10
В резиновой промышленности применяют десятки различных
каучуков и других ингредиентов. Так, сочетая разные каучуки и раз-
личные наполнители, получают резиновые
смеси и резины с новыми
технологическими и техническими свойствами. Это полностью отно-
сится и к выбору вулканизующих систем, когда одновременное ис-
пользование органических ускорителей различных классов позволяет в
широком интервале изменять технологические свойства резиновых
смесей. Для снижения стоимости резиновой смеси выбирают наиболее
дешевый каучук и/или снижают содержание каучука в смеси. С этой
целью повышают содержание технического
углерода и мягчителей,
используют минеральные наполнители. Стоимость резиновой смеси
возрастает при добавлении защитных добавок или использовании вул-
канизующих систем с пониженным содержанием элементарной серы.
Таким образом, разработка резиновой смеси включает:
– определение основных и дополнительных свойств резины,
ответственных за работоспособность изделия, и допустимых пре-
делов значений показателей этих свойств;
– выбор типа каучука;
– определение необходимых свойств резиновой смеси и до-
пустимых пределов значений показателей этих свойств примени-
тельно к технологическому процессу изготовления изделия;
– выбор ингредиентов, обеспечивающих
заданные свойства
резиновой смеси и резины.
1.3.
Выбор каучука
Основу резиновой смеси составляет каучук, который, прежде
всего, определяет эластичность, а также ряд технических, техно-
логических свойств и стоимость резинового изделия.
Каучук является реакционноспособным компонентом, который
под воздействием механических нагрузок (особенно циклических),
агрессивных жидкостей и газов, низких и высоких температур может
претерпевать разнообразные структурные изменения, приводящие к
ухудшению физических, химических и механических свойств резин.
Следовательно, от правильного выбора полимера зависит и продол-
жительность эксплуатации резинового изделия.
На начальной стадии проводят выбор не конкретной марки, а
группы каучуков, причем в качестве
критерия выбирают такие
параметры резин, которые практически полностью зависят от
структуры и состава полимера.
11
Так, если в процессе эксплуатации на резиновые изделия воз-
действуют, хотя бы кратковременно, моторные топлива, смазки
или неполярные органические растворители, резина для подобных
изделий должна обладать маслобензостойкостью. К таким каучу-
кам относятся полярные полимеры, содержащие в своей структуре
не менее 5,0 мас. % атомов азота, кислорода, серы или галогенов
(обычно фтора или хлора).
Когда изделие предназначено для эксплуатации при низких тем-
пературах (ниже –40°С), применяются
неполярные полимеры с ми-
нимальной температурой стеклования и пониженной кристаллизуе-
мостью. Для производства изделий, подвергающихся действию высо-
ких температур (150°С и выше), применяются теплостойкие каучуки с
небольшим содержанием С=С-связей или полностью насыщенные.
Большое число резиновых изделий при работе подвергаются
многократному деформированию и фрикционному износу (напри-
мер, автомобильные шины). Долговременная работа этих изделий
достигается за счет применения ненасыщенных, стереорегулярных
каучуков, в частности натурального и синтетических на основе
изопрена, бутадиена или их комбинации.
Информация о свойствах каучуков, применяемых в настоящее
время в резиновой промышленности, о ряде обобщенных качест-
венных и количественных
характеристик на их основе, а также
предпочтительные области применения резиновых изделий пред-
ставлены в табл. 2 [2, 4–6].
После выявления группы каучуков, на основе которых в первом
приближении резины будут длительно противостоять воздействию
основных эксплуатационных факторов, приступают к определению
марки каучука, используя в качестве критериев важнейшие техни-
ческие и технологические свойства. К таким техническим свойствам
относятся: условная прочность при растяжении, относительное уд-
линение и относительная остаточная деформация после разрыва;
твердость; сопротивление многократному растяжению; накопление
остаточной деформации при сжатии; сопротивление старению:
гистерезисные и электрические свойства и т. д.
Технологические свойства – энергетические затраты, диспер-
гирование
ингредиентов в матрице каучука, вязкость, усадка,
вальцуемость, шприцуемость и каландруемость резиновых смесей,
стабильность в процессе переработки (стойкость к подвулканиза-
ции), скорость вулканизации, характер изменения технических
свойств после достижения оптимума вулканизации и др.
