Влияние режимов ионно-плазменного напыления на структуру и свойства износостойких покрытий

Глава II 
ОБЪЕКТЫ, 
ВЫБОР 
МЕТОДОВ 
И 
СРЕДСТВ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 
2.1 
Объекты исследования 
В качестве объекта исследования использовали серийную резину на основе 
комбинации каучуков 70 масс. ч. полихлоропренового каучука Денка РS-40А 
или Байпрен 611 и 30 масс. ч. БНКС-28 АМН (далее исходная), применяемую 
для изготовления покровного слоя резинокордных оболочек и различных РТИ; 
в качестве модификаторов поверхности резин – тугоплавкие металлы: молиб-
ден, вольфрам и тантал.
Для проведения исследовательской работы использовали образцы для ис-
пытаний, перечень которых указан в таблице 2.1. 
Таблица 2.1 - Перечень образцов для проведения исследований
Метод испытания 
Наименование образца, включающие 
исходные и модифицированные 
Сопротивление 
истиранию, 
коэффициент трения 
вулканизованные
образцы – ириски 
Метод 
определения 
упруго-
прочностных свойств 
образцы 
– 
лопатки, 
толщиной
(2,0±0,2) мм, типа I, вырубленные из 
вулканизованных пластин
Метод испытания на стойкость к 
термическому старению 
Метод определения усталостной 
выносливости при многократном 
растяжении 
Метод определения температурного 
предела хрупкости 
образцы полоски размером (6,0±0,5) мм 
и длиной от 25 до 45 мм, вырубленных 
из пластин толщиной (2,0±0,2) мм
Метод испытания на стойкость в 
ненапряженном состоянии к воздей-
ствию жидких агрессивных сред
образцы в виде квадратов размером 
20х20 мм вырубленных из вулканизо-
ванных пластин толщиной (2,0±0,2) мм 
2.1.1 Компоненты резиновой смеси и вулканизаты 
2.1.1.1 Каучуки резиновой смеси 
Хлоропреновый каучук Денка РS-40А (Н) или Байпрен 611 
Хлоропреновые каучуки являются продуктами полимеризации хлоропре-
на СН
2
=ССl-СН=СН
2
(хлор-2-бутадиен-1,3) или сополимеризации его с други-
ми мономерами. Полихлоропрен представляет собой преимущественно транс-2-
хлор-2-бутадиен. Химические реакции, протекающие в полихлоропрене, имеют 

---

53 
свою специфику, что связано с наличием полярного атома Сl. Объединяет все 
необходимые качества – высокую эластичность, малую горючесть и сопротив-
ление старению. 
H 
| 
~[ – CH
2
– C = C – CH
2
– ]
n
~
| 
Cl
Вулканизаты хлоропреновых каучуков обладают прекрасной атмосферо-, 
озоно-, маслобензостойкостью. Хлоропреновые каучуки сочетают высокую 
стойкость к атмосферным воздействиям с высокими прочностными характери-
стиками, удовлетворительной теплостойкостью и хорошими технологическими 
свойствами. 
В диссертационной работе были использована резины на основе хлоропре-
новых каучуков Денка РS-40А (фирма «Денка, Япония), Байпрен-611 (фирма 
«Байер», Германия), основные характеристики даны в таблице 2.2. 
Таблица 2.2 - Характеристики хлоропреновых каучуков 
Наименование показателей 
Денка РS-40А
п. ЕА742426 
Байпрен-611
п. 30718Д-S03 
норма 
факт 
норма 
факт 
Вязкость по Муни МБ-1+4 (100 °C) 
35-55 
49 
42-54 
42 
Время 
начала 
подвулканизации
при 120 °C, мин не менее
13 
30 
13 
22 
Условная прочность при растяжении, 
МПа, не менее 
23,0 
31,8 
23,0 
29,98 
Относительное удлинение при разрыве, 
%, не менее 
800 
900 
800 
870 
Потери массы при сушке, %, не более 
1,0 
0,12 
0,5 
0,08 
Массовая доля золы, %, не более 
0,4 
0,28 
1,0 
0,20 
Бутадиен-нитрильный каучук БНКС-28АМН
Бутадиен-нитрильные каучуки являются продуктом сополимеризации бу-
тадиена и нитрила акриловой кислоты. Основные свойства резин на основе 
БНК зависят от содержания в них связанного НАК. С увеличением содержания 
повышается прочностные свойства, твердость, износостойкость, стойкость
к набуханию в алифатических углеводородах и стойкость к тепловому старе-

---

54 
нию. Совмещение каучука с этиленпропиленовыми и хлоропреновыми каучу-
ками улучшает озоностойкость и стойкость к тепловому старению. Молекулы 
БНК состоят из статистических чередующихся звеньев бутадиена и НАК. Зве-
нья бутадиена, присоединенные в положении 1,4, имеют преимущественно 
транс-конфигурацию; содержание звеньев бутадиена, присоединенных положе-
ние 1,2 не превышает 10 % и уменьшается с увеличением содержания присо-
единенного НАК. 
- [ – CH
2
– CH = CH – CH
2
– ]
n
– [ – CH
2
– CH – ]
m
-
| 
CN 
- [-СН
2
-СН=СН-СН
2
-СН
2
-СН-СН
2
-СН-СН
2
-СН-]
п 
| 
| |
СN СН=СН
3
СN 
Резины на основе БНК отличаются высокой стойкостью к набуханию
в алифатических углеводородах, жирах и растительных маслах [142]. Совмеще-
ние с хлоропреновым каучуком улучшает озоностойкость и стойкость к тепло-
вому старению. Благодаря высокой стойкости к действию масел и других 
агрессивных агентов БНК нашли широкое применение для изготовления раз-
личных маслобензостойких РТИ, а также для производства изоляционных и 
электропроводящих резин, покрытий, стойких в агрессивных средах [143]. 
Для проведения исследования в работе использовали каучук марки
БНКС-28 АМН (ТУ 38. 30313-2006). Основные характеристики БНК, применя-
емых в резиновых смесях и вулканизатах представлены в таблице 2.3. 
Таблица 2.3 - Основные характеристики бутадиен-нитрильных каучуков 
Наименование показателей 
БНКС-28 АМН 
норма 
факт 
Вязкость по Муни МБ-1+4 (100 °C) 
61-70 
68 
Условная прочность при растяжении, МПа, не менее 
23,5 
25,3 
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее 
500 
540 
Изменение массы вулканизата в смеси изооктан-
толуола, %, не более 
34 
33,8 
Потери массы при сушке, %, не более 
0,8 
0,22 
Массовая доля золы, %, не более 
1,0 
0,33 
Массовая доля связанного нитрила акриловой кисло-
ты, % 
27-30 
29