resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)10.31242/2618-9712-2018-26-4-118-124resar-523Research ArticleМатериаловедениеMaterials scienceГидролизаты коллагена, полученные из плавательного пузыря северных рыб, как модификаторы морозостойких резин уплотнительного назначенияCollagen hydrolysates obtained from swim bladder of northern fish as modifiers of cold-resistant rubber for sealing purposeshttps://orcid.org/0000-0001-9700-542XИвановаСветлана ФедоровнаIvanovaSvetlana Fedorovna

ИВАНОВА Светлана Федоровна, старший преподаватель, Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, 677000, Якутск, ул. Белинского, 58, Россия, http://orcid.org/0000-0001-9700-542X, isf1990@mail.ru;

IVANOVA Svetlana Fedorovna, Senior Lecturer, M.K. Ammosov North-Eastern Federal University, 58 Belinsky St., Yakutsk, 677000, Russia, http://orcid.org/0000-0001-9700-542X, isf1990@mail.ru;

isf1990@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7699-7511ПетроваНаталия НиколаевнаPetrovaNatalia Nikolaevna

ПЕТРОВА Наталия Николаевна, доктор химических наук, доцент, профессор, зав. отделением, Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, 677000, Якутск, ул. Белинского, 58, Россия, http://orcid.org/0000-0001-7699-7511, pnn2002@mail.ru;

PETROVA Natalia Nikolaevna, Doctor of Chemical Sciences, Professor, Head of Department, M.K. Ammosov North-Eastern Federal University, 58 Belinsky St., Yakutsk, 677000, Russia, http://orcid.org/0000-0001-7699-7511, pnn2002@mail.ru;

pnn2002@mail.ruМихайловаСахая ТимофеевнаMikhaylovaSakhaya Timofeevna

МИХАЙЛОВА Сахая Тимофеевна, магистрант, Российский технологический университет «МИРЭА», 119454, ЦФО, Москва, пр. Вернадского, 78, Россия, sakhayamikhaylova1996@mail.ru.

MIKHAYLOVA Sakhaya Timofeevna, Master Student, Russian Technological University «MIREA», 78 Vernadsky Ave., Moscow, 119454, Russia, sakhayamikhaylova1996@mail.ru.

sakhayamikhaylova1996@mail.ruСеверо-Восточный федеральный университет им. М.К. АммосоваРоссияM.K. Ammosov North-Eastern Federal UniversityRussian FederationСеверо-Восточный федеральный университет им. М.КРоссияM.K. Ammosov North-Eastern Federal UniversityRussian FederationРоссийский технологический университет «МИРЭА»РоссияRussian Technological University «MIREA»Russian Federation201804122024234118124Copyright © Иванова С.Ф., Петрова Н.Н., Михайлова С.Т., 20242024Иванова С.Ф., Петрова Н.Н., Михайлова С.Т.Ivanova S.F., Petrova N.N., Mikhaylova S.T.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/523

При создании новых эластомерных материалов перспективным представляется использование экологически чистых добавок природного происхождения, например, продуктов гидролиза различных белков, которые улучшают их эксплуатационные свойства. В данном исследовании в качестве модифицирующей добавки были использованы гидролизаты коллагена, полученные из плавательного пузыря северных видов рыб, щелочно-солевым методом с последующей сублимационной сушкой. Гидролизаты были применены в резинах на основе морозостойкого эпихлоргидринового каучука НYDRIN T6000 и бутадиен-нитрильных каучуков. Выявлено, что исследуемый модификатор способствует увеличению скорости вулканизации, сокращению технологического цикла производства резино-технических изделий, придает резинам более высокие релаксационные свойства при сохранении других характеристик. Методом ИК-спектроскопии подтверждена белковая природа гидролизатов коллагена и структурные изменения, происходящие при модификации резин, которые заключаются в химическом взаимодействии гидролизата с макромолекулами каучука. На примере бутадиен-нитрильного каучука показано, что в присутствии гидролизата коллагена увеличивается густота пространственной сетки вулканизационных связей эластомерного материала.

During development of new elastomeric materials, it is promising to use environmentally friendly additives of natural origin, for example, products of hydrolysis of various proteins, which improve operational properties of the new materials. In this study, collagen hydrolysates obtained from the swim bladder of northern fish species using the alkali-salt method followed by lyophilization were used as a modifying additive. The hydrolysates were used in rubbers based on frost-resistant epichlorohydrin rubber (GECO) HYDRIN T6000 and nitrile butadiene rubbers. It was found that the modifying additive leads to an increase of curing rate, reduction of the technological cycle of production of rubber products and gives the rubbers higher relaxation properties while retaining other characteristics. The protein nature of the collagen hydrolysates and structural changes occurring during rubber modification, which consist in the chemical interaction of the hydrolysate with rubber macromolecules, have been confirmed by FTIR spectroscopy. Using the nitrile-butadiene rubber, it has been shown that the presence of collagen hydrolysate leads to a denser network of vulcanization bonds of the elastomeric material.

плавательный пузырьгидролизат коллагенаэпихлоргидриновый каучукбутади- ен-нитрильный каучукрезинамодификацияостаточная деформация сжатияскорость вулканизацииswim bladdercollagen hydrolysateepichlorohydrin rubbernitrile butadiene rubberrubbermodificationcompression setcuring rateРабота выполнена при поддержке Госзадания МОН РФ №11.1557.2017/4.6.This work was carried out with the support of the State task of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation No. 11.1557.2017/4.6.ReferencesПотапов Е.Э., Резниченко С.В., Прут Э.В., Ермилов В.В., Волик В.Г. Гидролизаты серосодержащих пептидов (кератин) как новые ингредиенты для полимерных композиционных материалов // Каучук и резина. 2016. № 3. С. 18–23.Potapov E.E., Reznichenko S.V., Prut E.V., Ermilov V.V., Volik V.G. Gidrolizaty serosoderzhaschikh peptidov (keratin) kak novye ingredienty dlya polimernykh kompozitsionnykh materialov // Kauchuk i rezina. 2016. № 3. S. 18–23.Краснова Т.С., Новопольцева О.М. Исследование природных полимеров меланинов гриба inonotusobliquus (чага) в качестве противостарителей каучуков общего назначения. XXV Менделеевский конкурс молодых учёных. Томск, 2015.Krasnova T.S., Novopol'tseva O.M. Issledovanie prirodnykh polimerov melaninov griba inonotusobliquus (chaga) v kachestve protivostaritelej kauchukov obschego naznacheniya. XXV Mendeleevskij konkurs molodykh uchenykh. Tomsk, 2015.Маннапова Л.Р., Хусаинов А.Д., Черезова Е.Н., Лиакумович А.Г., Удоратина Е.В., Щербакова Т.П., Кучин А.В. Влияние модифицированных лигноцеллюлозных добавок на комплекс свойств резин на основе полиизопренового каучука СКИ-3 // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 10.Mannapova L.R., Husainov A.D., Cherezova E.N., Liakumovich A.G., Udoratina E.V., Scherbakova T.P., Kuchin A.V. Vliyanie modifitsi-rovannykh lignotsellyuloznykh dobavok na kom-pleks svojstv rezin na osnove poliizoprenovogo kauchuka SKI-3 // Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2014. Т. 17, № 10.Цыганова М.Е., Рахматуллина А.П., Лиакумович А.Г., Потапов Е.Э. Получение когезионно-прочного синтетического каучука СКИ-3 с использованием модификатора – фосфолипидов // Тез.докл. XIII Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии-2010». Иваново;Суздаль, 2010. С. 366.Tsyganova M.E., Rakhmatullina A.P., Liakumovich A.G., Potapov E.E. Poluchenie kogezionnoprochnogo sinteticheskogo kauchuka SKI-3 s ispol'zovaniem modifikatora – fosfolipidov // Tez. dokl. XIII Mezhd. nauchno-tekhn. konf. «Naukoemkie khimicheskie tekhnologii-2010». Ivanovo; Suzdal', 2010. S. 366.Гончарова Ю.Э. Исследование влияния биологически активных модификаторов на свойства резиновых смесей на основе синтетического полиизопрена: Дис. … канд. хим. наук. М., 1998. 217 с.Goncharova Yu.E. Issledovanie vliyaniya biologicheski aktivnykh modifikatorov na svojstva rezinovykh smesej na osnove sinteticheskogo poliizoprena: Dis. … kand. him. nauk. M., 1998. 217 s.Kramarova Z., Alexy P., Chodak I., Sˇpirk1 E., Hudec1 I., Kosıkova B., Gregorova A. Biopolymers as fillers for rubber blends // Polymers for advanced technologies. 2007. No. 18. P. 135–140.Kramarova Z., Alexy P., Chodak I., Spirk E., Hudec I., Kosikova B., Gregorova A. Biopolymers as fillers for rubber blends // Polymers for advanced technologies. 2007. No. 18. P. 135–140.Иванова С.Ф., Петрова Н.Н. Исследование коллагена из плавательного пузыря осетровых (Acipenseridae) и сиговых (Corogenidae) пород рыб // Вестник СВФУ. Серия 49, Технические науки. 2015. № 5.Ivanova S.F., Petrova N.N. Issledovanie kollagena iz plavatel'nogo puzyrya osetrovykh (Acipenseridae) i sigovykh (Corogenidae) porod ryb // Vestnik SVFU. Seriya 49, Tekhnicheskie nauki. 2015. № 5.ГОСТ Р 54547–2011. Смеси резиновые. Определение вулканизационных характеристик с использованием безроторных реометров. М.: Стандартинфом, 2018.GOST R 54547–2011. Smesi rezinovye. Opredelenie vulkanizatsionnykh kharakteristik s ispol'zovaniem bezrotornykh reometrov. M.: Standartinform, 2018.ГОСТ 270–75. Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении. М.: ИПК «Издательство стандартов», 1978.GOST 270–75. Metod opredeleniya uprugoprochnostnykh svojstv pri rastyazhenii. M.: IPKГОСТ 9.029–74. Методы испытаний на стойкость к старению при статической деформации сжатия. М.: ИПК «Издательство стандартов», 1976.«Izdatel'stvo standartov», 1978.ГОСТ 9.024–74. Методы испытаний на стойкость к термическому старению. М.: ИПКGOST 9.029–74. Metody ispytanij na stojkost' k stareniyu pri staticheskoj deformatsii szhatiya. M.: IPK «Izdatel'stvo standartov», 1976.«Издательство стандартов», 1975.GOST 9.024–74 Metody ispytanij na stojkost' k termicheskomu stareniyu. M.: IPK «Izdatel'stvo standartov», 1975.Аверко-Антонович И.Ю. Методы исследования структуры и свойств полимеров. Казань: КГТУ, 2002. 604 с.Averko-Antonovich I.Yu. Metody issledovaniya struktury i svojstv polimerov. Kazan': KGTU, 2002. 604 s.Определение параметров пространственной сетки вулканизатов. Л.: ЛТИ, 1976. 25 с.Opredelenie parametrov prostranstvennoj setki vulkanizatov. L.: LTI, 1976. 25 s.Шварц А.Г. Номограммы для определения густоты пространственной сетки вулканизатов // Коллоидный журнал. 1957. № 3. С. 31–34.Shvarts A.G. Nomogrammy dlya opredeleniya gustoty prostranstvennoj setki vulkanizatov // Kolloidnyj zhurnal. 1957. № 3. S. 31–34.

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