Механические свойства высоконаполненных композитов на основе полиэтилена и измельченной резины автомобильных шин

Исследованы высоконаполненные композиты на основе разных полиэтиленов и измельченной резины автомобильных шин (резинопластов). Показано, что материалы,  содержащие 65–80 об.% частиц резины, сохраняют способность деформироваться до 70–120 %. Разрушение высоконаполненных резинопластов вызвано образованием и развитием опасных дефектов – микротрещин, растущих поперек оси вытяжки материала. Деформация при разрыве высоконаполненных композитов линейно зависит от трещиностойкости матричного полимера, характеризуемой его вязкостью разрушения. Установлено, что смешение полимеров с высокой трещиностойкостью является перспективным направлением получения высоконаполненных материалов, деформация при разрыве которых превышает деформацию при разрыве композитов на основе индивидуальных полимеров, входящих в состав смеси.

1. Cao A., Jiang X., Peng Y., Li C., Chen R., Lan J., Sreeram A., Xu X. Dynamic thermochemical recycling of waste polypropylene and tyre rubber into value-added bituminous modifiers: Insight into physicochemical behavior towards performance-enhancing mech anism analysis // Sustainable Materials and Technologies. 2026. Volume 48. e02004. DOI: 10.1016/j.susmat.2026.e02004.

2. Shams M.A., Shafi q N., Hisbani N. Chemical and physical surface modifi cation of waste rubber for cementitious composites: Mecha nisms of interfacial bonding and performance recovery // Results in Surfaces and Interfaces. 2026. Volume 23. 100808. DOI: 10.1016/j.rsurfi.2026.100808.

3. Pacheco-Torgal F., Ding Y., Jalali S. Properties and durability of concrete containing polymeric wastes (tyre rubber and polyethylene terephthalate bottles): An overview // Construction and Building Materials. 2012. Volume 30. P. 714–724. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2011.11.047.

4. Alsaba M., Al Marshad A., Elgaddafi R. Utilizing waste tire rubber as a circular-economy additive to improve the fi ltration performance of drilling fl uids // Green Technologies and Sustainability. 2026. Volume 4, Issue 3. 100368. DOI: 10.1016/j.grets.2026.100368.

5. Никольский В.Г., Внукова Л.В., Вольфсон С.А., Дударева Т.В., Красоткина И.А. Современные технологии переработки изношенных автопокрышек и других резинотехнических отходов // Вторичные ресурсы. 2002. №1. С. 48–51.

6. Долинская Р.М., Прокопчук Н.Р. Использование резиновой крошки в качестве наполнителя термопластов (обзор) // Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. 2022. №1 (253). С. 37–47. EDN: IPERXA.

7. Han Y., Li H., Wang L., Lin Z., Chen L., Sun Y., Khan S. Recycling of waste tire rubber and polyethylene plastic in asphalt: Microstructural evolution and quantitative relationship with rheological behavior // Construction and Building Materials. 2025. Volume 500. P. 144199. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2025.144199.

8. Assaggaf R., Ali M.R., Al-Dulaijan S.U., Maslehuddin M. Properties of concrete with untreated and treated crumb rubber – A review // Journal of Materials Research and Technology. 2021. Volume 11. P. 1753–1798. DOI: 10.1016/j.jmrt.2021.02.019.

9. Simon-Stőger L., Varga Cs. PE-contaminated industrial waste ground tire rubber: How to transform a handicapped resource to a valuable one // Waste Management. 2021. Volume 119. P. 111–121. DOI: 10.1016/j.wasman.2020.09.037.

10. Moreno T., Balasch A., Bartrolí R., Eljarrat E. A new look at rubber recycling and recreational surfaces: The inorganic and OPE chemis try of vulcanised elastomers used in playgrounds and sports facilities // Science of The Total Environment. 2023. Volume 868. P. 161648. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.161648.

11. Valentini F., Pegoretti A. End-of-life options of tyres. A review // Advanced Industrial and Engineering Polymer Research. 2022. Volume 5, Issue 4. P. 203–213. DOI: 10.1016/j.aiepr.2022.08.006.

12. Серенко О.А., Гончарук Г.П., Оболонкова Е.С., Баженов С.Л. Хрупко-пластичный переход в композитах полимер-частицы резины // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2006. Т. 48, №3. С. 481–494. EDN: HSYIMF.

13. Серенко О.А., Гончарук Г.П., Баженов С.Л. Пластично-пластичный переход в дисперсно-наполненных композитах на основе термопластичных полимеров // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2006. Т. 48, №6. С. 959–969. EDN: HULWNV.

14. Баженов С.Л., Берлин А.А., Кульков А.А., Ошмян В.Г. Полимерные композиционные материалы: прочность и техно логия. Долгопрудный: Интеллект. 2010. 352 с. ISBN: 978-5-91559-045-7.

15. Василенко А.Ю., Прут Э.В., Матковский А.Н., Будницкий Ю.М., Николаева Н.Ю. Резинопласты на основе полиэтилена низкой плотности // Химическая промышленность сегодня. 2009. №11. С. 40–44. EDN: LAJKHH.

16. Соломатин Д.В., Кузнецова О.П., Зверева У.Г., Рочев В.Я., Бекешев В.Г., Прут Э.В. Механизм образования тонкодисперсных резиновых порошков на основе тройных этилен-пропилен диеновых вулканизатов // Химическая физика. 2016. Т. 35, №7. С. 60–70. DOI: 10.7868/S0207401X16070104.

17. Серенко О.А., Караева А.А., Гончарук Г.П., Задеренко Т.В., Баженов С.Л. Особенности разрушения композитов на основе полиэтилена и эластичных частиц // Журнал технической физики. 2009. Т 79, №6. С. 92–97. EDN: RCTKMT.

18. Титов Д.Л., Першин С.А., Кнунянц М.И., Крючков А.Н. Деформационное поведение композиционного материала на основе полиэтилена низкой плотности и порошков вулканизованных резин // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 1994. Т. 36, №8. С. 1353–1358.

19. Bazhenov S. Stable crack growth in ductile polymers // Journal of Materials Science. 1997. V. 32. P. 797–802. DOI: 10.1023/A:1018572726615.

20. Серенко О.А., Баженов С.Л., Насруллаев И.Н., Берлин А.А. Влияние размера частиц на форму образующихся дефектов в дисперсно-наполненном композите // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2005. Т. 47, №1. С. 64–72. EDN: HSAFLN.

21. Баженов С.Л., Гончарук Г.П., Кнунянц М.И., Авинкин В.С., Серенко О.А. Влияние концентрации частиц резины на механизм разрушения наполненного полиэтилена высокой плотности // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2002. Т. 44, №4. С. 637–647. EDN: YJFKUL.

22. Ефимов А.В., Недорезова П.М., Баженов С.Л., Палазник О.М., Гроховская Т.Е., Польщиков С.В. Влияние прокатки на механизм разрушения полимеризационно-наполненного композита поли пропилен-графеновые пластины // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2020. Т. 62, №3. С. 207–219. DOI: 10.31857/ S2308112020030062.