kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2026-1(21)-67kaz44-2213Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)CHEMICAL TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)МОДИФИКАЦИЯ ГУДРОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГОССИПОЛОВОЙ СМОЛЫ И ВТОРИЧНОГО ПОЛИПРОПИЛЕНАMODIFICATION OF TAR USING GOSSYPOLE RESIN AND RECYCLED POLYPROPYLENEhttps://orcid.org/0009-0000-4738-4687БатырбайС. А.BatyrbayS. А.

Сымбат Азатханқызы Батырбай – PhD докторант кафедры «Технология неорганических и нефтехимических производств» 

160012, г. Шымкент, проспект Тауке хана, 5

Symbat Batyrbay – PhD doctoral student of the department «Technology of inorganic and petrochemical industries» 

160012, Shymkent, Tauke Khan avenue,5

symbat_batyrbay@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9442-213XБейсенбаевО. К.BeisenbayevО. K.

Орал Курганбекович Бейсенбаев – доктор технических наук, профессор кафедры «Технология неорганических и нефтехимических производств»  

160012, г. Шымкент, проспект Тауке хана, 5

Oral Beisenbaev – Doctor of technical sciences, professor of the department «Technology of inorganic and petrochemical industries» 

160012, Shymkent, Tauke Khan avenue,5

oral-kb@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5393-8201СидиковА. С.SidikovА. S.

Абдужалол Сидикович Сидиков – доктор химических наук, профессор кафедры «Общая химия, химия нефти и газа» 

г. Ташкент, ул. Дурмон йули, 34

Abdujalol Sidikov – Doctor of chemical sciences, professor of department of «General chemistry, chemistry of oil and gas» 

Tashkent, Durmon Yuli Street, 34

sidikov_a@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4238-3359ДауренбекН. М.DaurenbekN. M.

Назарбек Мұхаддасұлы Дәуренбек – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Технология неорганических и нефтехимических производств» 

160012, г. Шымкент, проспект Тауке хана, 5

Nazarbek Daurenbek – Candidate of technical sciences, associate professor, head of the department «Technology of inorganic and petrochemical industries» 

160012, Shymkent, Tauke Khan avenue,5

daurenbekn@yandex.ruЮжно-Казахстанский университет им. М. АуезоваКазахстанМ. Auezov South Kazakhstan UniversityKazakhstanФилиал Российского государственного университета нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина в городе ТашкентУзбекистанBranch of the Russian State University of Oil and Gas (NRU) named after I.M. GubkinUzbekistan20262505202611(21)615620Copyright © Батырбай С.А., Бейсенбаев О.К., Сидиков А.С., Дауренбек Н.М., 20262026Батырбай С.А., Бейсенбаев О.К., Сидиков А.С., Дауренбек Н.М.Batyrbay S.А., Beisenbayev О.K., Sidikov А.S., Daurenbek N.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/2213

В современных условиях особое внимание уделяется разработке экологичных и долговечных вяжущих материалов, получаемых с применением вторичных и возобновляемых ресурсов. Одним из перспективных направлений является модификация нефтяных вяжущих природными и полимерными компонентами, способными улучшать их эксплуатационные характеристики. В настоящем исследовании проведено модифицирование гудрона смесью госсиполовой смолы и вторичного полипропилена (ВПП) при участии персульфата калия (K₂S₂O₈), выполняющего функцию инициатора радикальных процессов. Применение методов ИК-Фурьеспектроскопии и растровой электронной микроскопии позволило установить образование новых функциональных групп, повышение степени полярности вяжущего и более равномерное распределение полимерной фазы в его структуре. Проведённые испытания показали улучшение адгезионных, термических и деформационных свойств модифицированного материала по сравнению с исходным гудроном. Повышение структурно-механической прочности и стабильности к старению свидетельствует о синергетическом эффекте между госсиполовой смолой и ВПП. Разработанная технология демонстрирует эффективность утилизации отходов хлопкоперерабатывающей промышленности и пластика, что открывает возможности для создания устойчивых, высококачественных и конкурентоспособных вяжущих систем с пониженными экологическими рисками и расширенными областями применения, включая дорожное строительство, гидроизоляционные покрытия, промышленные смеси и инновационные композитные материалы для строительной отрасли.

In modern conditions, special attention is given to the development of environmentally friendly and durable binders produced using secondary and renewable resources. One of the promising approaches is the modification of petroleum binders with natural and polymer components capable of improving their performance characteristics. In this study, the modification of bitumen residue was carried out using a mixture of gossypol resin and recycled polypropylene (RPP) in the presence of potassium persulfate (K₂S₂O₈), which served as a radical initiator. The application of FTIR spectroscopy and scanning electron microscopy made it possible to identify the formation of new functional groups, an increase in binder polarity, and a more uniform distribution of the polymer phase within its structure. The conducted tests revealed improvements in the adhesive, thermal, and deformation properties of the modified material compared to the original bitumen residue. The enhancement of structural-mechanical strength and aging resistance indicates a synergistic effect between gossypol resin and RPP. The developed technology demonstrates the efficiency of utilizing cotton processing and plastic waste, offering opportunities to create sustainable, high-quality, and competitive binder systems with reduced environmental risks and expanded areas of application, including road construction, waterproofing coatings, industrial mixtures, and innovative composite materials for the construction industry.

гудронгоссиполовая смолавторичный полипропиленперсульфат калияИК-спектроскопиярастровая электронная микроскопияtargossypol resinsecondary/recycled polypropylenepotassium persulfateFTIR analysisscanning electron microscopyReferencesShafabakhsh G. Using Waste Plastics as Asphalt Modifier: A Review / G. Shafabakhsh, M. Sadeghnejad, M. Karami // Materials. – 2022. – Vol. 15, № 14. – P. 8112.Shafabakhsh G. Using Waste Plastics as Asphalt Modifier: A Review / G. Shafabakhsh, M. Sadeghnejad, M. Karami // Materials. – 2022. – Vol. 15, № 14. – P. 8112.Ariyawansa C. Using Waste Plastics as Asphalt Modifier: A Review / C. Ariyawansa, S. Sirisomboonchai, Y. Zhou // International Journal of Pavement Research and Technology. – 2022. – Vol. 15. – Article 8745802.Ariyawansa C. Using Waste Plastics as Asphalt Modifier: A Review / C. Ariyawansa, S. Sirisomboonchai, Y. Zhou // International Journal of Pavement Research and Technology. – 2022. – Vol. 15. – Article 8745802.Li H. A chemical method to upcycle waste polypropylene into bitumen modifiers / H. Li, X. Zhang, Q. Yang // Journal of Cleaner Production. – 2025. – Vol. 457. – P. 141239.Li H. A chemical method to upcycle waste polypropylene into bitumen modifiers / H. Li, X. Zhang, Q. Yang // Journal of Cleaner Production. – 2025. – Vol. 457. – P. 141239.Saeed K. Recycled Polymer Modified Bitumen for Road Construction / K. Saeed, M. Raza, N. Ali // International Journal of Engineering Research and Applications. – 2023. – Vol. 13, № 4. – P. 45-53.Saeed K. Recycled Polymer Modified Bitumen for Road Construction / K. Saeed, M. Raza, N. Ali // International Journal of Engineering Research and Applications. – 2023. – Vol. 13, № 4. – P. 45-53.Mohammed S. Recycling micro polypropylene in modified hot asphalt mixture / S. Mohammed, M. El-Basyouny, K. Omar // Scientific Reports. – 2023. – Vol. 13. – Article 30857.Mohammed S. Recycling micro polypropylene in modified hot asphalt mixture / S. Mohammed, M. El-Basyouny, K. Omar // Scientific Reports. – 2023. – Vol. 13. – Article 30857.Yernazarov E. Modified Bitumen Materials from Kazakhstani Oilfield / E. Yernazarov, L.L. Frolova, R.V. Silva // Advances in Polymer Technology. – 2024. – Vol. 43, № 2. – P. 112-121.Yernazarov E. Modified Bitumen Materials from Kazakhstani Oilfield / E. Yernazarov, L.L. Frolova, R.V. Silva // Advances in Polymer Technology. – 2024. – Vol. 43, № 2. – P. 112-121.Abbas M. The nutritional and industrial significance of cottonseeds and gossypol / M. Abbas, A. Ibrahim, H. Chen // Plant Phenome Journal. – 2023. – Vol. 6. – Article e10433.Abbas M. The nutritional and industrial significance of cottonseeds and gossypol / M. Abbas, A. Ibrahim, H. Chen // Plant Phenome Journal. – 2023. – Vol. 6. – Article e10433.Niu X. The potential roles of gossypol as anticancer agent / X. Niu, J. Zhang, Y. Liu // Frontiers in Pharmacology. – 2024. – Vol. 15. – Article 10722855.Niu X. The potential roles of gossypol as anticancer agent / X. Niu, J. Zhang, Y. Liu // Frontiers in Pharmacology. – 2024. – Vol. 15. – Article 10722855.Gulomov Sh.T. Researches of process of reception of anticorrosive materials and building bitumens on the basis of gossypol resin / Sh.T. Gulomov, Kh.Z. Rajapbayev // Zamonaviy fan ta’lim va tarbiya jurnali. – 2018. – № 1. – P. 112-118.Gulomov Sh.T. Researches of process of reception of anticorrosive materials and building bitumens on the basis of gossypol resin / Sh.T. Gulomov, Kh.Z. Rajapbayev // Zamonaviy fan ta’lim va tarbiya jurnali. – 2018. – № 1. – P. 112-118.Kumar V. Radiation and Radical Grafting Compatibilization of Polymers for Improved Bituminous Binders / V. Kumar, A. Patel, R. Singh // Polymer Bulletin. – 2024. – Vol. 81, № 9. – P. 4112-4127.Kumar V. Radiation and Radical Grafting Compatibilization of Polymers for Improved Bituminous Binders / V. Kumar, A. Patel, R. Singh // Polymer Bulletin. – 2024. – Vol. 81, № 9. – P. 4112-4127.Bhattacharyya A. Grafting: a versatile means to modify polymers / A. Bhattacharyya. – Famagusta: Eastern Mediterranean University, 2017. – 32 p.Bhattacharyya A. Grafting: a versatile means to modify polymers / A. Bhattacharyya. – Famagusta: Eastern Mediterranean University, 2017. – 32 p.Rao K.R. Studies on K₂S₂O₈/Ascorbic acid initiated synthesis and grafting / K.R. Rao, A. Sharma, M. Khan // YMER Journal. – 2021. – Vol. 20, № 3. – P. 153-160.Rao K.R. Studies on K₂S₂O₈/Ascorbic acid initiated synthesis and grafting / K.R. Rao, A. Sharma, M. Khan // YMER Journal. – 2021. – Vol. 20, № 3. – P. 153-160.Liu B. Solid-state hydroxylation of polypropylene initiated by potassium persulfate / B. Liu, P. Zhou, Y. Wang // Macromolecular Research. – 2025. – Vol. 33, № 5. – P. 712-721.Liu B. Solid-state hydroxylation of polypropylene initiated by potassium persulfate / B. Liu, P. Zhou, Y. Wang // Macromolecular Research. – 2025. – Vol. 33, № 5. – P. 712-721.Oxidative Modification of Bitumen with Natural Resins / X. Li еt al // Fuel. – 2022. – Vol. 320. – P. 124-138.Oxidative Modification of Bitumen with Natural Resins / X. Li еt al // Fuel. – 2022. – Vol. 320. – P. 124-138.Effect of Bio-based Additives on Bitumen Rheology and Structure / R.A. Al-Mansob et al // Materials Today Communications. – 2020. – Vol. 25. – P. 101-136.Effect of Bio-based Additives on Bitumen Rheology and Structure / R.A. Al-Mansob et al // Materials Today Communications. – 2020. – Vol. 25. – P. 101-136.Morphological Characterization of Polymer-Modified Asphalt Binders / J. Zhang et al // Construction and Building Materials. – 2019. – Vol. 229. – P. 116-147.Morphological Characterization of Polymer-Modified Asphalt Binders / J. Zhang et al // Construction and Building Materials. – 2019. – Vol. 229. – P. 116-147.Gawel I. The Role of Polymer Distribution in Bitumen Compatibility / I. Gawel, F. Czechowski // Fuel Processing Technology. – 2018. – Vol. 176. – P. 150-158.Gawel I. The Role of Polymer Distribution in Bitumen Compatibility / I. Gawel, F. Czechowski // Fuel Processing Technology. – 2018. – Vol. 176. – P. 150-158.Sustainable Asphalt Using Recycled Polymers and Natural Additives / M.S. Sureshkumar et al // Journal of Materials Research and Technology. – 2020. – Vol. 9(6). – P. 13688-13700.Sustainable Asphalt Using Recycled Polymers and Natural Additives / M.S. Sureshkumar et al // Journal of Materials Research and Technology. – 2020. – Vol. 9(6). – P. 13688-13700.Performance Enhancement of Asphalt Binder via Radical Grafting / H. Wang et al // Polymer Degradation and Stability. – 2021. – Vol. 183. – P. 109-121.Performance Enhancement of Asphalt Binder via Radical Grafting / H. Wang et al // Polymer Degradation and Stability. – 2021. – Vol. 183. – P. 109-121.

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