ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

Автошины: для производства колес и покрышек, устойчивых к износу и агрессивным средам.

Прокладки и уплотнения: для создания надежных герметичных соединений в условиях воздействия агрессивных сред.

Спортивная экипировка: для производства спортивных принадлежностей, таких как мячи и спортивная обувь.

Инженерные изделия: используются в производстве шестерён, роликов и других деталей, работающих в условиях износа и агрессивных сред.

32. Термоэластопласты — это материалы, обладающие свойствами как пластиков, так и эластомеров. В отличие от классических резин, ТЭП не требуют процесса вулканизации, что позволяет обрабатывать их на обычном оборудовании для переработки термопластов ТЭП состоят из блоков термопластичных и эластомерных сегментов, соединённых между собой.

основные группы ТЭП включают стирол-эластомерные блок-сополимеры, полиэфир-полиуретановые и полиолефиновые эластомеры.

2. Физические и химические свойства Прочность при растяжении: от 10 до 30 МПа. Относительное удлинение: от 200 до 600%.

Износостойкость: высокая, особенно у марок с высоким содержанием эластомерных блоков.

сохраняют свои свойства при температурах до +120 °C.

легко перерабатываются и повторно используются, что делает их экономически выгодными.

3. Марки термоэластопластов

SEBS: стирол-этилен-бутилен-стирол, используется в производстве игрушек, медицинских изделий и упаковочных материалов.

TPU: термопластичный полиуретан, используется в спортивной обуви, автомобилестроении и инженерии.

POE: полиолефиновые эластомеры, используются в строительстве и автомобилестроении.

Применение Автомобилестроение: для производства уплотнений, подкладок и декоративных элементов.

Медицина: для изготовления медицинских приборов и аксессуаров. Спортивная индустрия: для производства спортивного снаряжения и обуви. Строительство: для производства герметиков, уплотнителей и отделочных материалов.

33.Латексы, производство изделий из латексов — это водные дисперсии полимеров (главным образом каучуков), которые широко используются в производстве резинотехнических изделий, таких как перчатки, баллоны, воздушные шарики, бельевые пояса и многое другое.

Латекс: это водная дисперсия мелких частиц полимера (например, натурального или синтетического каучука)

Латексы не содержат растворителей, что делает их экологически безопасными и простыми в переработке.

Натуральные латексы: получают из млечного сока гевеи.

Синтетические латексы: получаются полимеризацией бутадиена, стирола, акрилатов и других мономеров.

3. Производство изделий из латексов Погружение: Форма опускается в ванну с латексом, после чего высыхает и вулканизуется.

Распыление: Латекс наносится тонким слоем на поверхность, далее происходит сушка и вулканизация.

Экструзия: Латекс пропускается через специальное устройство, формующее изделие нужной конфигурации.

Основные виды изделий из латексов:

Резиновые перчатки: Простота обработки и хорошая эластичность делают латекс отличным материалом для производства медицинских и хозяйственных перчаток. Баллоны и воздушные шарики: Латексные шарообразные изделия пользуются популярностью благодаря высокой эластичности и воздухонепроницаемости. Трубопроводы и покрытия: Латексные покрытия обеспечивают защиту от коррозии и герметичность.

34.Классификация ингредиентов. Общие требования к ингредиентам

Классификация ингредиентов Полимерная основа (каучук): Главное вещество, определяющее свойства резиновой смеси и готового изделия.

Вулканизующие агенты: вещества, участвующие в процессе вулканизации, превращающие пластичную смесь в резину (сера, пероксиды, фенолформальдегидные смолы).

Ускорители и активаторы вулканизации: ускоряют процесс вулканизации и улучшают качество вулканизатов (например, сульфенамиды, тиурамы, оксид цинка).

Наполнители: повышают прочность, износостойкость и другие механические свойства резин (технический углерод, мел, каолин, диоксид кремния). Пластификаторы (мягчители): снижают вязкость резиновой смеси, облегчают её переработку и придают резине эластичность (минеральные масла, сложные эфиры, парафины).

Противостарители: защищают резину от старения под воздействием тепла, света, озона и других факторов (антиоксиданты, антиозонанты, светостабилизаторы). Технологические добавки: улучшают технологические свойства резиновых смесей (например, диспергаторы, антивспенивающие агенты).

Общие требования к ингредиентам Совместимость с каучуком: ингредиенты должны хорошо совмещаться с выбранной полимерной основой.

Безопасность: ингредиенты не должны представлять угрозы здоровью работников и экологии.

Экономичность: ингредиенты должны быть доступными и недорогими. Эффективность: каждый ингредиент должен вносить положительный вклад в улучшение свойств резиновой смеси.

Устойчивость к переработке: ингредиенты должны выдерживать технологические операции (например, шприцевание, каландрование, вулканизацию).

35.Вулканизация. Изменение свойств каучука при вулканизации — это процесс преобразования пластичного и вязкого каучука в высокоэластичную резину путем создания пространственной сетки поперечных связей между полимерными цепями. Этот процесс кардинально изменяет свойства каучука, преобразуя его в материал с высокой прочностью, эластичностью и устойчивостью к внешним воздействиям.

вулканизация может происходить с использованием различных вулканизующих агентов (сера, пероксиды, фенолформальдегидные смолы).

в результате вулканизации образуется пространственная сетка, состоящая из поперечных связей, которые связывают полимерные цепи каучука, превращая его в прочную и эластичную резину.

Изменение свойств при вулканизации Прочность: значительно повышается прочность при растяжении и прочность на разрыв.

Эластичность: увеличивается способность материала к обратимому растяжению и восстановлению формы.

Износостойкость: резина приобретает устойчивость к истиранию и механическому износу.

Химическая устойчивость: повышается устойчивость к воздействию агрессивных сред (топливо, масла, вода).

Старение: улучшается устойчивость к атмосферным воздействиям (озон, солнечные лучи, температура).

Типы вулканизации Серная вулканизация: наиболее распространенный метод, при котором

используется элементарная сера.

Пероксидная вулканизация: более современный метод, обеспечивающий термостойкость и химическую устойчивость.

Фенолформальдегидная вулканизация: используется для бутилкаучука и других специальных каучуков.

36.Влияние ускорителей на процесс серной вулканизации

Роль Ускорение реакции: ускорители увеличивают скорость вулканизации, что

позволяет сократить время пребывания изделий в вулканизационных агрегатах и повысить производительность.

Управление свойствами: разные ускорители могут влиять на свойства вулканизатов, такие как прочность, эластичность, термостойкость и химическая устойчивость.

Основные типы Сульфенамиды: наиболее современные и эффективные ускорители,

обеспечивающие высокую скорость вулканизации и длительный индукционный период.

Тиурамы: ускоряют процесс вулканизации и улучшают качество вулканизатов, особенно при использовании в сочетании с серой.

Меркаптаны: также применяются в серной вулканизации, но их использование ограничивается из-за токсичности и запаха.

Влияние на свойства резин

Скорость вулканизации: ускорители позволяют провести вулканизацию быстрее, что снижает энергопотребление и повышает производительность.

Прочность: ускорители улучшают прочность вулканизатов, особенно при правильном подборе дозы и сочетании с активаторами (оксид цинка, стеариновая кислота).

Термостойкость: некоторые ускорители (например, сульфенамиды) улучшают термостойкость вулканизатов.

37.Механизм действия серных вулканизующих систем с различными ускорителями. Замедлители подвулканизации

Серная вулканизация — это процесс, при котором сера образует поперечные связи между полимерными цепями каучука, превращая пластичную смесь в прочную и эластичную резину.

Механизм серной вулканизации Взаимодействие серы с каучуком: В процессе вулканизации сера

взаимодействует с полимерными цепями, образуя серные поперечные связи. Типы связей: могут возникать моносульфидные, дисульфидные и полисульфидные связи, которые влияют на свойства вулканизатов.

Действие ускорителей Сульфенамиды: одни из самых эффективных ускорителей, ускоряют процесс

вулканизации и улучшают качество вулканизатов.

Тиурамы: ускоряют вулканизацию и способствуют образованию полисульфидных связей.

Меркаптаны: также ускоряют вулканизацию, но их использование ограничено изза токсичности и неприятного запаха.

Замедлители подвулканизации Причины подвулканизации: подвулканизация — это преждевременное начало

вулканизации, возникающее при переработке резиновых смесей. Она может привести к ухудшению качества изделий.

Замедлители: вещества, замедляющие процесс подвулканизации, такие как фталевый ангидрид, мочевина, некоторые антиоксиданты.

38.Вулканизация органическими пероксидами — это процесс, при котором органические пероксиды (например, бис-(трет-бутилпероксиизопропил)-бензол, трет-бутилпероксид и другие) используются для сшивания полимерных цепей каучука, превращая пластичную смесь в прочную и эластичную резину. Механизм вулканизации: Органические пероксиды разлагаются при нагревании, образуя свободные радикалы, которые инициируют сшивку полимерных цепей, образуя углерод-углеродные связи.

Образовавшиеся связи: поперечные углерод-углеродные связи обеспечивают высокую термостойкость и химическую устойчивость вулканизатов.

Преимущества:

Термостойкость: вулканизаты, полученные с использованием пероксидов, обладают высокой термостойкостью.

Химическая устойчивость: вулканизаты устойчивы к воздействию агрессивных сред (кислоты, щелочи, растворители).

Нет проблемы подвулканизации: пероксидная вулканизация не сопровождается явлениями подвулканизации, что упрощает процесс переработки.

Недостатки:

Стоимость: пероксиды стоят дороже, чем сера.

Трудности переработки: требуются более высокие температуры для активации пероксидов.

Применение

Вулканизация органическими пероксидами широко используется в производстве резинотехнических изделий, требующих высокой термостойкости и химической устойчивости, таких как уплотнители, прокладки, шланги и другие изделия, работающие в агрессивных условиях.

39.Вулканизация непредельными соединениями — это процесс, при котором непредельные соединения (например, дивинил, диены, полиолефины) используются для сшивания полимерных цепей каучука, превращая пластичную смесь в прочную и эластичную резину.

Механизм вулканизации: Непредельные соединения, такие как дивинил, взаимодействуют с полимерными цепями каучука, образуя поперечные связи. Типы связей: могут образовываться углерод-углеродные связи, что обеспечивает высокую термостойкость и химическую устойчивость вулканизатов.

Преимущества:

Высокая термостойкость: вулканизаты, полученные с использованием непредельных соединений, обладают высокой термостойкостью.

Химическая устойчивость: вулканизаты устойчивы к воздействию агрессивных сред (кислоты, щелочи, растворители).

Быстрая вулканизация: процесс вулканизации может проводиться при относительно низких температурах.

Недостатки:

Ограниченная эластичность: вулканизаты могут быть менее эластичными по сравнению с серной вулканизацией.

Требовательность к сырью: требуется чистый и однородный каучук для получения качественного вулканизата.

Применение

Вулканизация непредельными соединениями широко используется в производстве резинотехнических изделий, требующих высокой термостойкости и химической устойчивости, таких как уплотнители, прокладки, шланги и другие изделия, работающие в агрессивных условиях.

40.Вулканизация алкилфенолформальдегидными смолами — это специальный метод вулканизации, при котором в качестве вулканизующего агента используются алкилфенолформальдегидные смолы. Этот метод обеспечивает уникальную прочность и термостойкость резиновых изделий Взаимодействие смол с каучуком: Алкилфенолформальдегидные смолы при

нагревании взаимодействуют с полимерными цепями каучука, образуя прочные углерод-углеродные связи.

Типы связей: образующиеся связи обеспечивают высокую термостойкость и химическую устойчивость вулканизатов.

Преимущества:

Высокая термостойкость: вулканизаты, полученные с использованием алкилфенолформальдегидных смол, обладают высокой термостойкостью. Химическая устойчивость: вулканизаты устойчивы к воздействию агрессивных сред (кислоты, щелочи, растворители).

Отсутствие подвулканизации: процесс вулканизации не сопровождается явлениями подвулканизации, что упрощает процесс переработки.

Недостатки:

Дороговизна: алкилфенолформальдегидные смолы стоят дороже, чем классические вулканизующие агенты.

Сложность переработки: требуется точное соблюдение условий вулканизации для получения качественного вулканизата.

3. Применение

Вулканизация алкилфенолформальдегидными смолами широко используется в производстве резинотехнических изделий, требующих высокой термостойкости и химической устойчивости, таких как уплотнители, прокладки, шланги и другие изделия, работающие в агрессивных условиях.

41.Вулканизующие агенты — это вещества, используемые для сшивания полимерных цепей каучука, превращая пластичную и вязкую смесь в прочную и эластичную резину. Они играют ключевую роль в процессе вулканизации, обеспечивая формирование пространственной сетки Сера: классический вулканизующий агент, образующий серные поперечные связи между полимерными цепями.

Органические пероксиды: используются для образования углерод-углеродных связей, обеспечивающих высокую термостойкость и химическую устойчивость вулканизатов.

Фенолформальдегидные смолы: используются для сшивания бутилкаучука и других специальных каучуков.

Алкилфенолформальдегидные смолы: обеспечивают высокую термостойкость и химическую устойчивость вулканизатов.

2. Механизмы действия Сера: при нагревании сера взаимодействует с полимерными цепями, образуя серные поперечные связи.

Пероксиды: при разложении образуют свободные радикалы, инициирующие сшивку полимерных цепей.

Смолы: при нагревании взаимодействуют с полимерными цепями, образуя прочные углерод-углеродные связи.

3. Влияние на свойства резин Прочность: вулканизующие агенты повышают прочность резиновых изделий, улучшая их механические свойства.

Эластичность: сшивание полимерных цепей улучшает эластичность и восстановление формы после деформации.

Химическая устойчивость: сшивка предотвращает разрушение полимерных цепей под воздействием агрессивных сред.

42.Серная вулканизующая группа, ускорители и активаторы вулканизации

Серная вулканизующая группа является классической системой вулканизации, при которой сера взаимодействует с полимерными цепями каучука, образуя серные поперечные связи.

Классическая серная вулканизующая группа включает:

Серу: основной вулканизующий агент, образующий серные поперечные связи.

Ускорители: вещества, ускоряющие процесс вулканизации (например, сульфенамиды, тиурамы, меркаптаны).

Активаторы: вещества, улучшающие эффективность вулканизации (например, оксид цинка, стеариновая кислота).

2. Механизм действия Сера: при нагревании сера взаимодействует с полимерными цепями, образуя серные поперечные связи.

Ускорители: ускоряют процесс вулканизации, сокращая время и улучшая качество вулканизатов.

Активаторы: улучшают взаимодействие серы и ускорителей с полимерными цепями, повышая эффективность вулканизации.

3. Влияние на свойства резин Прочность: серная вулканизация значительно повышает прочность резиновых изделий.

Эластичность: образование серных поперечных связей улучшает эластичность и восстановление формы после деформации.

Износостойкость: серная вулканизация улучшает износостойкость резиновых изделий.

43.Обычные, полуэффективные и эффективные системы серной вулканизации

Система серной вулканизации — это классический метод вулканизации, при котором сера взаимодействует с полимерными цепями каучука, образуя серные поперечные связи.

Обычная система серной вулканизации Состав: Высокое содержание серы (2,0–3,5 масс. ч.) и умеренное количество ускорителей (0,4–1,2 масс. ч.).

Свойства вулканизатов: Высокое содержание серы приводит к образованию полисульфидных связей, что обеспечивает высокую прочность и эластичность, но снижает термостойкость и химическую устойчивость.

Полуэффективная система серной вулканизации Состав: Умеренное содержание серы (1,0–1,7 масс. ч.) и увеличенное количество ускорителей (1,2–3,5 масс. ч.).

Свойства вулканизатов: Полуэффективная система обеспечивает компромисс между прочностью и термостойкостью, снижая долю полисульфидных связей и увеличивая количество моносульфидных и углерод-углеродных связей.

Эффективная система серной вулканизации Состав: Низкое содержание серы (0,4–0,8 масс. ч.) и высокое количество ускорителей (2,0–5,0 масс. ч.).

Свойства вулканизатов: Эффективная система обеспечивает высокую термостойкость и химическую устойчивость, минимизирует образование полисульфидных связей, повышая качество вулканизатов.

44.Противостарители. Влияние противостарителей на технологические, технические и эксплуатационные свойства резин

Противостарители — это вещества, добавляемые в резиновые смеси для защиты резиновых изделий от старения, вызванного воздействием тепла, света, озона, кислорода и механических нагрузок. Их использование существенно продлевает срок службы резиновых изделий.

Типы Антиоксиданты: защищают резину от окисления, вызванного воздействием кислорода и тепла.

Антиозонанты: защищают резину от воздействия озона, предотвращая возникновение трещин.

Светостабилизаторы: защищают резину от разрушения под воздействием ультрафиолетового излучения.

Противокоррозионные агенты: предотвращают коррозию металла, контактирующего с резиновыми изделиями.

2. Влияние противостарителей на свойства резин Продление срока службы: противостарители предотвращают разрушение

резиновых изделий, вызванное старением, что существенно увеличивает их срок службы.

Улучшение эксплуатационных характеристик: противостарители улучшают стойкость резин к механическим нагрузкам, химическим воздействиям и атмосферным факторам.

Поддержание эластичности: предотвращают снижение эластичности резиновых изделий под воздействием старения.

45. Мягчители и пластификаторы. Классификация основных типов мягчителей и пластификаторов. Их влияние на свойства резин

Мягчители и пластификаторы — это вещества, добавляемые в резиновые смеси для снижения вязкости, улучшения обрабатываемости и придания резиновым изделиям эластичности и мягкости. Их правильное использование существенно влияет на технологические и эксплуатационные свойства резин.

Классификация Минеральные масла: Нефтяные масла, парафины, церезины.

Растительные масла: Касторовое масло, льняное масло. Сложные эфиры: Фталаты, себацинаты, адипинаты.

Парфюмерные масла: Растительные и минеральные масла, используемые для придания специфических свойств резиновым изделиям.

Влияние на свойства резин Снижение вязкости: мягчители и пластификаторы снижают вязкость резиновых смесей, облегчая их переработку.

Повышение эластичности: улучшают эластичность резиновых изделий, повышая их гибкость и мягкость.

Увеличение износостойкости: в некоторых случаях пластификаторы могут повышать износостойкость резин.

Эффект миграции: неправильное использование пластификаторов может привести к миграции компонентов на поверхность резиновых изделий, что ухудшает их эстетические и эксплуатационные свойства.

46.Наполнители. Классификация наполнителей

Наполнители — это вещества, добавляемые в резиновые смеси для улучшения их механических свойств, снижения стоимости и придания специальных характеристик.

Классификация По природе:

Органические: технический углерод, сажевые наполнители.

Неорганические: мел, каолин, диоксид кремния (белая сажа), тальк, двуокись титана.

По функциональному назначению:

Активные наполнители: усиливают механические свойства резин (технический углерод, диоксид кремния).

Неактивные наполнители: улучшают технологические свойства, снижают стоимость (мел, каолин).

По размеру частиц:

Высокоактивные (усиливающие): мелкие частицы, значительно повышающие прочность и износостойкость (технический углерод, белая сажа).

Полуусиливающие: умеренно активные наполнители (микротальк, ультрадисперсный мел).

Неусиливающие: снижают стоимость, но не усиливают механические свойства (мел, известняк).

По цвету:

Черные наполнители: технический углерод, черные сажи. Белые наполнители: диоксид кремния, двуокись титана, мел.

Влияние наполнителей на свойства резин Технический углерод: существенно повышает прочность, износостойкость и сопротивление раздиру.

Диоксид кремния (белая сажа): улучшает стойкость к озону, устойчивость к старению и улучшает физико-механические свойства.

Мел и каолин: снижают стоимость резиновых изделий, но ухудшают механические свойства.

47.Теории усиления. Общие сведения о структуре каучук-наполнитель

Усиление каучука наполнителями — это процесс, при котором введение тонкодисперсных наполнителей в резиновые смеси увеличивает прочность и улучшает некоторые физико-механические свойства вулканизатов в высокоэластическом состоянии: сопротивление истиранию и раздиру. Теория Виганду. При оптимальном наполнении каучук образует в смеси не

непрерывную, а дискретную фазу, состоящую из отдельных структурных единиц, больших, чем частицы усиливающего наполнителя. Наполнитель окружает каждую макромолекулу каучука, образуя комплексы каучук — наполнитель, связанные между собой поверхностными силами притяжения.

Теория Б.А. Догадкина. Опирается на непрерывную структуру наполнителя, формирующуюся в матрице каучука. При высокой степени наполнения не все частицы наполнителя образуют цепочки, некоторые из них остаются в виде отдельных агломератов. Эти включения снижают механическую прочность вулканизатов.

Структура каучук-наполнитель Модель структуры: На микроскопическом уровне структура каучук-наполнитель

выглядит как система, где частицы наполнителя окружены слоем "связанного каучука", связанным химически или физически с поверхностью наполнителя. Связанный каучук: Слой каучука, связанный с поверхностью наполнителя, ограничен в подвижности, что и обеспечивает повышение прочности и износостойкости резин.

48.Технический углерод — это важнейший активный наполнитель, используемый в резиновых смесях для улучшения механических свойств резиновых изделий. Его уникальная структура и свойства делают его незаменимым в производстве шин, резинотехнических изделий и других резиновых продуктов.

Особенности технического углерода Химический состав: представляет собой мелкораздробленную черную сажу, получаемую пиролизом углеводородов.

Форма и структура: частицы технического углерода имеют сферическую или овальную форму, покрыты множеством микропор и шероховатостей, что обеспечивает сильную адгезию к каучуку.

Влияние на свойства резин Прочность: технический углерод значительно повышает прочность резиновых

изделий, особенно при растяжении и раздирании.

Износостойкость: улучшает износостойкость резин, что особенно важно для шин и подошв обуви.

Эластичность: придает резиновым изделиям оптимальную эластичность и устойчивость к деформации.

Шины — улучшение износостойкости и прочности.

Ремни и шланги — повышение сопротивления разрыву и долговечности. Прокладки и уплотнения — улучшение герметизирующих свойств и стойкости к агрессивным средам.

49.Неорганические наполнители: мел, каолин, бентонит, тальк и др. - это вещества, добавляемые в резиновые смеси для улучшения их свойств и снижения стоимости.

Мел: карбонат кальция, недорогой и доступный наполнитель, используемый для снижения стоимости резиновых изделий.

Каолин: глинистый минерал, применяемый для улучшения обрабатываемости и стабилизации резиновых смесей.

Бентонит: глина, используемая для улучшения водостойкости и устойчивости к плесени.

Тальк: природный минерал, применяется для улучшения технологичности и снижения гигроскопичности резиновых изделий.

Диоксид титана: пигмент белого цвета, используется для придания белым и светлым оттенкам резиновых изделий.

Влияние на свойства резин Улучшение технологичности: неорганические наполнители улучшают

обрабатываемость резиновых смесей, облегчая их переработку.

Снижение стоимости: за счет замены части дорогого каучука, неорганические наполнители снижают общую стоимость резиновых изделий.

Изменение свойств: неорганические наполнители могут влиять на прочность, эластичность и другие механические свойства резин.

50.Красящие вещества (пигменты и красители) — это добавки, вводимые в

резиновые смеси для придания резиновым изделиям желаемого цвета. Они широко используются в производстве резинотехнических изделий, таких как автомобильные шины, подошвы обуви, декоративные элементы

Классификация красящих веществ