2.2.1. Материалы для слоев сжатия и растяжения. Слои
сжатия и растяжения образуют основной массив ремня. В ремнях
кордшнуровой конструкции эти элементы занимают около 60%,
в кордтканевых около 40% по объему.
При работе ремня слой сжатия испытывает многократные де-
формации изгиба, сжатия, растяжения. В соответствии с этим к
материалу слоя сжатия предъявляют целый ряд требований, ос-
новными из которых являются: выносливость при многократных
деформациях; малое теплообразование и высокие температуро- и
теплостойкость; сравнительно высокая твердость и анизотропия
свойств в продольном и поперечном направлениях; масло- и бен-
зостойкость; технологичность при изготовлении ремней. Слой
растяжения испытывает меньшие деформации, чем слой сжатия,
поэтому в данном слое достаточно эффективно используют мате-
риалы слоя сжатия.
Требованиям, предъявляемым к слою сжатия, лучше всего
удовлетворяют резины на основе полихлоропренового каучука,
который обладает высокими динамическими свойствами, тепло-,
бензо-, масло- и светоозоностойкостью. Практически все ремни, за
исключением работающих при низких температурах, изготавли-
вают из полихлоропренового каучука. Зарубежные фирмы высо-
60
кокачественные ремни выпускают на неопренах. Помимо поли-
хлоропренового применяют натуральный, бутадиен-стирольный,
изопреновый, бутадиеновый, бутадиен-нитрильный каучуки.
В ремнях применяют хлоропреновые каучуки, регулированные
серой или меркаптанами:
– каучуки, регулированные серой – наирит ДСН (неопрен GRT,
денка-хлоропрен PS-40), наирит ДСР (неопрен GN, байпрен 610,
денка-хлоропрен РМ-40);
– каучуки, регулированные меркаптанами – наирит ДН (не-
опрен WRT, байпрен 110, денка-хлоропрен S-40V, скайпрен В-5,
бутахлор МС-10), наирит ДП (неопрен W, денка-хлоропреп М-40,
бутахлор МС-3, скайпрен В-10), наирит ДХ (неопрен WX, ден-
ка-хлоропрен М-41).
Для резин, работающих в условиях высокого усталостного
нагружения, предпочтительнее каучуки, регулированные серой
(наириты ДСН, ДСР). Они обеспечивают лучшую конфекционную
клейкость смесей. Резины с ними имеют достаточно высокую проч-
ность при разрыве. Каучуки, регулированные меркаптанами, более
стабильны по свойствам, легче перерабатываются.
Вулканизующая группа для каучуков, регулированных серой,
содержит комбинацию оксидов магния и цинка (1–4 мас. %).
Для каучуков, регулированных меркаптанами, рекомендуется
вулканизующая система, содержащая в зависимости от рецептуры
0,3–1,0 мас. ч. тиурама Д; 0,3–1,0 мас. ч. серы и 0,3–1,0 мас. ч.
гуанида Ф. Для повышения теплостойкости резин в напряженном
состоянии следует использовать ускорители, такие как этилен-
тиомочевина или NA-22. Дозировка этих ускорителей должна быть
в пределах 0,3–1,0 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. Серу в этих слу-
чаях вводить не следует. Возможно применение сульфенамидных
ускорителей (до 1,0 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука).
В слое сжатия применяют резины трех типов с различной
твердостью по Шору А (усл. ед. по Шору А): для ремней общего
назначения – 68–75; для вариаторных ремней и ремней узких се-
чений – 78–85; для вариаторных ремней, работающих в передачах с
высокой мощностью, а также для ремней без обертки боковых по-
верхностей – 80–90. Содержание каучука в резинах – 41–48 мас. %.
В резинах первого типа используется наирит и СКН-18М в
комбинации 70 : 30, реже резины содержат только наирит. Техни-
ческий углерод марок П701 и Т900 вводят в соотношении 1 : 1 или
1 : 0,8, что позволяет получить резины с хорошими динамическими
61
свойствами. В резинах второго типа в 1,5 раза повышено содер-
жание техуглерода типа П701 (N772). Резины третьего типа по-
мимо углерода (40,0–45,0 мас. ч.) содержат волокнистые напол-
нители. Применение таких резин позволяет получать ремни с по-
вышенной поперечной жесткостью и износостойкостью, большей
тяговой способностью. В качестве волокнистых наполнителей ис-
пользуют природные, химические и минеральные волокна, кото-
рые повышают монолитность материала, его устойчивость к ис-
тиранию: минеральные волокна придают резинам высокую проч-
ность и жесткость.
В клиновых ремнях применяют различные волокнистые на-
полнители: хлопчатобумажные, химические волокна в виде очесов,
отходы производства искусственного меха, резиноволокнистые
наполнители, которые изготавливают из отходов прорезиненных
хлопчатобумажных и вискозных тканей.
Применяется прессовочный термореактивный дозирующийся
стекловолокнит (ДСВ), изготовленный на основе модифициро-
ванной фенолформальдегидной смолы, которая играет роль свя-
зующей комплексных стеклянных нитей, состоящих из элемен-
тарных волокон.
В процессе переработки резиновых смесей, в частности при
каландровании, волокна наполнителя ориентируются за счет сдви-
говых деформаций резиновой смеси. Ориентация волокон приводит
к анизотропии свойств материала, которая определяется как отно-
шение физико-механических свойств, например модулей при малых
удлинениях образцов вулканизатов, измеренных вдоль и поперек
направления каландрования. При этом в одном материале сочета-
ются жесткость и гибкость. Максимальная анизотропия свойств
достигается в том случае, если отношение длины волокна к его
диаметру (фактор формы) составляет 100–200. Между модулями
резины при растяжении в направлении вдоль каландрования и мо-
дулями поперечной жесткости ремня установлена линейная связь.
Наиболее эффективным является наполнитель на основе руб-
леной вискозной нити, пропитанной латексно-смоляным составом
на основе наиритового латекса. Фактор формы наполнителя в
пределах 120–200. Он, по сравнению с другими наполнителями,
позволяет получать резины с большей анизотропией свойств в
продольном и поперечном направлениях, что очень важно для
обеспечения высокой поперечной жесткости ремней. При содер-
жании наполнителя в смеси 7 мас. % анизотропия при 10%-ном
62
растяжении по величине модуля составляет 3–4, для резин с на-
полнителем ДСВ ее величина равна 1,2–1,5.
Обработанный пропиточным составом вискозный наполнитель
имеет хорошую адгезию к резине и лучше распределяется в поли-
мерной матрице.
В зарубежной промышленности применяют целый ряд во-
локнистых наполнителей, таких как очесы хлопка, рубленое вис-
козное волокно, волокна древесной целлюлозы, обработанные
специальными составами.
Содержание волокнистого наполнителя, в зависимости от его
типа, может составлять от 10,0 до 40,0 мас. ч. Следует отметить,
что резины с ориентированными при каландровании волокнами в
ремне должны располагаться таким образом, чтобы волокна были
под углом 90° к его длине.
Для того чтобы повысить адгезию волокнистого наполнителя к
резине, полезно введение белой сажи и модификатора РУ в дози-
ровках соответственно по 5,0 и 2,0–2,5 мас. ч. В производстве ре-
зин, используемых в слое сжатия, нашли применение полимери-
зационноспособные олигомеры класса олигоэфиракрилатов (ОЭА).
На стадии переработки резиновых смесей ОЭА, представляющие
собой жидкости различной вязкости, служат «временными» пла-
стификаторами. Введение ОЭА уменьшает вязкость смесей, улуч-
шает процессы смешения, снижает подвулканизацию.
Образование в процессе вулканизации в каучуках фазы от-
вержденного олигомера пространственно-сетчатой структуры по-
зволяет в резинах слоя сжатия повысить твердость при сохранении,
а в ряде случаев и при повышении динамической выносливости
резин. В качестве инициаторов полимеризации ОЭА применяют
пераксимон F-40, гексол ЗВ в дозировке 1,0–1,5 мас. ч.
В резинах на основе наирита могут применяться ОЭА разных
марок, например Д-35, МГФ-9, которые используют в комбинации
(соотношение 1 : 1) в дозировке 4,0–10,0 мас. ч.
Технологические свойства резиновых смесей регулируют
пластификаторами: дибутилфталатом, дибутилсебационатом, ва-
зелином техническим, пластификатором нефтяным ПН-6Ш и др.
Для наиритов, регулированных серой, применяют химические
пластификаторы: 2-меркаптобензтиазол, тиурам Д, гуанид Ф,
2,2'-дибензтиазолдисульфид.
Клейкость регулируют жирными синтетическими кислота-
ми фракций С
17
–С
20
, инден-кумароновой смолой, парафинами.
63
Для снижения подвулканизации смесей используют хозяйственное
мыло, N-нитрозодифениламин, 2,2-дибензтиазолдисульфид, про-
тивостарители: ацетонанил Р, диафен ФП.
Если клиновые ремни предназначены для эксплуатации в усло-
виях низких температур, то в слое сжатия и растяжения применяют
резины на основе морозостойкого наирита М, обеспечивающие ра-
ботоспособность ремней при температуре до –50°С. Наирит М –
серийный наирит, регулированный серой, в процессе изготовления
которого на стадии латекса введен антифриз – дибутилсебацинат
(ДБС). Резины с этим каучуком сохраняют удовлетворительную
теплостойкость и высокую маслобензостойкость. Для эксплуатации
ремней при температурах до –60°С используют резины на основе
бутадиенового (СКД) и изопренового (СКИ-3) каучуков в соотно-
шении от 70,0–40,0 до 50,0–50,0 мас. ч. Температура хрупкости
получаемых резин при этом составляет –74°С. Динамическая вы-
носливость таких резин ниже, чем для резин из полихлоропреновых
каучуков. Чтобы улучшить динамические свойства, в качестве вул-
канизующего агента для этих каучуков применяют бензойную ки-
слоту, которая повышает выносливость резин при многократных
деформациях и снижает теплообразование.
Резины слоя сжатия каландруют в листы или шприцуют в виде
полосы трапециевидного сечения. Толщина листов или размеры
полосы зависят от способа сборки ремней и их размеров.
Do'stlaringiz bilan baham: |