ИСТИНА

Запасы легкой нефти постепенно исчерпываются, в то время как месторождения тяжелой нефти до сих пор практически не используются. Добыча и транспорт тяжелой нефти являются трудоемкими процедурами из-за ее высокой вязкости, которую, впрочем, можно снизить деасфальтизацией. Однако в результате образуются асфальтены и возникает задача их рациональной утилизации. Молекулы асфальтенов склонны к наносборке в наноразмерные частицы, использование которых для наполнения полимеров является новым и перспективным подходом, который все более привлекает внимание исследователей. Хорошо известно, что полимерные композиты, образованные введением наночастиц, могут иметь заметно улучшенные свойства. Размер наноагрегатов асфальтенов составляет несколько нанометров, а их молекулярная структура содержит плоские полиароматические фрагменты. Из-за этого асфальтены можно рассматривать как модификаторы, близкие по структуре к графену, который является одним из наиболее перспективных и широко используемых углеродных нанонаполнителей для улучшения свойств полимеров. В то же время, благодаря плавкости и вязкоупругости, асфальтены могут служить заменой углеводородным смолам для усиления липкости полимерных клеев-расплавов. Таким образом, целью данной работы было получение композитов и адгезивов с использованием асфальтенов в качестве модификаторов. Из-за доминирования ароматических фрагментов в структуре асфальтенов в качестве полимерной основы были выбраны полимеры стирола: гомополимер и тройной блок-сополимер стирол–изопрен–стирол. В ходе работы было проведено изучение особенностей реологических, прочностных и адгезионных свойств смесей этих полимеров с асфальтенами. Композиты на основе полистирола и асфальтенов получали смешением в расплаве. Содержание асфальтенов в композитах варьировали в пределах от 5 до 30 мас. %. Показана частичная растворимость асфальтенов в полистироле, вследствие чего происходила его пластификация, выражающаяся в понижении температуры стеклования. Нерастворенная часть асфальтенов образовывала в матрице полистирола агрегаты размером до десяти микрометров, что приводило к снижению прочности при разрыве по сравнению с ненаполненным полимером. Подобные композиты можно использовать для изготовления неответственных изоляционных изделий из пенополистирола и полистиролбетона для строительных нужд. На основе триблок-сополимера стирола и изопрена были получены бинарные смеси, содержащие от 10 до 40 мас. % асфальтенов, для их использования в качестве клеев-расплавов. Добавление 10-20% асфальтенов слабо меняло реологию смесей, однако улучшало прочностные и адгезионные показатели. Большее количество асфальтенов снижало вязкость, но не приводило к получению клеев с улучшенными характеристиками. Неоднозначное влияние асфальтенов обусловлено их неравномерным распределением между микрофазами блок-сополимера, а также их способностью выступать в качестве как пластификаторов, так и армирующих частиц в зависимости от температуры.