Резина (продукт вулканизации каучука)

Резина (далее Р) (от лат. resina — смола), вулканизат, продукт вулканизации каучука (см. Каучук натуральный, Каучуки синтетические). Техническая Р (продукт вулканизации каучука) — композиционный материал, который может содержать до 15—20 ингредиентов, выполняющих в Р (продукт вулканизации каучука) разнообразные функции (см. Резиновая смесь). Основное отличие Р (продукт вулканизации каучука) от др. полимерных материалов (см. Пластические массы, Полимеры) — способность к большим обратимым, так называемым высокоэластическим, деформациям в широком интервале температур, включающем комнатную и более низкие температуры (см. Высокоэластическое состояние). Необратимая, или пластическая, составляющая деформации Р (продукт вулканизации каучука) намного меньше, чем у каучука, поскольку макромолекулы последнего соединены в Р (продукт вулканизации каучука) поперечными связями (так называемая вулканизационная сетка). Р (продукт вулканизации каучука) превосходит каучук по прочностным свойствам, тепло- и морозостойкости, устойчивости к действию агрессивных сред и др.

Классификация. В зависимости от температурных и др. условий эксплуатации, в которых Р (продукт вулканизации каучука) сохраняет высокоэластические свойства, различают следующие основные группы Р (продукт вулканизации каучука)

Р (продукт вулканизации каучука) общего назначения, эксплуатируемые при температурах от —50 до 150 °С. Изготовляются на основе натурального, синтетических изопреновых, стереорегулярных бутадиеновых, бутадиен-стирольных, каучуков и их разнообразных комбинаций. Теплостойкие Р (продукт вулканизации каучука), предназначенные для длительной эксплуатации при 150—200 °С. Основой таких Р (продукт вулканизации каучука) служат этилен-пропиленовые и каучуки, бутилкаучук. Для Р (продукт вулканизации каучука), эксплуатируемых при более высоких температурах (до 300 °С и выше), используют некоторые каучуки, а также каучукоподобные полимеры типа полифосфонитрилхлорида. Морозостойкие Р (продукт вулканизации каучука), пригодные для длительной эксплуатации при температурах ниже —50 °С (иногда до —150 °С). Для их получения применяют каучуки с низкой температурой стеклования (см. Стеклование полимеров), например стереорегулярные бутадиеновые, некоторые Такие Р (продукт вулканизации каучука) могут быть получены и из неморозостойких каучуков, например бутадиен-нитрильных, при введении в состав резиновой смеси некоторых пластификаторов (эфиров себациной кислоты и др.). Масло- и бензостойкие Р (продукт вулканизации каучука), длительно эксплуатируемые в контакте с нефтепродуктами, маслами и др. Их получают из бутадиен-нитрильных, полисульфидных, уретановых, винилпиридиновых, некоторых каучуков. Р (продукт вулканизации каучука), стойкие к действию различных агрессивных сред (кислото- и щелочестойкие, озоностойкие, паростойкие и др.). Изготовляются на основе бутилкаучука, акрилатных каучуков, полиэтилена. Электропроводящие Р (продукт вулканизации каучука) Для их получения используют различные каучуки, наполненные большими количествами электропроводящей (ацетиленовой) сажи. Диэлектрические (кабельные) Р (продукт вулканизации каучука), характеризующиеся малыми диэлектрическими потерями и высокой электрической прочностью. Получают их из этилен-пропиленовых, изопреновых каучуков, наполненных светлыми минеральными наполнителями. Радиационностойкие Р (продукт вулканизации каучука) (рентгенозащитные и др.). Основой их служат бутадиен-нитрильные, бутадиен-стирольные каучуки, наполненные окислами или
Помимо перечисленных Р (продукт вулканизации каучука), различают также вакуумные, вибро-, свето-, огне-, водостойкие, фрикционные Р (продукт вулканизации каучука), а также медицинские, пищевые и др.

Механические свойства резин на основе различных качуков¹

Показатели	Натуральный		Синтетический изопреновый		Стереорегуляр- ный бутадиеновый		Бутадиедн-a-метилстироль- ный маслонаполнен- ный		Бутилкаучук		Этиленпропи- леновый		бутадиен-нитрильный		вый
Показатели
Напряжение при 300% удлинения², Мн/м²	2-3	12-14	1,5-3	8-13	1-1,3	7-11	0,8-1,3	10-11	0,6-1,5	4-7	9-15	11-19	1,5-2,5	11-12	1-1,5	6,5-10,5
Прочность при растяжении², Мн/м²	25-33	25-35	23-35	23-35	2-5	16-19	2-3	19-25	15-20	15-23	17,5-28	20-26	3-4	28-31	21-28	19,5-21
Относительное удлинение, %	800-850	600-850	700-1000	600-800	250-750	400-600	700-800	550-650	800-950	400-850	400-600	370-500	500-700	550-700	750-1100	450-700
Сопротивление раздиру, кн/м, или кгс/см	50-100	130-150	30-90	110-160	5-7	35-45	7-10	70-90	8-20	50-85	40-55	40-50	—	65-80	25-45	55-70
Твердость по ТМ-2	35-40	60-75	30-40	60-70	40-52	57-68	32-43	50-60	27-32	60-85	42-68	40-68	—	69-72	37-50	55-60
Эластичность по отскоку, %	68-75	40-55	65-75	37-51	65-78	45-50	50-55	35-46	8-20	20-25	—	55	50-55	28-32	40-42	32-40
Модуль внутреннего трения, Мн/м²	0,12-0,26	1,8-2,2	0,13-0,26	2-2,4	0,25	1,6-1,8	0,28-0,35	2,2-2,6	—	—	—	—	—	—	—	—
Коэффициент истираемо-сти, cм³l(квт•ч)	—	270-330	—	280-340	0,5	170-190	—	300-340	—	300-350	—	220-300	—	170-200	—	350-450
Выносливость при многократных деформациях, тыс. циклов	—	170-180	—	130-160	—	100-130	—	60-85	—	—	—	—	—	—	—	—

¹Данные для температуры 22 ± 2 •С; — ненаполненная резина; — резина, наполненная активной сажей.

² 1 Мн/м²" 10 кгс/см².

Свойства. Комплекс свойств Р (продукт вулканизации каучука) определяется прежде всего типом каучука. Существенное влияние на механические характеристики Р (продукт вулканизации каучука) (деформационные, прочностные) оказывают наполнитель (см. табл.), а также структура и плотность вулканизационной сетки. Важнейшее деформационное свойство Р (продукт вулканизации каучука) — модуль (отношение напряжения к деформации) зависит от ряда факторов: условий механического нагружения (статические или динамические ); абсолютного значения напряжения и деформации, а также от вида последней (растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб); длительности или скорости нагружения, что обусловлено релаксационными явлениями, т. е. изменением реакции Р (продукт вулканизации каучука) на механическое воздействие (см. Релаксация, Релаксационные явления в полимерах); состава (рецептуры) Р (продукт вулканизации каучука)

В области относительно небольшой деформации (< 100%) модуль Р (продукт вулканизации каучука) при растяжении на 5 порядков ниже модуля Юнга для стали (соответственно 0,5—8,0 и 2•10⁵ Мн/м² (5—80 и 2•10⁶ кгс/см²)) (см. также Модуль высокоэластический, Модули упругости). В указанной области деформации модуль Р (продукт вулканизации каучука) при сдвиге примерно в 3 раза меньше, чем при растяжении. Вследствие практической несжимаемости Р (продукт вулканизации каучука) (коэффициент Пуассона 0,48—0,50 против 0,28—0,35 для металлов) объемный модуль Р (продукт вулканизации каучука) на 4 порядка выше, чем модуль при растяжении.

Зависимость модуля Р (продукт вулканизации каучука) от ее состава может быть в отдельных случаях описана обобщенными соотношениями, использование которых позволяет прогнозировать значение модуля Р (продукт вулканизации каучука) и создавать т. о. материалы с заданными свойствами.

Деформирование саженаполненных Р (продукт вулканизации каучука), характеризующихся высоким внутренним трением, обусловливает преобразование механической энергии деформации в тепловую. Этим объясняется высокая амортизационная способность Р (продукт вулканизации каучука), косвенной характеристикой которой служит показатель эластичности по отскоку. Однако из-за низкой теплопроводности Р (продукт вулканизации каучука) многократное циклическое нагружение массивных изделий, например шин, приводит к их саморазогреву (т. н. теплообразование), обусловленному упругим гистерезисом. Следствием этого может быть ухудшение эксплуатационных свойств изделий.

В реальных условиях эксплуатации Р (продукт вулканизации каучука) находится в сложнонапряженном состоянии, поскольку на изделия действуют одновременно различные деформации. Однако разрушение Р (продукт вулканизации каучука) вызывается, как правило, максимальным растягивающими напряжениями. По этой причине прочностные свойства Р (продукт вулканизации каучука) оценивают в большинстве случаев при деформации растяжения.

Технические характеристики Р (продукт вулканизации каучука) существенно зависят от режимов приготовления резиновой смеси и ее вулканизации, от условий хранения полуфабрикатов и изделий и др. Свойства Р (продукт вулканизации каучука) на основе каучуков, макромолекулы которых содержат ненасыщенные связи (например, натурального или синтетического изопренового), могут ухудшаться при эксплуатации Р (продукт вулканизации каучука) в условиях длительного воздействия повышенных температур, озона, ультрафиолетового света (см. Старение полимеров).

Применение. Резиновая промышленность — один из важнейших поставщиков комплектующих деталей и изделий для многих отраслей народного хозяйства. Р (продукт вулканизации каучука) — незаменимый материал в производстве шин, различных амортизаторов и уплотнителей; ее применяют также для изготовления конвейерных лент, приводных ремней, рукавов, разнообразных изделий бытового назначения, в частности обуви (см. Резиновые изделия). Из Р (продукт вулканизации каучука) изготовляют изоляцию кабелей, эластичные электропроводящие покрытия, протезы (например, искусственные клапаны сердца), детали наркозных аппаратов, катетеры, трубки для переливания крови и многое др. Объем мирового производства изделий из Р (продукт вулканизации каучука) в 1974 превысил 20 млн. т. Наиболее крупные потребители Р (продукт вулканизации каучука) — шинная промышленность (свыше 50%) и промышленность резинотехнических изделий (около 22 % ).

Лит.: Кошелев Ф. Ф., Корнев А. Е., Климов Н. С., Общая технология резины, 3 изд., М., 1968; Резниковский М. М., Лукомская А. И., Механические испытания каучука и резины, 2 изд., М., 1968; Усиление эластомеров, под ред. Дж, Крауса, пер. с англ., М., 1968; Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М., 1971; Труды международной конференции по каучуку и резине, М., 1971; Лукомская А. И., Евстратов В. Ф., Основы прогнозирования механического поведения каучуков и резин, М., (в печати).

В. Ф. Евстратов.

	Copyright © 1999-2023 Oval.ru, All Rights Reserved.