Основные свойства резины

Глава 26

РЕЗИНЫ

Резина – важный конструкционный материал для производства технических изделий во многих отраслях народного хозяйства. Она является продуктом химического превращения (вулканизации) каучуков. Каучуки, взаимодействуя с определенными вулканизирующими веществами, претерпевают внутренние химические изменения, в результате чего образуется новый продукт – резина. Исходный материал для получения резины – резиновая смесь. Ее основу составляет каучук, содержание которого колеблется в различных изделиях от 5 до 95 %.

Основные свойства резины

Резина обладает совокупностью ценных свойств – высокой упругостью и способностью поглощать вибрации; она хорошо сопротивляется истиранию и многократным растяжению и изгибу. Резина газо- и водонепроницаема, стойка против воздействия масел, жидкого топлива и ряда других сред и является диэлектриком. Созданы электропроводная, магнитная, прозрачная и другие резины с новыми свойствами. Резина в готовом изделии находится в термостабильном состоянии; она нерастворима (но способна набухать) и иногда непластична. Исходная же (невулканизи-рованная) резиновая смесь обладает хорошей пластичностью, обеспечивающей возможность формообразования различных изделий.

Упругопрочностные свойства резины при растяжении характеризуются: условным пределом прочности – отношение силы, вызывающей разрыв образца, к его первоначальному сечению; относительным удлинением – отношением длины образца в момент разрыва к его первоначальной длине; условным напряжением при заданном удлинении образца, а также величинами истинного напряжения при заданном удлинении и истинной прочностью.

Сопротивление резины истиранию выражается потерей объема резины, отнесенного к работе трения, и интенсивностью истирания – потерей объема резины в единицу времени.

Набухание резины определяется при нахождении ее определенное время в какой-либо жидкости и характеризуется увеличением массы (или объема), отнесенной к исходной массе (или объему), и выражается в процентах.

Эластичность резины – свойство резины упруго деформироваться без разрушения под действием силы и восстанавливаться после прекращения действия силы, то есть отношение возвращенной энергии к энергии, затраченной на деформацию образца при ударе, выраженное в процентах.

Старение резины – снижение ее свойств (прочности, эластичности, электрического сопротивления и др.) иод воздействием эксплуатационных факторов (теплоты, холода, света, воздуха, кислорода, механического нагружения и др.).

Теплостойкость резины определяют по снижению предела прочности и относительного удлинения после действия на нее насыщенного пара и не менее чем двухчасового отдыха.

Коэффициент теплостойкости резины (К_Т) – сопротивление разрыву после шестичасового воздействия насыщенного пара при температуре (143 + 3) °С – определяют не менее чем через 2 ч выдержки при нормальных условиях и вычисляют по формуле К_Т = А_Т/А, где А – условная прочность при разрыве до воздействия пара, МПа; А_Т – условная прочность при разрыве после воздействия насыщенного пара, МПа.

Морозостойкость резины – способность ее сохранять эластичность и другие свойства при низких температурах. Морозостойкость определяют несколькими способами:

– измерением деформации образца при нормальной (комнатной) и минусовой температурах при одних и тех же величинах и условиях нагружения;

– по эластическому восстановлению образца, сжатого при комнатной и выдержанного при пониженной температурах после снятия нагрузки;

– растяжением образца до заданного удлинения при 23 °С и определением величины удлинения того же «отдохнувшего» образца при низкой температуре под воздействием того же груза.

Во всех случаях потом определяют коэффициент морозостойкости.

Светостойкость резины – стойкость к старению в климатических условиях при преимущественном воздействии солнечной радиации.

Атмосферостойкость резины – стойкость к старению в климатических условиях под воздействием температуры, влажности воздуха и других факторов.

Свойства резины зависят прежде всего от свойств ее основы – каучука. Каучуки по своему происхождению разделяются на натуральные (или естественные) и синтетические (или искусственные).

Натуральный каучук получают из млечного сока (латекса) каучуконосных растений. Это природный полимер, обладающий при обычных температурах высокими эластическими свойствами. Важнейшие типы – рифленый смокед-щит (продукт светло-янтарного цвета), светлый креп (продукт светло-кремового цвета).

Синтетический каучук (СК) по свойствам близок к натуральному. Его получают путем синтеза из органических веществ. Промышленные виды СК, которых насчитывается несколько десятков, различаются между собой как по исходному сырью и способам производства, так и по составу и физико-механическим свойствам. Производство СК складывается из двух основных процессов: получения мономеров (бутадиен, стирол, хлоропрен, акрилонитрил и др.) и их полимеризации в каучукообразный продукт. Сырьем для получения мономеров являются нефтепродукты, природный газ, ацетилен, древесина и др.

СК представляют собой высокомолекулярные вещества, обладающие свойствами, подобными естественным каучукам, и способные вулканизироваться. Общепринятой является классификация СК по областям применения: каучуки общего назначения, применяемые в массовом производстве таких изделий, в которых реализуется основное свойство резины – эластичность (шины, транспортные ленты, резиновая обувь и др.), и каучуки специального назначения, применяемые в производстве изделий, которые, наряду с эластичностью, должны обладать стойкостью к воздействию различных агентов (растворителей, кислот, щелочей, нефтепродуктов, кислорода, озона и т. д.), тепло- и морозостойкостью (т. е. способностью сохранять эластические свойства в широком интервале температур) или другими специальными свойствами. Эта классификация по областям применения весьма условна. Так, многие СК обладают комплексом свойств, позволяющих применять их как каучуки общего и специального назначения; вместе с тем к ряду резин общего назначения предъявляют также и специфические требования (например, масло- и бензостойкость – для резиновых перчаток и обуви, морозостойкость – для шин и др.).

Поиск по сайту: