Температура и усталостная выносливость резины

На рис. 5.17 представлены графики, иллюстрирующие влияние температуры на усталостную выносливость резин в различных диапазонах деформаций. [c.198]

В числе резин на основе каучуков общего назначения резины на основе БСК, особенно маслонаполненного, характеризуются наиболее высоким коэффициентом трения. Однако вследствие худшей морозостойкости резины на основе БСК уступают резинам на основе НК по сцеплению на льду. Усталостная выносливость резин на основе БСК в условиях концентрации напряжений при невысоких температурах ниже, чем для резин на основе НК, но при [c.113]

Характер зависимости усталостной выносливости резин от частоты нагружения определяется изменением как вязкоупругих и прочностных свойств материала в целом, так и локальных условий усталостного разрушения. Кроме того, изменение частоты нагружения влияет на условия утомления температуру и длительность воздействия агрессивной среды. [c.195]

В настоящее время РТИ, предназначенные для эксплуатации в условиях динамического нагружения, подвергаются воздействию температур в широком диапазоне их изменения от —70 и —50°С до 300 °С и выше. Воздействие температуры на усталостную выносливость резин наиболее изучено в диапазоне от 18—20 до 150 °С, который наиболее характерен для режимов работы шин и ряда РТИ. Такие температуры развиваются при утомлении в резиновом массиве в основном за счет саморазогрева. Литературные данные, [1, с. 5—65 4 5 15, с. 119 [c.197]

В заключение необходимо отметить, что при малых деформациях, близких к ео, при значительном повышении температуры испытания процессы старения и ползучести, особенно если среднее напряжение цикла отлично от нуля, оказывают большое влияние на усталостную выносливость резин. [c.200]

Большое значение имеет также температура, развивающаяся в процессе изготовления маточной смеси. В случае изготовления смесей при более высоких температурах наблюдается повышение модулей, некоторое снижение предела прочности при разрыве, улучшение износостойкости, и ухудшение сопротивления растрескиванию протектора. Поэтому требуется строго контролировать температурный режим изготовления сажевых маточных смесей. Увеличение температуры выше МТС приводит к образованию геля, что вызывает увеличение модуля, понижение предела прочности при разрыве, сопротивления раздиру и усталостной выносливости резин. Применение добавочных количеств противостарителя позволяет предотвратить эти явления Поэтому увеличивать дозировку противостарителя следует во всех случаях, когда не удается строго контролировать температурный режим смешения. [c.80]

Зависимость выносливости при динамическом нагружении от температуры близка к экспоненциальной. Применение для описания этой зависимости закона Аррениуса явилось основой для не вполне корректной попытки связать кинетику усталостного разрушения с кинетикой протекания в резине различных химических превращений (лежащих, по предположению, в основе процесса утомления). Надо, однако, сказать, что роль химических превращений тем существенней, чем выше температура и длительней процесс утомления (т. е. менее форсирован механический режим утомления). Наоборот, в условиях интенсивных механических воздействий разрушение происходит относительно -быстро, причем роль химических изменений, особенно если температура невысока, вряд ли существенна. Последнее иллюстрируется, в частности, и приводимыми ниже данными по влиянию кислорода воздуха на усталостную выносливость резин на основе различных каучуков. Опыты проведены в условиях симметричного цикла (изгиб гантелевидных образцов, сопровождаемый их вращением) на монолитных (неповрежденных) образцах и на образцах со специально нанесенным поперечным надрезом . [c.331]

К резинам, предназначенным для изделий, эксплуатирующихся в условиях газо- и гидроабразивного износа, предъявляется требование минимального гистерезиса (см. гл. 2). Оптимальное значение гистерезиса протекторных резин автомобильных шин еще окончательно не определено. С одной стороны, с увеличением гистерезиса повышаются прочностные свойства резин и их износостойкость, особенно в условиях абразивного износа. С другой стороны, увеличение гистерезиса снижает усталостную выносливость, вызывает повышение температуры как в изделии, так и в зоне контакта, что приводит к уменьшению износостойкости резин. Следует также учитывать, что с увеличением гистерезиса возрастает коэффициент трения резин. Это также может вызвать понижение износостойкости. [c.72]

Резины на основе маслонаполненных каучуков имеют пониженные механические свойства и усталостную выносливость, повышенный гистерезис и сцепление с мокрой поверхностью по сравнению с этими же показателями резин на основе каучуков, не содержащих масла. В жестких условиях эксплуатации легковых шин, и особенно при повышенных температурах окружающей среды, протекторные резины на основе каучука, содержащего 37,5 вес. ч. масла, по износостойкости превосходили резины с протектором на основе каучука, не содержащего масла [210]. Однако в мягких и средних условиях эксплуатации легковых шин протекторные резины на основе маслонаполненного каучука по износостойкости на 5—10% уступают протекторным резинам из каучука без масла [209, 211, 212]. Снижение износостойкости грузовых шин [213] несколько больше. [c.78]

Органические наполнители оказывают усиливающее действие при условии, если они образуют гетерогенную фазу, в каучуке, состоящую из частиц коллоидальных размеров, сшитых между собой и с каучуком [215, с. 416]. Описано применение в резинах на основе каучуков общего назначения различных полимеров, имеющих температуру плавления не выше 170—180 °С, — полиэтилена, полипропилена, полистирола, полиамидов и др. [28, с. 392 269, с. 56 270]. Полиэтилен низкого давления сообщает резинам на основе БСК повышенную усталостную выносливость и озоностойкость. Добавление полиэтилена в резины для обуви несколько повышает их износостойкость [267, с. 22] однако добавление пластиков в протекторные резины оказалось неэффективным. [c.104]

Рис. 5.17. Влияние температуры на зависимость усталостной выносливости Ы, циклы) резин от деформации (е) [139] (числа на кривых, °С).

Было показано [285], что при вакуумировании 26,7 10 —33,4 X X10 Па (200—250 мм рт. ст.) протекторных заготовок увеличивается взаимодействие каучука с сажей, повышается монолитность вулканизатов, увеличиваются прочностные свойства, особенно при повышенных температурах и после теплового старения, повышается усталостная выносливость и износостойкость. Положительное влияние вакуумирования смесей проявляется в наибольшей степени при вулканизации резин в условиях пониженных давлений [0,5— [c.110]

Утомление в режимах мягкого механического воздействия. При утомлении в условиях, препятствующих молекулярной ориентации резин (малые амплитуды деформации, повышенные температуры и ограниченный теплоотвод), усталостное разрушение резин н основном определяется закономерностями усталостного перерождения материала в результате механической активации химических реакций и воздействием немеханических факторов (озон, термоокислительные реакции). Кроме того, в результате конкуренции между гистерезисным теплообразованием и теплоотводом в окружающую среду температура резины повышается, что понижает ее усталостную выносливость. [c.176]

При утомлении в неизотермических условиях повышение частоты нагружения приводит к уменьшению усталостной выносливости в результате повышения температуры образца вследствие теплообразования в резине [142]. [c.197]

В области малых деформаций по мере приближения к скорость разрастания дефекта падает, а вклад в усталостную выносливость составляюшей, связанной со стойкостью к образованию дефектов, возрастает. Тогда повышение температуры в диапазоне, в котором вероятность термодеструкции мала, способствует выравниванию локальных напряжений. В результате может наблюдаться слабая зависимость или даже увеличение усталостной выносливости, т. е. ее инверсия, подобно имеющей место при деформациях ниже 100% для исследованных резин (см. рис. [c.199]

Помимо перечисленных механических параметров, весьма существенное влияние на усталостную выносливость поверхностного слоя резины может оказывать температура, развивающаяся в обласги контакта. [c.480]

Резины из НК или СКИ-3, содержащие комплексы РУ-1 или АРУ, имеют большую стойкость к окислению и тепловому старению, лучшую усталостную выносливость, меньшую ползучесть и большую устойчивость к реверсии при температуре вулканизации 150—170 °С. Введение этих модификаторов (2 ч.) в протекторные резины (БСК + СКД + СКИ-3 = 40 40 20) повышает износостойкость резин [31]. [c.106]

Данные о резинах из НК и СКБ можно использовать и для подтверждения развитого выше положения об относительной роли физических и химических факторов в зависимости от условий утомления. Пониженная химическая стойкость резин из НК должна отрицательно влиять на их усталостную выносливость, причем это влияние должно проявляться тем отчетливей, чем выше температура испытания и ниже механические напряжения, претерпеваемые резиной при утомлении. Действительно, при достаточно высоких температурах (порядка 100 °С) и относительно малых динамических деформациях ( 20%) резины из НК, при симметричном цикле, не только полностью теряют свои преимущества по сравнению с резинами из СКБ, но в ряде случаев оказываются даже менее работоспособными. В то же время при испытаниях в условиях относительно больших деформаций (100% растяжения), при невысоких температурах (менее 70°С) резины из НК значительно превосходят резины из СКБ. [c.334]

ЦИЮ падения с повышением гистерезиса стыка, что согласуется с изменением усталостной динамической прочности (выносливости) резин , рассмотренных в разделе 1 главы V. То же касается практической независимости от частоты нагружения усталостной динамической выносливости стыка, обнаруженной, как и для резин, в условиях постоянства температуры образцов примерно для того же диапазона от 4 до 30—50 гц. [c.374]

Высокая эластичность является важнейшей характеристикой каучуков как конструкционного материала, используемого для изготовления шин, приводных ремней, галош и других изделий. Но наряду с высокой эластичностью необходимо, чтобы каучуки обладали высокой прочностью на разрыв и удар, чтобы изготовленная на их основе резина не разрушалась от усталости при повторном изгибе, растяжении, сжатии, сдвиге, т. е. она должна иметь хорошую усталостную прочность и выносливость. Каучуки должны обладать и другими важными техническими свойствами водо- и газонепроницаемостью, стойкостью к окислению, к разрушающему действию повышенных и низких температур, т. е. хорошие эксплуатационные свойства, по которым оценивается работоспособность изделия. [c.152]

Уравнение (1.8) дает приближенно-количественную зависимость между износостойкостью и основными параметрами, характеризующими свойства фрикционной нары и условия испытания. Свойства истираемой резины согласно этому уравнению определяются ее прочностью Д, модулем упругости Е, коэффициентом динамической выносливости Ъ и коэффициентом трения по данному контр-телу (г. Из параметров, характеризующих условия испытания, в уравнение (1.8) входит только давление р. Скорость и температура могут быть введены через соответствующие зависимости для прочностных, упругих, усталостных и фрикционных свойств резин. Несмотря на приближенность уравнение (1.8) дает возможность устанавливать рациональные режимы работы элементов трения и выбирать резины с оптимальным комплексом механических свойств. Все входящие в него величины имеют ясный физический смысл и могут быть определены из других экспериментов. Зависимость интенсивности истирания резины от ее механических свойств может быть описана также уравнением [7, с. 9 8, с. 135 10 49 50], в котором более точно учтены параметры шероховатости контртела, в том числе и реальных покрытий [c.15]

Одним из первых классов ингредиентов, использованных для приготовления рези-новьк смесей были асфальты и битумы, которые вводили в натуральный каучук. В настоящее время нефтяные мягчители используют в основном для бутадиен-сти-рольных синтетических каучуков. В резиновые смеси вводят 30-35 масс. ч. мягчи-телей на 100 масс. ч. каучука. Компоненты битумов сравнительно инертны по отношению к вулканизации, но они улучшают распределение ингредиентов — серы и ускорителей и не замедляют вулканизацию. Нефтяные мягчители облегчают каландро-вание и шприцевание, улучшают поверхность каландрованной резиновой смеси. Наиболее известным нефтяным мягчителем является рубракс. Нефтяные мягчители облегчают обработку каучуков, снижают продолжительность и температуру смешения. Вулканизаты становятся более мягкими, эластичными, уменьшаются гистерезисные потери, но прочность снижается. Повышается морозостойкость, сопротивление утомлению, износостойкость, усталостная выносливость резин при многократных деформациях. Повышается производительность смесительного оборудования на 40-50 %, снижается расход энергии на изготовление резиновых смесей на 20-30 %. Состав нефтяных мягчителей влияет на пластифицирующее действие. В наибольшей степени улучшает морозостойкость резин алканы и циклоалканы, но они плохо совмещаются с полярными полимерами, замедляют вулканизацию каучуков и склонны к выпотеванию. Ароматизированные нефтяные пластификаторы хорошо совмещаются с каучуками, улучшают их обрабатываемость, повышают адгезию и [c.134]

Повышение температуры вулканизации от 143 до 165 °С улучшает комплекс свойств резин, содержащих JV-(4-карбоксифенил)-малеимид, увеличивая эффективность их действия. Благодаря возрастанию количества связанных карбоксильных групп, образующих солевую сетку, повышается усталостная выносливость резин при многократном изгибе и не происходит значительного снижения прочности при растяжении и сопротивлении раздиру, как это имеет место в серных вулканизатах, не содержащих кар-боксифенилмалеимида. Оптимальная вулканизующая система (в ч.) S (1,5)-J-альтакс (0,6)+сульфенамид Ц (0,4) + iV-(4-карбоксифенил) малеимид (1,5) — обеспечивает в протекторных резинах из СКИ-3 (165 °С, 15 мин) прочность при растяжении 23,6 МПа, сопротивление раздиру 1 кН/см, сопротивление разрастанию трещин (до 10 мм) —300 тыс. циклов. [c.103]

Условия испытаний желательно характеризовать в следующем порядке а) размеры и форма образца б) вид напряженного состояния в) временной режим нагружения (частота гармонического нагружения, форма импульса и периодичность при негармоническом цикле и т. д.) г) значение средней составляющей деформации или напряжения (если средняя составляющая равна нулю, как уже указывалось, цикл называется симметричным) д) алмплитудное значение переменной составляющей деформации, напряжения или энергии е) тепловой режим, т. е. температура образца (если она при сравнительных испытаниях поддерживается постоянной, независимо от гистерезисных свойств резины), или температура окружающей среды и некоторые дополнительные данные, характеризующие теплообмен (если испытания проводят в условиях, когда температура испытуемых образцо в зависит от гистерезисных свойств резины) ж) дополнительные особые условия, если они существенны (среда, условия освещенности и т. д.). Например усталостная выносливость резины А при испытаниях образцов в виде двусторонних лопаток (размерами, предусмотреииыми в ГОСТ 270— 53) на многократное растяжение с частотой 500 цикл1мин, при средней составляющей деформации 100%, амплитуде напряжения 0,5 кгс/см и температуре образца 70 °С равна 250 циклов. [c.322]

Жидкие каучуки могут быть использованы не только как основной материал для изготовления шин, но и как модификатор обычных шинных резин с целью, например, повышения связи ре ЗИНЫ с кордом. Введение жидких каучуков с концевыми изоцианатными или эпоксиуретановыми группами повышает усталостную выносливость шинной резины в условиях многократных деформаций изгиба и растяжения, а также устойчивость к действию повышенных температур. Особенно важно повышение стойкости к проколу в статических и динамических условиях, что существенно для работоспособности шин, эксплуатируемых на рудниках и Б карьерах [102, 103]. [c.456]

Несмотря н -снижение сопротивления многократному растяжению высокостирольные полимеры, содержащие от 70 до 85% связанного стирола, придают вулканизатам натурального каучука лучшую стойкость к разрастанию трёщин и многократному изгибу при нормальной и повышенной температуре, а также увеличивают сопротивление раздиру. Отмечается также, что продолжительность вулканизации практически не сказывается на прочностных показателях резины. В резинах на основе НК лучшая усталостная выносливость достигается при введении бутадиен-стирольных смол с относительно низким содержанием стирола (40—50%). Хорошие результаты получены такл е при замене части НК бутадиен-стирольным каучуком 7 . [c.49]

Резины, содержащие сажу ISAF, обладают более высокими прочностными показателями, чем резины, содержащие сажу HAF, но уступают последним по эластичности и усталостной выносливости. По данным испытаний грузовых и легковых шин, резины, наполненные сажей ISAF, имеют более высокую (на 10—20%) износостойкость, чем резины, наполненные сажей HAF. Более высокая износостойкость резин, содержащих сажу ISAF, особенно отчетливо проявляется при повышенной температуре окружающей среды и в жестких условиях испытания. [c.100]

При утомлении в реж-име а = onst падение модуля упругости с ростом температуры, с одной стороны, приводит к росту амплитуды деформации, с другой стороны, к повышению гистерезисных потерь (см. рис. 5.4). В результате вероятность стабилизации температуры в процессе утомления существенно уменьшается. Однако и в этом режиме интенсивность теплообразования при повышении температуры замедляется, по-видимому, вследствие повышения интенсивности теплоотвода. Уменьшение внутреннего трения резины на всех стадиях утомления обусловливает понижение температуры образца [74, 119] п возрастание усталостной выносливости. [c.177]

Резины на основе галогенбутилкаучуков, сохраняя преимущества резин из обычных БК, по газонепроницаемости, усталостной выносливости, озоно-и погодостойкости превосходят обычные БК по скорости вулканизации и устойчивости к длительному воздействию повышенных температур. Изучена возможность применения ББК и ХБК в ездовых камерных резинах. [c.160]

Смеси, содержащие комбинации ускорителей 11 и 12, имеют среднюю скорость вулканизации и наибольшую склонность к подвулканизации. Для сажевых смесей с этими ускорителями могут возникнуть трудности при шприцевании, особенно если смесь подвергалась высокотемпературной обработке в присутствии промоторов. Температуру при шприцевании следует поддерживать возможно ниже. Смеси должны содержать малое количество серы. Резины, полученные с применением хинонди-оксимов, имеют темный цвет. По сравнению с резинами, содержащими любые комбинации ускорителей, они характеризуются наибольшей теплостойкостью, очень высокой озоно- и водостойкостью и повышенными модулями. Однако они имеют пониженные прочностные свойства и невысокую усталостную выносливость. [c.151]

К резине для автокамер предъявляются очень высокие требования. Она должна быть прочной на разрыв и раздир, хорошо сопротивляться разрастанию порезов при нормальных и повышенных температурах, обладать высокой эластичностью и выносливостью (усталостной прочностью), воздухонепроницаемостью, термостойкостью и морозостойкостью и малой разнашиваемостью. [c.43]