3.2. Теплостойкость, термостойкость и теплопроводность

Повышение температуры эксплуатационной среды из-за термоокислительной деструкции полимеров снижает механические характеристики материалов выполненных на их основе. Подобного рода изменения в свойствах материала оценивают по показателям тепло- и термостойкости.

Теплостойкость – это способность материала сохранять твердость (не размягчаться) при повышении температуры. Количественный критерий теплостойкости – температура, при которой деформация образца не превышает некоторую величину, под воздействием постоянной нагрузки.

Теплостойкость каутона определяли по Мартенсу на консольно загруженных образцах–балках, размером 3060700 мм. Исследования показали – значение теплостойкости каутона находится в пределах 95…110 ⁰С.

Термостойкость – способность материала сопротивляться термическому старению, при котором он сохраняет те технические характеристики, изменение которых обусловлено необратимыми изменениями химической структуры или свойств материала. Термостойкость характеризуется температурой или временем испытаний на старение (при фиксированном значении одного из этих параметров), в результате которого значение характерного показателя не изменяется более допустимого уровня.

Анализ полученных результатов показывает, что все образцы значительно теряют прочность при изгибе после первых суток воздействия температуры, после чего прочность образцов испытанных при 100 и 125 ⁰С на 1…33 сутки снова начинает увеличиваться (до 12 %). Это объясняется дополнительным образованием межмолекулярных связей. Предел термостойкости для указанных образцов не ограничен 33 сутками.

Предел термостойкости образцов каутона, выдерживаемых при 150 ⁰С, составляет 26 суток, а для температуры испытания 50 ⁰С предел термостойкости не ограничен временным интервалом 53 суток;

Установлено, что замена наполнителя золы-унос на песок мало отражается на термостойкости композита, что подтверждает – термостойкость каутона определяется в основном видом полимера. Причем изменения структуры и свойств композитов на основе жидких каучуков при их термическом старении необратимы, а потеря эластичных и прочностных свойств материалом без уменьшения его массы обусловлена процессами сшивания и деструкции макромолекул полимера. Каучуки, вулканизированные серой и серосодержащими веществами, подвергаются термохимической деструкции, которая носит термоокислительный характер и начинается с образования свободных радикалов, накопления в композите молекул со слабыми связями, что, в конечном счете, приводит к их разрыву. Таким образом, чем выше температура, тем быстрее будут протекать процессы деструкции и параллельные им процессы структурирования.

Коэффициент теплопроводности каутона определяли при помощи прибора неразрушающего контроля теплопроводности строительных материалов «Термис-СМ». Результаты эксперимента показали, что каутоны - композиты, обладающие достаточно низкой теплопроводностью. Данный показатель для каутонов составил в среднем 0,3…0,5 Вт/(м ∙⁰С). Исследования данного раздела проводили на каутонах основой которых являлся каучук марки ПБН. Для полимеров на СКДН-Н нами и рядом других авторов получены данные, полностью подтверждающие сделанные выводы и говорящие об идентичности процессов происходящих в каутонах ПБН и СКДН-Н при указанных тепловых воздействиях.