Antioxidant properties of lignin in rubber blends

• Autorzy: Kubačková J. , Ferenc J. , Hudec I. , Šutý Š. , Jablonský M. , Annus J. , Pret'o J.

Warianty tytułu

PL

Właściwości przeciwutleniające ligniny w mieszankach gumowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present work studied the antioxidant properties of different lignin samples in carbon black filled NR/SBR blends. The commercial calcium lignosulfonate and two types of lignins with different botanical origin which were isolated from black liquors using diluted sulfuric acid were used. The lignin samples were characterized in terms of the elemental analysis and FTIR spectroscopy. The content of phenolic hydroxyl groups of each sample was determined using UV spectroscopy. Efficiency of these "natural stabilizers" was compared with common used rubber stabilizer N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylene diamine (IPPD). Rubber vulcanizates with addition of chosen stabilizers were submitted to accelerated diermo-oxidative aging for 72 and 168 hours and the mechanical properties of prepared vulcanizates before and after agingwere measured. The obtained results showed that lignin exhibits stabilizing effect in tested rubber blends and its effect is comparable with conventional antioxidant IPPD. However, it was revealed that stabilizing effect depends greatly on total content of phenolic hydroxyl groups. Moreover, the amount of phenolic structures significantly influences antioxidant properties of lignins in mixtures with IPPD.

PL

W niniejszej pracy badano właściwości przeciwutleniające różnych próbek ligniny w napełnionych sadzą mieszankach NR/SBR. Do badań użyto komercyjnego lignosulfonianu wapnia oraz dwóch rodzajów ligniny o różnym pochodzeniu botanicznym, wyizolowanych z ługu posiarczynowego za pomocą rozcieńczonego kwasu siarkowego. Próbki ligniny scharakteryzowano metodami analizy elementarnej i spektroskopii FTIR. Zawartość grup hydroksylowych pochodzących z fenolu w każdej z próbek określono za pomocą spektroskopii UV. Skuteczność tych „naturalnych stabilizatorów" porównywano z efektywnością powszechnie stosowanego w mieszankach gumowych stabilizatora - N-izopropylo-N'-fenylo-p-fenylenodiaminy (IPPD). Zwulkanizowane próbki zawierające dodatek wybranych stabilizatorów poddano przyśpieszonemu starzeniu termooksydacyjnemu w ciągu 72 i 168 h oraz zmierzono ich właściwości mechaniczne przed i po starzeniu. Uzyskane wyniki dowodzą, że w przypadku badanych mieszanek gumowych lignina działa stabilizująco, zaś pod względem skuteczności jest porównywalna z konwencjonalnym przeciwutleniaczem - IPPD. Okazało się także, że efekt stabilizujący ligniny zależy w dużym stopniu od całkowitej zawartości fenolowych grup hydroksylowych. Co więcej, ilość struktur fenolowych znacząco wpływa na właściwości przeciwutleniające ligniny w mieszaninach z IPPD.

Słowa kluczowe

EN

lignin; stabilizing effect; rubber blends; thermooxidative ageing

PL

lignina; działanie stabilizujące; mieszanki gumowe; starzenie termooksydacyjne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Elastomery
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 17, nr 3
• Strony: 21--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Kubačková J.

• Slovak University of Technology in Bratislava, Faculty of Chemical and Food Technology, Institute of Polymer Materials, Department of Plastics und Rubber, Radlinského 9, 812 37 Bratislava, Slovakia

autor

Ferenc J.

• Slovak University of Technology in Bratislava, Faculty of Chemical and Food Technology, Institute of Polymer Materials, Department of Plastics und Rubber, Radlinského 9, 812 37 Bratislava, Slovakia

autor

Hudec I.

• Slovak University of Technology in Bratislava, Faculty of Chemical and Food Technology, Institute of Polymer Materials, Department of Plastics und Rubber, Radlinského 9, 812 37 Bratislava, Slovakia

autor

Šutý Š.

• Department of Chemical Technology of Wood, Pulo and Paper

autor

Jablonský M.

• Department of Chemical Technology of Wood, Pulo and Paper

autor

Annus J.

• Department of Chemical Physics

autor

Pret'o J.

• Department of Chemical Physics

Bibliografia

• 1. Giese U., Homeier I., Navarro Toréjon Y., Kautz S. Chemical Letters 2013, 107, 3-11.
• 2. Datta R. N., Huntink N. M., Datta S., Talma A. G., Rubber Chemistry and Technology 2007, 80:3, 436-480.
• 3. Salanti A., Zoia L., Orlandi M., Zanini F., Elegir G., J. Agric. Food Chem. 2010, 58 (18), 10049-55.
• 4. Kubo S., Kadla J.F., J. Polym. Environ. 2005, 13, 97-105.
• 5. Garcia A., Toledano A., Angeles M. A., Labidi J., Process Biochemistry 2010, 45, 935-940.
• 6. Pouteau C., Dole P., Cathala B., Auerous L., Boquillon N., Polym. Degrad Stab. 2003, 81, 9-18.
• 7. Jablonský M., Ház A., Orságová A., Botková M., Šmatko M., Kočiš J., 4th International Conference – Renewable Energy Sources 2013, Tatranskè Matliare, High Tatras, Slovak Republic.
• 8. Gartner A., Gellerstedt G., Nordic Pulp and Paper Research Journal 1999, 14, 163-170.
• 9. Doherty W., Mousavioun R., Fellows Ch. M., Industrial Crops and Products 2011, 33, 259-276.
• 10. www.ipst.gatech.edu/faculty/ragauskas_art/technical_reviews/Basics%20of%20Kraft%20Pulping.pdf
• 11. Gregorová A., Košiková B., Moravćik R., Polym. Degrad. Stab. 2006, 91, 229-233.