- •Образования и науки Российской Федерации
- •Введение
- •1. Общие вопросы
- •1.1. Основные свойства резин как конструкционного материала
- •1.2. Структура и направления развития резиновой промышленности
- •1.3. Основные компоненты и рецептура резиновых смесей
- •1.4. Физико-механические испытания каучуков, резиновых смесей и резин
- •1.4.1. Методы испытаний каучуков и резиновых смесей
- •1.4.2. Методы испытаний резин
- •1.4.2.1.Определение свойств резин при статическом нагружении
- •1.4.2.2. Определение свойств резин при динамическом нагружении
- •1.4.2.3. Определение сопротивления резин истиранию
- •1.4.2.4. Определение прочности связи между резиной и резиной, резиной и другими материалами
- •1.4.2.5. Определение сопротивления резин действию внешних сред
- •2. Каучуки, применяемые в производстве резиновых изделий
- •2.1. Натуральный каучук
- •2.2. Синтетические изопреновые каучуки
- •2.3. Бутадиеновые каучуки
- •2.4. Бутилкаучук
- •2.5. Этиленпропиленовые каучуки
- •2.6. Бутадиен-стирольные каучуки
- •2.7. Бутадиен-нитрильные каучуки
- •2.8. Хлоропреновые каучуки
- •3. Вулканизующие системы
- •3.1. Основные закономерности процесса вулканизации каучуков различной природы
- •3.2.1. Взаимодействие серы с каучуком в отсутствие ускорителей
- •3.2.2. Вулканизация серой в присутствии ускорителей
- •3.2.2.1. Ускорители – производные дитиокарбаминовых кислот
- •3.2.2.2. Ускорители группы тиазолов
- •3.2.2.3. Ускорители аминного типа
- •3.2.3. Активаторы ускорителей серной вулканизации
- •3.2.4. Замедлители преждевременной вулканизации
- •3.2.5. Серные вулканизующие системы для высокотемпературной вулканизации
- •3.3 Бессерные вулканизующие системы для ненасыщенных каучуков
- •3.4. Вулканизующие системы для насыщенных каучуков
- •3.5. Вулканизующие системы для каучуков с функциональными группами
- •4. Наполнители
- •4.1. Активные наполнители
- •4.1.1. Технический углерод
- •4.1.1.1.Способы классификации технического углерода
- •4.1.1.2. Усиливающее действие технического углерода
- •4.1.1.3. Выбор марок технического углерода.
- •4.1.2. Другие типы активных наполнителей
- •4.2. Неактивные наполнители
- •5. Пластификаторы и мягчители
- •6. Защитные добавки
- •Ингредиенты специального назначения
- •Технологические добавки
- •9. Армирующие материалы
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Охотина Наталья Антониновна
- •Тексты лекций
- •420015, Казань, к.Маркса, 68
2.4. Бутилкаучук
Бутилкаучук (БК) - продукт сополимеризации изобутилена и небольших количеств изопрена (1–5% мас.) под действием трихлорида алюминия в суспензии или растворе. Изопрен не образует микроблоков и статистически распределен по длине цепи преимущественно в виде 1,4-транс- звеньев:
СН3 СН3 СН3
| | |
СН2 - С – СН2 - С = СН - СН2 – С .
| |
СН3 СН3
Выпускается несколько марок бутилкаучуков, различающихся непредельностью и вязкостью, что отражено в обозначении марки каучука. Например, БК-1040 – это бутилкаучук с непредельностью 1% мол. и вязкостью по Муни 40 ед; БК-1675 – каучук с непредельностью 1,6% мол. и вязкостью 75 ед. В марке также имеется буквенный индекс, указывающий на тип стабилизатора: Т – темнеющий аминный, Н – нетемнеющий фенольный (БК-1040Т, БК-1675Н, БК-2045Н).
Химические свойства БК определяются низкой ненасыщенностью основных цепей полимера и наличием в них четвертичных атомов углерода. Вследствие малой степени непредельности БК стоек к действию кислорода, озона и многих окислителей. Несмотря на относительно высокую степень регулярности основных цепей, вследствие малой гибкости и высокой плотности упаковки макромолекул каучук практически не кристаллизуется при хранении, но быстро кристаллизуется при растяжении свыше 400%, что и обеспечивает хорошие прочностные свойства резин.
Отличительной особенностью БК является низкая газопроницаемость, по уровню которой он превосходит в несколько раз все другие типы каучуков.
БК плохо совулканизуется с непредельными каучуками, поскольку даже незначительные их примеси приводят к резкому замедлению вулканизации и ухудшению прочностных свойств резин. По этой причине приготовление резиновых смесей на основе БК необходимо проводить на оборудовании, специально выделенном или тщательно очищенном от остатков непредельных каучуков. Это достаточно важная причина ограниченного использования БК.
Для увеличения скорости вулканизации, совместимости с другими каучуками, улучшения адгезионных свойств, повышения стойкости к тепловому старению и износостойкости бутилкаучуки подвергают модификации, в частности галогенированию.
Резины на основе БК обладают высокой тепло- и озоностойкостью, уникально высокой газонепроницаемостью, стойкостью к агрессивным средам и набуханию в воде, высокими диэлектрическими свойствами. Поэтому они применяются при производстве ездовых камер для автомобильных шин, варочных камер и диафрагм форматоров-вулканизаторов, герметизирующего слоя бескамерных шин, прорезиненных тканей, теплостойких транспортерных лент и рукавов, а также в кабельной промышленности для изоляции проводов и кабелей.
2.5. Этиленпропиленовые каучуки
Этиленпропиленовые каучуки (СКЭП) - сополимеры этилена с пропиленом - получаются растворной полимеризацией в присутствии комплексных катализаторов, содержащих соединения ванадия. Это линейные сополимеры, цепи которых состоят из чередующихся коротких блоков (по 8-12 мономерных звеньев) этилена и пропилена:
СH3
|
[- CH2 - CH2 -] m - [- CH - CH2 -] n .
Двойные сополимеры этилена и пропилена полностью насыщены и поэтому вулканизуются только пероксидными системами.
Производится несколько марок СКЭП с вязкостью по Муни от 30 до 80 усл. ед. при 100ºС, которые обозначаются как СКЭП - 30, СКЭП – 40.
Поскольку основная цепь полимеров полностью насыщена, резины на основе СКЭП характеризуются высокой стойкостью к озонному и тепловому старению, к действию агрессивных сред при температурах до 150ºС, повышенной стойкостью к набуханию в воде и отличными диэлектрическими показателями.
На основе этиленпропиленовых каучуков изготавливают резины с самой высокой озоностойкостью. Основной недостаток резин - горючесть и невысокая маслобензостойкость.
СКЭП применяют в электротехнической промышленности для изоляции проводов и кабелей, в смеси с полипропиленом для производства ударопрочных пластмасс, в производстве прорезиненных тканей, рукавов, теплостойких конвейерных лент, формовых и неформовых деталей для машиностроения.
Кроме двойных сополимеров, выпускаются этиленпропилендиеновые каучуки СКЭПТ – тройные (Т) сополимеры этилена, пропилена и диенового мономера (0,3-2,0% мол.) В качестве третьего мономера в основном используют дициклопентадиен, этилиденнорборнен, гексадиен-1,4 и др.
В результате введения третьего мономера получаются каучуки с полностью насыщенной основной цепью и двойными связями в боковых группах, которые могут участвовать в процессе вулканизации серосодержащими системами. СКЭПТ хорошо совулканизуется с бутилкаучуком, что позволяет выпускать автомобильные камеры с меньшим весом и лучшей ходимостью.