Основы рецептуростроения эластомеров. Учебное пособие

жидкостей и газов, предохранения проникновения

пыли в

отдельные

узлы

машин

и

агрегат. Поэтомув

основным

Резины

групп 0-1

предусмотрены на основе фторкаучуков,

соответственно СКФ-26 и

СКФ-32; 2-6 – на

основе

бутадиен-

нитрильных каучуков.

Механические

свойства

резины

зависят

от

строения

молекул

каучука

и

характера

химических

и

физических

межмолекулярных

связей. Манжеты,

изготовленные

из

фторсодержащих

каучуков,

обладают

хорошими

эксплуатационными свойствами. Однако при температуре около

200 оС наблюдается их разрушение, что связано со снижением их

прочностных свойств и ростом адгезионной составляющей силы

трения.

Для того чтобы избежать разрушения манжет, связанного с

отрывом и переносом на вал поверхностного слоя

резины, в

состав

резины

традиционно

вводят

антифрикционны

наполнители: фторопласты, графиты, дисульфид молибдена и т.п.

Однако для заметного улучшения антифрикционных

свойств

резин

требуется

введение

значительных

количеств

этих

наполнителей,

что

приводит

к

ухудшению

прочности,

эластических и других свойств изделий.

Разработана модифицирующая добавка – фторорганический

модификатор

К-95,

представляющий

собой

фторолигомерное

соединение

с

функциональными

гидроксильными

группами,

введение которого в состав резины в небольших дозировках

обеспечивает

заметное

улучшение

антифрикционных

и

противоизносных свойств. Так, введение в состав применяемых в

уплотнительной технике резин на основе насыщенных каучуков

СКФ-32 и СКЭП модификатора К-95 в дозировке не более 0,5 %

мас. приводит к снижению износа и уменьшению силы трения в

подвижном соединении манжета-вал. При этом другие физико-

механические и эластические свойства резин почти не изменяются.

Для

изготовления

манжетных

уплотнений

разработан

химически

и

термически

стойкий

материал

на

основ

политетрафторэтилена, который работает при очень высоком

давлении

уплотняемой

,средыобладающей

плохими

смазывающими свойствами.

Термопластичные полиуретаны с линейным строением

молекул

отличаются

высокой

технологичностью

пр

переработке,

износостойкостью,

хорошими

физико-

механическими

характеристиками в

сочетании с

возможностью

процессам, существенно

меньше разбухают в

минеральных

маслах, жирах, воде,

водомасляных

эмульсиях,

надежно

полиуретана марки Zurcon Z04 с

твердостью по Шору А93 и

отвечают требованиям DIN/ISO5597.

Под

влиянием

эксплуатационных

сред

происходит

увеличение

объема, массы

и

изменение

практически

всех

свойств. При

контакте

резин

с углеводородными

средами

одновременно

с

набуханием

протекает

процесс

вымывания

свободных ингредиентов. Следствием такого процесса является

уменьшение массы,

объема

резин,

а также ухудшение

физико-

каучуки

с

меньшей

вязкостью(например, БНК

холодной

полимеризации),

высокомолекулярные,

менее

летучие

пластификаторы

(хлорпарафин ХП-333,

олигоэфиракрилаты),

Активаторами

процессов

вулканизации

в

данном

случае

являются амины и окислы металлов.

изменять

вулканизующую

группу, уменьшать

содержание

технического

углерода,

корректировать

содержание

пластификатора (табл. 7).

Полимерной основой

резин для масло-, бензостойких

изделий, резинометаллических

амортизаторов,

уплотнителей,

прокладок,

используемых

в

автомобильной, тракторной,

нефтяной

и

других отраслях, являются БНК,

которые

по

масштабам производства занимают первое место. Д ля

их

потребления

в

промышленности составляет

около10 % от

Наименование

Компрессионный метод

Литье под давлением

формового

Каучук

Вулкани-

На-

Пластифи-

Каучук

Вулкани-

Напол-

Пласти-

изделия

зующая

полни-

каторы

зующая

нители

фикаторы

группа

тели

группа

Уплотнитель

Наирит КР-

Оксид

Техуг-

Масло

Наирит

Оксид

Техуг-

Масло

двери

50

цинка 5,0

лерод

«мягчитель»

КР-50

цинка 5,0

лерод

«мягчи-

95,0

Оксид

П803

25,0

95,0

Оксид

П803

тель»

СКМС-

магния

60,0

Масло ПН-6

СКМС-

магния

45,0

15,0

30АРКМ-15

4,0

15,0

30АРК

4,0

Масло

5,0

М-15

Сера 0,3

ПН-6

46

5,0

Родамин

5,0

С-62 0,6

Манжета по-

СКН-40М

Сера

Техуг-

ЭфирЛЗ-7

СКН-

Дитиоди-

Техуг-

Дибутил-

луоси колес-

100,0

2,0

лерод

9,0

40М

морфолин

лерод

фталат

ного цилинд-

Сульфена-

П803

Эмуль-

100,0

2,0

П803

10,0

ра тормоза

мид Ц 1,5

113,5

фин К

Сульфена-

90,0

Эмульфин

1,5

мид Ц 1,0

Мел

К

Тиурам 0,5

8,0

5,0

Подушка зад-

СКИ-3 50,0

Сера 1,6

Техуг-

Стаби-

СКИ-3

Сера 1,6

Техуг-

Стаби-

него аморти-

СКД 50,0

Сульфена-

лерод

лойл-18

50,0

Сульфе-

лерод

лойл-18

затора

мид Ц 1,0

П324

2,0

СКД

намид Ц

П324

2,0

30,0

50,0

1,0

30,0

Т900

Т900

30,0

30,0

В отечественной практике используются каучуки

марок

СКН-18ПВХ-30, СКН-26ПВХ-30 и

СКН-40ПВХ-30 (табл. 8).

Расширение отечественного ассортимента каучуков типа БНК-

ПВХ с различным содержанием НАК и ПВХ позволяет улучшить

технологию изготовления РТИ вследствие стабилизации работы

технологических

линий

литьевых

пресс, оборудованных

промышленными

роботами типа«Десма-робот». Резиновые

смеси

на

основе

новых

типов

БНК

обладают

лучш

шприцуемостью, каркасностью, способны к формованию литьем

под давлением.

Таблица 8

Показатели резин, полученных высокотемпературным смешением каучука

и пластика

Показатели

СКЭПТ:ПП

БНК:ПВХ

БНК:ПА

СКД:П

П

Условная прочность при рас-

тяжении, МПа

7,0-20,0

8,0-25,5

15,0-30,0

6,5-14,0

Относительное

удлинение при

разрыве, %

150-400

250-560

200-370

200-450

Твердость по Шору А, усл. ед.

75-95

55-87

78-96

70-91

Сопротивление раздиру, кН/м

30-45

50-78

49-199

30-48

Набухание в бензине(25 оС,

144 ч), %

30-100

2-8

3-11

45-100

Увеличиваются

объемы

применения

фторкаучуков,

обладающих уникальной стойкостью к агрессивным средам и

теплостойкостью.

По

технологическим

свойствам

они

отличаются от других СК. Для их переработки требуется иной

подход.

Введением

триоктилфталата,

диоктилсебацината

и

других

пластификаторов,

особенно

хорошо совместимых

с

интерес

представляют

фторхлоруглеродные

продукты

и

олигомерные

масла, которые

являются

сложной

смесью

продуктов

высокотемпературной

де

политрифторхлорэтилена. Их низкое поверхностное натяжение,

невоспламеняемость, химическая

инертность,

нетоксичность,

коррозионная устойчивость и хорошая стабильность объясняются

высоким содержанием фтора.

гидрированные

фторкаучуки, резины

на

их

основе

весьма

устойчивы

к

воздействию

сопутствующих :

продукт

сероводороду, углекислому газу, аммиаку и воде. Гидрированные

фторкаучуки типа FКМ вулканизуются органическим пероксидами

в сочетании с соагентами, из которых эффективными являются

производные триазина.

В целях повышения кислотостойкости резин на основе

фторкаучуков их совмещают с фторопластами. Резины с фторо-

пластами при воздействии концентрированных агрессивных сред

лучше сохраняют физико-механические свойства и, в целом, ки-

слотостойкость повышается в 1,5-2,3 раза (табл. 9).

Кислотостойкость резин на основе фторкаучуков

Таблица 9

Содержание

Азотная

Соляная

Смесь азотной и

Серная

фторопласта,

кислота

кислота

серной кислот

кислота

мас. ч.

(1:1)

Изменение массы, %

0

128

60

38

16

10

43

55

26

12

20

34

53

23

11

Сохранение условной прочности при растяжении от исходной, %

0

35

55

51

110

10

71

77

72

128

20

80

89

82

133

Сохранение

относительного удлинения от исходной величины, %

0

80

48

135

80

10

114

81

161

93

20

140

94

156

90

зируются и остаются постоянными.

Для

изготовления

топливостойких

резинотехнических

деталей применяют эпихлоргидриновый каучук(ЭХГК). Изделия

на

его

основе

отличаются

высокими

эксплуатационными

вулканизаты ЭХГК имеют меньшую топливопроницаемость, что

позволяет снизить потери топлива, загрязнение

окружающей

среды, пожароопасность и вредное влияние на обслуживающий

персонал.

Таким образом, при замене БНК на ЭХГК получают

хорошую

морозостойкость,

одновременно

с

высокой

топливостойкостью резинотехнических изделий.

В производстве РТИ широко используются также каучуки

общего назначения. Резиновые смеси шифров 1847 (1-я группа) и

2969 (2-я группа) на основе НК применяют в производстве

амортизаторов (табл. 10).

Резины

амортизаторов

испытывают

деформации

растяжения, сжатия, сдвига, кручения, сжатия со сдвигом, сжатия

с кручением и др. В большинстве вибрационных машин резины

амортизаторов

находятся

под

действием

установившихся

знакопеременных нагрузок. Характерными видами

отказа

в

работе

резинометаллических

амортизаторов

является

износ

резины и ее отслоение от металлической арматуры.

Таблица 10

Нормы физико-механических показателей резин амортизаров

Наименование показателей

1-я группа

2-я группа

Условная прочность при растяжении, МПа, не ме-

16,0

16,0

нее

Относительное удлинение, %, не менее

600,0

500,0

Остаточное удлинение, %, не более

32,0

32,0

Твердость по Шору А, усл. ед.

40±105

50±105

Коэффициент теплового старения по относитель-

ному удлинению (144 ч, 70 оС) на воздухе, не менее

0,75

0,70

Коэффициент морозостойкости

по эластическому

восстановлению после сжатия, не

менее: при ми-

нус 45 оС

0,35

0,35