ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Составление рецептур для получения определенных свойств вулканизата из "Производство и применение резинотехнических изделий" Технический углерод — это наиболее распространенный армирующий наполнитель. Со светлыми наполнителями картина менее определенная, на твердость влияют различная химическая природа используемых материалов, форма их частиц и состояние поверхности. Для определенного типа светлого наполнителя уменьшение размера частиц дает постепенное увеличение твердости. [c.130] Кроме малых деформаций, мерой которых является твердость, составитель смесей заинтересован в определении модуля упругости при больших деформациях, который выражается не как истинный модуль, а как напряжение, требуемое для получения заданного удлинения, например, 100, 300 или 500%. Рецептуры, дающие увеличение твердости, также дают увеличение значения модуля упругости при более высоком напряжении. [c.130] В заданной системе полимер-наполнитель также иногда возможно увеличение модуля упругости с помощью нескольких циклов термообработки во время смешения и с использованием ускорителя химической реакции или без него такие виды обработки изменяют взаимодействие полимер-наполнитель. [c.130] Установлено, что со снижением вязкости смеси заметно изменяются свойства вулканизата, причем модуль упругости и способность к упругой деформации увеличиваются, а твердость и остаточная деформация при сжатии уменьшаются, то есть усиливаются резиновые свойства вулканизата. Из-за изменений свойств циклы тепловой обработки должны тщательно регулироваться — это позволит получать воспроизводимые результаты. [c.130] Фенольная и добавки стирольной смол повышают значения твердости и модуля упругости. Высокостирольная смола (или добавление ПВХ к БНК) из-за своей относительно инертной природы оказывает более сильное отрицательное влияние на упругость и остаточную деформацию, чем фенольная смола, сшитая уротропином. [c.130] Модификации в системах ускорителей ведут к относительно небольшим изменениям твердости и модуля упругости. Сульфенамиды обычно дают несколько более твердые вулканизаты, чем тиазолы, а усиленные системы ускорителей — небольшое увеличение твердости по сравнению с тем, которое дают простые системы. [c.130] Мягчители и пластификаторы снижают твердость, поэтому для противодействия такому влиянию в смесь включают дополнительные армирующие наполнители. При этом там, где их стоимость приемлема, в качестве эффективных добавок при смешении и переработки используют акриловые мономеры или фенольные смолы (без применения дополнительных мягчителей). Минеральные технологические масла, которые широко применяются в полимерах общего назначения в качестве дешевых мягчителей, дают уменьшение твердости приблизительно на одну единицу на каждые две добавленные части. Относительно меньшее смягчение дает фактис. [c.130] Вулканизованные резины проявляют вязкоэластичность. Использование в рецептуре компонентов, которые способствуют более плотно сшитой системе, занимающей максимально возможную часть объема вулканизата, улучшает эластические свойства. Если система сшивки стабильна при любых деформирующих воздействиях, связанные с этим характеристики остаточной деформации и снятия напряжения также будут минимизированы. [c.131] Для получения высоких значений эластичности такие материалы, как НК, БНК, изопреновый, хлоропреновый и некоторые другие каучуки, могут быть сшиты . Использование наполнителей снижает эластичность, особенно если применяются армирующие типы технического углерода и двуокиси кремния, причем этот эффект более четко выражен при уменьшении размера частиц на определенном уровне наполнения. [c.131] Мягчители и пластификаторы при обычном уровне их содержания оказывают относительно слабое влияние на эластичность, но повышенное содержание обычно дает снижение эластичности. При этом высоковязкие нефтяные мягчители оказывают большее влияние, чем парафиновые с низкой вязкостью. Некоторые сложноэфирные пластификаторы могут повышать эластичность БНК. Кроме того, увеличение доли бутадиена или изопрена в сополимере повышает эластичность в БНК, БСК и изобутиленизопреновом каучуке. [c.131] При относительно низких значениях твердости ( 50 единиц) наибольшие значения предела прочности проще всего достичь, используя полимерные материалы с высокой когезионной прочностью, которые кристаллизуются при растягивании (НК, изопреновый, хлоропреновый каучуки или сополимер изопрен-акрило-нитрил). Другие материалы, такие как БСК и БНК, с низкой когезионной прочностью, для достижения максимальной прочности требуют добавления мелкодисперсных армирующих наполнителей. Такое упрочнение сопровождается увеличением твердости и модуля упругости. [c.131] Для обеих групп материалов высокая прочность достигается с использованием мелкодисперсного технического углерода или белой сажи, а для достижения самых высоких значений важна хорошая дисперсия этих наполнителей. Оптимальные уровни наполнения меняются в зависимости от типа самих наполнителей, но обычно находятся в диапазоне 30-60 масс.ч. Некоторые смолы также способны в определенных условиях повышать прочность. Так, высокостирольные смолы могут увеличивать прочность БСК. Сшиваемые фенольные смолы также могут увеличивать прочность, особенно БНК. [c.131] Изнашивание. Сопротивление вулканизованных резиновых смесей изнашиванию сложно измерить, поскольку эта характеристика зависит от конкретных условий износа, и природа ряда явлений в этой сфере пока не ясна. Поэтому составление рецептур, направленных на улучшение сопротивлению изнашиванию, приводит иногда к неожиданным результатам. [c.132] Обычно, когда в резиновую смесь добавляют все более мелкие частицы технического углерода, например, быстро экструдируемая печная сажа (Л -550), износостойкая печная сажа (Л -330) или высокоизносостойкая печная сажа (Л -220), сопротивление изнашиванию возрастает, причем оптимум имеет место приблизительно при 50 масс. ч. В случае светлых наполнителей наблюдается такая же картина — максимальное сопротивление дает белая сажа с размером мельчайших частиц приблизительно 20 нм. [c.132] В случае вулканизатов на основе НК, БСК и хлоропренового каучука сопротивление изнашиванию может быть заметно улучшено, если заменить небольшую часть полимера полибутадиеном. Таким образом, используется высокая износостойкость этого материала. Такой метод не применим к БНК или изобутиленоизопреновому каучуку из-за недостаточной совместимости и неспособности к совместной вулканизации с полибутадиеном. [c.132] В мягких условиях изнашивания НК предпочтительнее, а в жестких условиях эксплуатации смесь с бутадиеновым каучуком заметно более устойчива. Положительное действие на износостойкость оказывает высокий уровень антиоксидантов. [c.132] Раздир. Как и в случае износостойкости, определение сопротивления раздиру сопряжено с рядом специфических проблем, поэтому изменения рецептур, направленных на улучшение этого свойства, иногда трудно интерпретировать. Широко применяется испытание на раздир образца почковидной формы с надрезом в центре. Недостаток такого испытания — часть энергии, приложенной к образцу, рассеивается на растягивание образца, а не на его раздир. [c.132] В отличие от износостойкости, здесь армирование техническим углеродом с более мелкими частицами не всегда оказывает заметный эффект. У НК и изобутиленоизопренового каз уков улучшение очевидно, но у других полимеров эффект значительно менее выражен. Материалы с высокой когезионной прочностью (такие как НК и хлоропреновый каучуки) дают более высокие значения сопротивления раздиру, чем с низкой когезионной прочностью (БСК, БНК). В хлоропреновом каучуке небольшие частицы светлых армирующих наполнителей, например, кремнекислый алюминий или белая сажа, дают высокие значения сопротивления раздиру, а диоксид кремния способен обеспечить уровень выше, чем технический углерод. [c.132] Наполнители минерального происхождения, особенно с фракциями относительно крупных частиц, обычно снижают сопротивление раздиру, а тонкодисперсная глина дает небольшое повышение. [c.132] Вернуться к основной статье