23.5 Резиновые материалы

Резиновые материалы представляют собой сложную смесь разнообразных компонентов, основным из которых является продукт вулканизации каучука.

1. Свойства резиновых материалов.

Материалы обладают следующими достоинствами:

- высокой эластичностью в широких интервалах температур;

- хорошей вибростойкостью (способностью поглощать колебания);

- повышенной химической стойкостью;

- стойкостью к истиранию;

- хорошими диэлектрическими свойствами и т. д.

Недостатками резиновых материалов являются: относительно низкая тепло- и морозостойкость, склонность к старению под воздействием тепла, кислорода воздуха и света. Кроме того, резина содержит свободную серу, а последняя с течением времени выделяется и вызывает коррозию контактирующих с ней металлов.

2. Классификация резиновых материалов.

По назначению различают следующие группы резины:

Общего назначения;

Специального назначения (теплостойкие, морозостойкие, маслобензостойкие, стойкие к действию химически агрессивных сред (в том числе стойкие к гидравлическим жидкостям), диэлектрические, электропроводящие, магнитные, огнестойкие, радиационностойкие, вакуумные, фрикционные (износостойкие), пищевого и медицинского назначения, для условий тропического и другого климата).

По типам:

- пористые, или губчатые резины;

- цветные и прозрачные резины.

3. Компонентный состав резин.

Изделия изготовляются из резиновых смесей, в состав которых входят следующие компоненты: каучук, вулканизующие, вещества, ускорители вулканизации, наполнители, противостарители, мягчители, регенерат и красители.

Каучук — основа резиновых смесей, определяющая основные физико-химические и механические свойства резин. Содержаний каучука в смесях (5…92) %. В настоящее время в промышленности применяют натуральный каучук растительного происхождения и каучуки, получаемые химическим путем (синтетические).

Из синтетических каучуков наиболее распространены натрий-бутадиеновый, бутадиенстирольный, бутадиеннитрильный, силиконовый, хлоропреновый, полиизопреновый.

Вулканизация — это физико-химический процесс взаимодействия каучука с вулканизующим веществом, в результате которого происходит изменение свойств каучука: он теряет пластичность, становится эластичным, увеличивается прочность, стойкость к действию химических веществ. Важнейшим вулканизующим веществом является сера. Изменяя содержание серы в составе резиновых смесей, можно получать резину с различной степенью эластичности. Так, например, для получения мягких резин в состав смеси вводят (1…3)% серы; полутвердых резин — около 10 %, а твердых резин (эбонита) — (30…40) %.

Для сокращения времени вулканизации вводят химические вещества, называемые ускорителями вулканизации.

Наполнители — порошкообразные материалы разделяются на активные и неактивные. К активным наполнителям относятся: ламповая, газовая, форсуночная сажи, каолин, цинковые белила (окись цинка и др.). Эти вещества в количестве (45…60) %, значительно повышают прочность при разрыве, сопротивление истиранию и др. механические характеристики. Неактивные наполнители вводят главным образом для удешевления резин. В качестве неактивных наполнителей используют мел, тальк, барий.

Мягчители — вещества, предназначенные для облегчения перемешивания каучука с порошкообразными составляющими и придания резине мягкости. В качестве мягчителей, вводимых в количестве (2…5) %, применяют вазелин, вазелиновое масло, стеарин, парафин, мазут, канифоль, дибутилфталат и др.

Противостарители применяют для предохранения резиновых изделий от старения, которое появляется в основном в результате длительной эксплуатации под действием высоких температур, солнечных лучей и механических воздействий.

В качестве противостарителей применяют сложные органические вещества в количестве (1…2) %.

Регенерат— продукт переработки старых резиновых изделий, заменяет каучук, дешевле его. В смесях, содержащих регенерат, составляющие распределяются быстрее и лучше, чем в чистом каучуке. При введении регенерата резиновые изделия значительно удешевляются и повышается их пластичность.

Красители служат для окраски резины (окись титана, родамин, сурик, ультрамарин и др.).