8. Технологические добавки

Технологические добавки предназначены для облегчения основных операций производства резиновых изделий. Некоторые из них вводят в резиновые смеси для улучшения их перерабатываемости и повышения качества вулканизатов. Это – модификаторы химического и/или физического действия, промоторы адгезии, диспергаторы ингредиентов.

К модификаторам химического действия относят модификатор РУ (комплекс резорцина и уротропина), фенольные новолачные и эпоксидные смолы, повышающие когезионную прочность резиновых смесей, модули вулканизатов, прочность связи с текстильными материалами. Физическими модмфикаторами считаются полиэтилен, пропилен и другие пластики и смолы.

Большое значение имеют промоторы адгезии каучуков с наполнителями и каучуков с текстильной и особенно металлической арматурой. Промоторы адгезии каучуков с техуглеродом снижают хладотекучесть и липкость резиновых смесей, повышают их когезионную прочность. Такими добавками являются нитрозан К (N-метил-4-нитрозоанилин), эластопар (N-метил-N′-4-динитрозоанилин),n-нитрозодифениламин (НДФА). Существенное повышение прочности связи с кордами достигается при использовании органических соединений кобальта (нафтенат кобальта и др.), молибдена, никеля.

Диспергаторы ингредиентов способствуют более быстрому смачиванию каучуком поверхности порошкообразных материалов, в первую очередь технического углерода, что ускоряет процесс их диспергирования в резиновой смеси, улучшает перерабатываемость композиций, положительно влияет на свойства вулканизатов. Свойствами диспергаторов обладают низкомолекулярные соединения с полярными группами и длинные неполярными радикалы, в первую очередь жирные кислоты, их соли, алкиламины и др.

Часть технологических добавок относят к вспомогательным материалам. В основном это самые разные антиадгезивы – опудривающие и смазочные материалы, устраняющие прилипание заготовок к обрабатывающим поверхностям на всех стадиях переработки. Так, для смазывания металлических поверхностей используют растворы моющих средств, силиконовые жидкости. Для предотвращения слипания невулканизованных заготовок их опудривают тальком, слюдой или стеаратом цинка, смачивают мыльно-каолиновыми или мыльно-силиконовыми составами.

В качестве вспомогательных используют также различные растворители (бензин «галоша», этилацетат, толуол и др.) для изготовления клеев, лаков и промазочных составов, для снятия выцветших на поверхность заготовок ингредиентов и др.

9. Армирующие материалы

Многие резиновые изделия являются многослойными резинотканевыми или резинометаллическими. В таких изделиях в качестве арматуры, воспринимающей основную нагрузку и обеспечивающей прочность, жесткость и каркасность изделий, используются текстильные и металлические материалы.

Текстильные армирующие материалы могут применяться в виде тканей, шнуров и отдельных нитей, изготовленных из хлопчатобумажных, вискозных, полиамидных, полиэфирных, стеклянных волокон.

Из любых волокон сначала образуются нити первого кручения или стренги, из которых скручивают нити второго кручения. Эти нити могут иметь разную толщину и прочность, и при изготовлении тканей выполняют функции основы и утка. Нити основы, предназначенные для восприятия нагрузки, более прочны, чем нити утка, которые предотвращают «рассыпание» нитей основы и несут иногда нагрузку. В соответствии с этим различают ткани кордные (имеют редкий малопрочный уток) и полотняного или саржевого переплетения (имеют примерно равнопрочные основу и уток).

Шнуры получаются при большом числе скруток в первом и втором кручении и имеют повышенную прочность. Иногда используют моноволокно, внешне эквивалентное леске.

Кордные ткани применяются в производстве шин, транспортерных лент, ремней и др. и изготавливаются из вискозных, полиамидных и полиэфирных волокон.

Вискозный корд вырабатывается из вискозных нитей основы и хлопчатобумажного утка (марки 17В, 22В, где В – вискозная ткань, 17 и 22 – разрывная прочность в 170 и 220 Н), имеет высокий модуль упругости, но недостаточную прочность, которая существенно уменьшается при увеличении влажности. Для увеличения прочности связи с резиной вискозный корд подвергают пропитке составами на основе латексов с функциональными группами, например карбоксилатных, и фенолформальдегидных смол.

Полиамидный корд изготавливают из волокон двух типов – капрона и анида. Капрон (поликапроамид) – полимер капролактама структуры

[-NHCO(CH₂)₅-]n,

который называют также найлон-6 или полиамид-6, где цифра 6 – это число атомов углерода в исходном мономере. При поликонденсации адипиновой кислоты и гексаметилендиамина получают полимер структуры

[-NHCO(CH₂)₄CO-NH(CH₂)₆-]n,

который называют анид, найлон-6,6 или полиамид-6,6, где цифры указывают на число атомов углерода в обоих мономерах.

На отечественных заводах преимущественно применяют капроновый корд нескольких типов: 12КТ, 23КНТС 25КНТС, 30КНТС и др., где числа означают разрывную прочность нити основы, К – капроновая ткань, Н – непромытая ткань, Т – кань, способная подвергаться термовытяжке, С – капроновая нить содержит стабилизатор. Уточная нить в капроновом корде хлопчатобумажная.

Полиамидные нити имеют плохую адгезию к резиновым смесям, поэтому корд обязательно пропитывают, также как и вискозный. Другим недостатком полиамидных кордов является повышенное удлинение при разрыве (до 22-29%), что приводит к разнашиванию шин при эксплуатации (увеличение в размерах, появление вмятин). Для снижения удлинения нитей в процессе эксплуатации полиамидный корд подвергается термовытяжке (нагрузка на нить 32-64 Н в течение 20 с) и стабилизации (нагрузка 8-16 Н, в течение 20 с) при 190˚С с последующей термофиксацией, т.е. остыванием под натяжением. При такой обработке в нитях происходит необратимая ориентация кристаллитов, способствующая уменьшению разнашиваемости корда.

Анидный корд (типы 13А и 23А, где А – анидная ткань, 13 и 23 - разрывная прочность нитей основы, Н)) по сравнению с капроновым более теплостоек и меньше разнашивается, поэтому более предпочтителен при изготовлении грузовых и крупногабаритных шин.

Полиэфирный корд вырабатывается из полиэфирного волокна (лавсан, терилен), являющегося продуктом поликонденсации терефталевой кислоты и этиленгликоля общей формулы

[-O(CH₂)₂-OOC-C₆H₄-CO-]n.

По сравнению с полиамидным кордом он обладает более высокими модулями, термостойкостью и влагостойкостью и не требует термовытяжки. Однако ввиду гидрофобности нитей он плохо пропитывается обычными водными адгезивами и требует специальных способов крепления, например составами на основе изоцианатов.

Кроме корда в производстве резиновых изделий используются хлопчатобумажные ткани полотняного переплетения, такие как чефер, бязь, доместик, миткаль и др.

В производстве используются и металлические армирующие материалы, это стальная арматура в виде металлокорда в производстве покрышек, в виде отдельных проволок для изготовления бортовых колец покрышек и навивки рукавов, в виде закладных деталей при изготовлении резино-металлических изделий. В большинстве случаев стальная арматура для повышения прочности связи с резиной латунируется (входящая в состав латуни медь может образовывать сульфиды, т.е. образуется химическая связь с вулканизатом). Во всех других случаях металлическая арматура обезжиривается, подшлифовывается и иногда промазывается клеями.