А-5802-2014

xarax@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1718-2643ФедоровА. Л.FedorovA. L.

ФЕДОРОВ Андрей Леонидович, старший научный сотрудник, кандидат технических наук

Сибирское отделение Российской академии наук, 677007, Якутск, ул. Автодорожная, 20

Researcher ID A-5442-2014

FEDOROV, Andrey Leonodovich, senior researcher, Cand Sci. (Eng.)

20 Avtodorojnaya st., Yakutsk 677007

Researcher ID A-5442-2014

gervirb@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7988-3480АнтоевК. П.AntoevK. P.

АНТОЕВ Карл Петрович, младший научный сотрудник

Сибирское отделение Российской академии наук, 677007, Якутск, ул. Автодорожная, 20

Researcher ID AAS-1395-2020

ANTOEV, Karl Petrovich, junior researcher

20 Avtodorojnaya st., Yakutsk 677007

Research IDAAS-1395-2020

antoevkp@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5639-3817ХалдееваА. Р.HaldeevaA. R.

ХАЛДЕЕВА Анна Романовна, младший научный сотрудник

Сибирское отделение Российской академии наук, 677007, Якутск, ул. Автодорожная, 20

Researcher ID F-3304-2017

HALDEEVA, Anna Romanovna, junior researcher

20 Avtodorojnaya st., Yakutsk 677007

Research ID-F-3304-2017

haldeeva-anna@mail.ruПавловаВ. В.PavlovaV. V.

ПАВЛОВА Валерия Валериевна, младший научный сотрудник

Сибирское отделение Российской академии наук, 677007, Якутск, ул. Автодорожная, 20

Researcher ID-G-1242-2017

PAVLOVA, Valeriya Valeriyevna, junior researcher

20 Avtodorojnaya st., Yakutsk 677007

Research ID-G-1242-2017

pavvaleriya@mail.ruИнститут проблем нефти и газа СО РАНРоссияInstitute of Oil and Gas Problems SB RASRussian Federation202210092022272316326Copyright © Федорова А.Ф., Давыдова М.Л., Шадринов Н.В., Борисова А.А., Федоров А.Л., Антоев К.П., Халдеева А.Р., Павлова В.В., 20222022Федорова А.Ф., Давыдова М.Л., Шадринов Н.В., Борисова А.А., Федоров А.Л., Антоев К.П., Халдеева А.Р., Павлова В.В.Fedorova A.F., Davydova M.L., Shadrinov N.V., Borisova A.A., Fedorov A.L., Antoev K.P., Haldeeva A.R., Pavlova V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/111

Повышение надежности и долговечности уплотнительных устройств техники, эксплуатирующихся в условиях холодного климата, главным образом зависит от качества уплотнительного материала. Благодаря высокой эластичности, проявляющейся в широком температурном интервале, хорошей амортизационной способности и другим важным свойствам резины являются самыми распространенными материалами для уплотнительных устройств. Как правило, резиновые уплотнения работают в контакте с рабочими средами углеводородного происхождения, что приводит к резкому изменению их состава и свойств. В связи с этим целью работы являлось исследование совместного действия углеводородных сред и температур окружающей среды на свойства бутадиен-нитрильных резин. Образцы серийно выпускаемой резины марки 98-1 и резины РП-5, полученной по патенту РФ № 2719809, выдерживали в углеводородных средах (индустриальном гидравлическом масле марки И-20А и всесезонном универсальном полусинтетическом моторном масле Gazpromneft Diesel Premium 10W-40), где основным фактором являлась температура окружающей среды, и определяли их стойкость к углеводородным средам по изменению характерных показателей. Экспозицию образцов проводили в январе 2022 г. при следующих условиях: под постоянным влиянием температуры окружающей среды на климатическом полигоне, расположенном в г. Якутск; в помещении при температуре 20–23 °С и при циклическом изменении температуры с целью имитации эксплуатации уплотнений в узлах техники, эксплуатируемой на Крайнем Севере в условиях гаражного хранения. Установлено, что при комнатной температуре и в условиях циклического изменения температуры происходят наибольшие изменения характеристических показателей. Это связано с интенсивным протеканием диффузионных процессов при контакте резин с углеводородными средами. При натурной экспозиции под действием низких температур изменение свойств минимальны. По сравнению с серийно выпускаемой резиной 98-1 резина РП-5 проявила более высокий уровень сохранения основных показателей.

Increasing the reliability and durability of sealing devices operating in cold climates mainly depends on the quality of the sealing material. Rubbers are the most common materials for sealing devices due to their high elasticity, which manifests itself in a wide temperature range, good damping ability and other important properties. As a rule, rubber seals work in contact with working hydrocarbon media, which leads to a sharp change in their composition and properties. The aim of the work was to study the combined effect of hydrocarbon media and ambient temperatures on the properties of butadiene-nitrile rubbers. Samples of commercially available rubber 98-1 and rubber RP-5, obtained under RF patent No. 2719809, were kept in hydrocarbon media (industrial hydraulic oil grade I-20A and all-season universal semi-synthetic motor oil Gazpromneft Diesel Premium 10W-40), where the main factor was the ambient temperature. We determined their resistance to hydrocarbon environments by changing characteristic indicators. The exposure of the samples was carried out in January 2022 under the following conditions: under the constant influence of ambient temperature at the climatic test site located in Yakutsk; indoors at a temperature of 20–23 °C and with a cyclic change in temperature in order to simulate the operation of seals in the units of equipment operated in the Far North in garage storage conditions. It has been established that the greatest change in indicators occurs at indoors temperature and under conditions of cyclic temperature changes. The change is associated with intense diffusion processes when rubber comes into contact with hydrocarbon media. At low-temperature exposure, the change in properties is minimal. The RP-5 rubber showed a higher level of preservation of the main indicators compared to the mass-produced rubber 98-1.

бутадиен-нитрильная резинаклиматические испытаниявымывания пластификатораморозостойкость резинbutadiene-nitrile rubberclimatic testswashing out plasticizersfrost resistance of rubberReferencesБузник В.М., Василевич Н.И. Материалы для освоения арктических территорий – вызовы и решения // Лаборатория и производство. 2020. № 1 (11). С. 98–107.Buznik V.M., Vasilevich N.I. Materialy’ dlya osvoeniya arkticheskix territorij vy’zovy’ i resheniya // Laboratoriya i proizvodstvo. 2020. No. 1 (11). P. 98–107.Бузник В.М., Каблов Е.Н. Состояние и перспективы арктического материаловедения // Вестник Российской академии наук. 2017. № 9 (87). С. 827–839.Buznik V.M., Kablov E.N. Sostoyanie i perspektivy’ arkticheskogo materialovedeniya // Vestnik Rossijskoj akademii nauk. 2017. No. 9 (87). P. 827–839.Каблов Е.Н., Старцев В.О. Системный анализ влияния климата на механические свойства полимерных композиционных материалов по данным отечественных и зарубежных источников (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2018. № 2(51). С. 47–58.Kablov E.N., Starcev V.O. Sistemny’j analiz vliyaniya klimata na mexanicheskie svojstva polimerny’x kompozicionny’x materialov po danny’m otechestvenny’x i zarubezhny’x istochnikov (obzor) // Aviacionny’e materialy’ i texnologii. 2018. No. 2(51). P. 47–58.Корнев А.Е., Буканов А.М., Шевердяев О.Н. Технология эластомерных материалов. Учебник для вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: НППА «Истек», 2009. 504 с.Kornev A.E., Bukanov A.M., Sheverdyaev O.N. Texnologiya e’lastomerny’x materialov. Uchebnik dlya vuzov. Izd. 3-e, pererab. i dop. M.: NPPA «Istek», 2009. 504 p.Шадринов Н.В., Борисова А.А., Халдеева А.Р., Павлова В.В., Антоев К.П., Соколова М.Д. Маслобензостойкая морозостойкая резиновая смесь с повышенной термостойкостью. Патент РФ 2719809, бюл. № 12 от 23.04.2020.Shadrinov N.V., Borisova A.A., Xaldeeva A.R., Pavlova V.V., Antoev K.P., Sokolova M.D. Maslobenzostojkaya morozostojkaya rezinovaya smes’ s povy’shennoj termostojkost’yu. Patent RF 2719809, byul. No 12 ot 23.04.2020Shadrinov N.V., Borisova A.A. Thermophysical and Dynamic Properties of Nitrile Butadiene Rubber Filled with Ultra-High Molecular Weight Polyethylene // Inorganic Materials. Applied Research. 2021. Vol. 12. P. 1112– 1119. https://doi.org/10.1134/S2075113321040389Shadrinov N.V., Borisova A.A. Thermophysical and Dynamic Properties of Nitrile Butadiene Rubber Filled with Ultra-High Molecular Weight Polyethylene // Inorganic Materials. Applied Research. 2021. Vol. 12. P. 1112–1119. https://doi.org/10.1134/S2075113321040389Вольфсон C.И., Охотина Н.А., Нигматуллина А.И., Сабиров Р.К. Исследование упруго-гистерезисных характеристик динамических термоэластопластов // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15, № 11 С. 100–101.Vol’fson C.I., Oxotina N.A., Nigmatullina A.I., Sabirov R.K. Issledovanie uprugo-gisterezisny’x xarakteristik dinamicheskix termoe’lastoplastov // Vestnik Kazanskogo texnologicheskogo universiteta. 2012. Vol. 15, No. 11. P. 100–101.Заикин А.Е., Бобров Г.Б. Влияние содержания акрилонитрила в бутадиен-нитрильном каучуке на свойства динамических термоэластопластов на его основе // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, № 16. С. 105–109.Zaikin A.E., Bobrov G.B. Vliyanie soderzhaniya akrilonitrila v butadien-nitril’nom kauchuke na svojstva dinamicheskix termoe’lastoplastov na ego osnove // Vestnik Kazanskogo texnologicheskogo universiteta. 2014. Vol. 17, No. 16. P. 105–109.Зуев Ю.С. Разрушение полимеров под действием агрессивных сред. М.: Химия, 1972. 232 с.Zuev Yu.P. Razrushenie polimerov pod dejstviem agressivny’x sred. M.: Ximiya, 1972. 232 p.Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов. М.: Химия, 1974. 270 с.Rejtlinger P.A. Proniczaemost’ polimerny’x materialov. M.: Ximiya, 1974. 270 p.Федорова А.Ф. Влияние низких температур и нефтяной среды на свойства морозостойких уплотнительных резин: дис. ... канд. техн. наук. Якутск, 2003. 169 с.Fedorova A.F. Vliyanie nizkix temperatur i neftyanoj sredy’ na svojstva morozostojkix uplotnitel’ny’x rezin: diP kand. texn. nauk. Yakutsk, 2003. 169 p.Петрова Н.Н., Попова А.Ф., Федотова Е.С. Исследование влияния низких температур и углеводородных сред на свойства резин на основе пропиленоксидного и бутадиеннитрильного каучуков // Каучук и резина. 2002. № 3. С. 6–9.Petrova N.N., Popova A.F., Fedotova E.P. Issledovanie vliyaniya nizkix temperatur i uglevodorodny’x sred na svojstva rezin na osnove propilenoksidnogo i butadiennitril’nogo kauchukov // Kauchuk i rezina. 2002. No. 3. P. 6–9.Khalaf A.I., Yehia Abbas., Ismail M.N. et al. High performance oil resistant rubber // Kaut gummi kuns rubberpoint. 2013. Vol. 66, No. 9. Р. 28–32.Khalaf A.I., Yehia Abbas, Ismail M.N. et al. High performance oil resistant rubber // Kaut gummi kuns rubberpoint. 2013. Vol. 66, No. 9. Р. 28–32.Zielinska M., Seyger R., Dierrkes W.K. et al. Swelling of EPDM rubbers for oil-well applications as influenced by medium composition and temperature. Part I. Literature and theoretical background // Elastomery. 2016. Vol. 20, No. 2. P. 6–17.Zielinska M., Seyger R., Dierrkes W.K. et al. Swelling of EPDM rubbers for oil-well applications as influenced by medium composition and temperature. Part I. Literature and theoretical background // Elastomery. 2016. Vol. 20, No. 2. P. 6–17.Fedorova A.F., Davydova M.L., Sokolova M.D., Pavlova V.V. Influence of phenolic antioxidants on strength of butadiene-nitrile rubbers during natural exposure // Polymer Science, Series D. 2021. Vol. 14, No. 2. Р. 312–317.Fedorova A.F., Davydova M.L., Sokolova M.D., Pavlova V.V. Influence of phenolic antioxidants on strength of butadiene-nitrile rubbers during natural exposure // Polymer Science, Series D. 2021. Vol. 14, No. 2. Р. 312–317.Резниченко С.В., Морозов Ю.Л. Большой справочник резинщика. Ч. 2. Резины и резинотехнические изделия. М.: ООО «Издательский центр «Техинформ» МАИ», 2012. 648 с.Reznichenko P.V., Morozov Yu.L. Bol’shoj spravochnik rezinshhika. Ch.2. Reziny’ i rezinotexnicheskie izdeliya. M.: OOO «Izdatel’skij centr «Texinform» MAI», 2012. 648 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.