Тиокол вулканизуется перекисями. Присутствие в основной цепи

макромолекулы серы придает каучуку полярность, вследствие чего он

становится устойчивым к топливу и маслам, к действию кислорода, озона,

солнечного света. Сера также сообщает тиоколу высокую газонепроницаемость

(выше, чем у НК), поэтому тиокол — хороший герметизирующий материал.

Механические свойства резины на основе тиокола невысокие. Эластичность

резин сохраняется при температуре от —40 до —60 °С. Теплостойкость не

превышает 60—70 °С. Тиоколы новых марок работают при температуре до 130 °С.

Акрилатные каучуки — сополимеры эфиров акриловой (или метакриловой)

кислоты с акрилонитрилом и другими полярными мономерами — можно отнести к

маслобензостойким каучукам. Каучуки выпускают марок БАК-12, БАКХ-7, ЭАХ.

Для получения высокопрочных резин вводят усиливающие наполнители.

Достоинством акрилатных резин является стойкость к действию серосодержащих

масел при высоких температурах; их широко применяют в автомобилестроении.

Они стойки к действию кислорода, достаточно теплостойки, обладают адгезией

к полимерам и металлам. Недостатками БАК являются малая эластичность,

низкая морозостойкость, невысокая стойкость к воздействию ; горячей воды и

пара.

Теплостойкие резины получают на основе каучука СКТ.

СКТ — синтетический каучук теплостойкий, представляет собой

кремнийорганическое (полисилоксановое) соединение с химической формулой

'

…— Si(СНз)2 — O — Si(СНз)2 — ...

Каучук вулканизуется перекисями и требует введения усиливающих

наполнителей (белая сажа). Присутствие в основной молекулярной цепи прочной

силоксановой связи придает каучуку высокую теплостойкость. Так как СКТ

слабо полярен, он обладает хорошими диэлектрическими свойствами. Диапазон

рабочих температур СКТ составляет от —60 до 250 °С. Низкая адгезия,

присущая кремнийорганнческим соединениям (вследствие их слабой полярности),

делает СКТ водостойким и гидрофобным (например, применяется для защиты от

обледенения). В растворителях и маслах он набухает, имеет низкую

механическую прочность, высокую газопроницаемость, плохо сопротивляется

истиранию. При замене метильных групп (СН3) другими радикалами получают

другие виды силоксановых каучуков. Каучук с винильной группой (СКТВ)

устойчив к тепловому старению и обладает меньшей текучестью при сжатии,

температура эксплуатации от —55 до 300 °С. Вводя фенильную группу (С6Н5),

получают каучук (СКТФВ), обладающий повышенной морозостойкостью (от —80 до

—100 °С) и сопротивляемостью к действию радиации. Можно сочетать различные

радикалы, обрамляющие силоксановую связь. Так, фенилвинилсилоксановый

каучук имеет повышенные механические свойства. Если ввести в боковые группы

макромолекулы СКТ атомы Р или группу СМ, приобретается устойчивость к

топливу и маслам. Введение в основную цепь атомов бора, фосфора дает

возможность повысить теплостойкость резин до 350—400 °С и увеличить их

клеящую способность. Силоксановые резины сгорают при 600—700 °С, а в

течение нескольких секунд выдерживают 3000 °С.

Морозостойкими являются резины на основе каучуков, имеющих низкие

температуры стеклования. Например, резины на основе СКС-10 и СКД могут

работать при температуре до —60 °С; НК, СКБ, СКС-30, СКН — до —50 °С, СКТ —

ниже —75 °С.

Светоозоностойкие резины вырабатывают на основе насыщенных каучуков —

фторсодержащих (СКФ), этиленпропиленовых (СКЭП), бутилкаучука.

Фторсодержащие каучуки получают сополимеризацией ненасыщенных

фторированных углеводородов (например, СF2 == СFCl, СН2 = СF2 и др.).

Отечественные фторкаучуки выпускают под марками СКФ-32, СКФ-26; зарубежные

— кель-Ф и вайтон. Каучуки устойчивы к тепловому старению, воздействию

масел, топлива, различных растворителей (даже при повышенных температурах),

негорючи. Вулканизованные резины обладают высоким сопротивлением истиранию.

Теплостойкость длительная (до 300 °С). Недостатками является малая

стойкость к большинству тормозных жидкостей и низкая эластичность. Резины

из фторкаучуков широко применяют в авто- и авиапромышленности.

СКЭП — сополимер этилена с пропиленом — представляет собой белую

каучукообразную массу, которая обладает высокой прочностью и эластичностью,

очень устойчива к тепловому старению, имеет хорошие диэлектрические

свойства. Кроме СКЭП выпускают тройные сополимеры СКЭПТ (за рубежом близкие

по свойствам каучуки — висталом и дутрал).

Резины на основе фторкаучуков и этиленпропилена стойки к действию сильных

окислителей (HNOз, Н2О2 и др.), применяются для уплотнительных изделий,

диафрагм, гибких шлангов и т. д., не разрушаются при работе в атмосферных

условиях в течение нескольких лет.

Хлорсульфополиэтилен (ХСПЭ) является насыщенным полимером. Его

вулканизация основана на взаимодействии с группами SО2Сl и Сl. Вулканизаты

ХСПЭ имеют высокую прочность ((в=16(26 МПа), относительное удлинение ( =

280 ( 560 %. Они обладают повышенным сопротивлением истиранию при нагреве,

озоно-, масло- и бензостойки, хорошие диэлектрики. Интервал рабочих

температур от —60 до 215 °С. Применяют эти резины как конструкционный и

защитный материал (противокоррозионные, не обрастающие в морской воде

водорослями и микроорганизмами покрытия, для защиты от воздействия (-

излучения).

Бутилкаучук (Б К) получают совместной полимеризацией изо-бутилена с

небольшим количеством изопрена (2—3 %).

В бутилкаучуке мало ненасыщенных связей, вследствие чего он обладает

стойкостью к кислороду, озону и другим химическим реагентам. Каучук

кристаллизующийся, что позволяет получать материал с высокой прочностью

(хотя эластические свойства лиз-кие). Каучук обладает высоким

сопротивлением истиранию и высокими диэлектрическими характеристиками. По

температуростойкости уступает другим резинам, превосходя их по газо- и

паронепроницаемости.

Бутилкаучук — химически стойкий материал. В связи с этим он в основном

предназначен для работы в контакте с концентрированными кислотами и другими

химикатами; кроме того, его применяют в шинном производстве (срок службы

покрышек в 2 раза выше, чем покрышек из НК).

Износостойкие резины получают на основе полиуретановых каучуков СКУ.

Полиуретановыв каучуки обладают высокой прочностью, эластичностью,

сопротивлением истиранию, маслобензостойкостью. В структуре каучука нет

ненасыщенных связей, поэтому он стоек к кислороду и озону, его

газонепроницаемость в 10—20 раз выше, чем газопроницаемость НК. Рабочие

температуры резин на его основе составляют от —30 до 130°С. На основе

сложных полиэфиров вырабатывают каучуки СКУ-7, СКУ-8, СКУ-50; на основе

простых полиэфиров — СКУ-ПФ, СКУ-ПФЛ. Последние отличаются высокой

морозостойкостью (для СКУ-ПФ — до —75 °С) и гидролитической стойкостью.

Уретановые резины стойки к воздействию радиации. Зарубежные названия

уретановых каучуков — , вулколлан, адипрен, джентан, урепан. Резины на

основе СКУ применяют для автомобильных шин, конвейерных лент, обкладки труб

и желобов для транспортирования абразивных материалов, обуви и др.

Электротехнические резины включают электроизоляционные и

электропроводящие резины. Электроизоляционные резины, применяемые для

изоляции токопроводящей жилы проводов и кабелей, для специальных перчаток и

обуви, изготовляют только на основе неполярных каучуков НК, СКБ; СКС, СКТ и

бутилкаучука. Для них (v = 1011(1015 Ом(см,

( = 2,5(4, tg ( = 0,005 ( 0,01.

Электропроводящие резины для экранированных кабелей получают из каучуков

НК, СКН, наирита, особенно из полярного каучука СКН-26 с введением в их

состав углеродной сажи и графита (65—70 %). Для них (v = 102 ( 104Ом(см.

Резину, стойкую к воздействию гидравлических жидкостей, используют для

уплотнения подвижных и неподвижных соединений гидросистем, рукавов,

диафрагм, насосов; для работы в масле применяют резину на основе каучука

СКН, набухание которой в жидкости не превышает 1—4 %. Для

кремнийорганических жидкостей применимы неполярные резины на основе

каучуков НК, СКМС-10 и др.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕЗИН И КАУЧУКОВ

Общие понятия

Механические свойства каучуков и резин могут быть охарактеризованы

комплексом свойств.

К особенностям механических свойств каучуков и резин следует отнести:

1) высокоэластический характер деформации каучуков;

2) зависимость деформаций от их скорости и продолжительности действия

деформирующего усилия, что проявляется в релаксационных процессах и

гистерезисных явлениях

3) зависимость механических свойств каучуков от их предварительной

обработки, температуры и воздействия различных немеханических факторов

(света, озона, тепла и др.).

Различают деформационно-прочностные, фрикционные и другие специфические

свойства каучуков и резин.

К основным деформационно-прочностным свойствам относятся:

пластические и эластические свойства, прочность при растяжении,

относительное удлинение при разрыве, остаточное удлинение после разрыва,

условные напряжения при заданном удлинении, условно-равновесный модуль,

модуль эластичности, гистерезисные потери, сопротивление раздиру,

твердость.

К фрикционным свойствам резин относится износостойкость, характеризующая

сопротивление резин разрушению при трении, а также коэффициент трения.

К специфическим свойствам резин относятся, например, температура

хрупкости, морозостойкость, теплостойкость, сопротивление старению.

Очень важным свойством резин является сопротивление старению (сохранение

механических свойств) после воздействия света, озона, тепла и других

факторов.

Механические свойства резин определяют в статических условиях, т. е. при

постоянных нагрузках и деформациях, при относительно небольших скоростях

нагружения (например, при испытании на разрыв), а также в динамических

условиях, например, при многократных деформациях растяжения, сжатия, изгиба

или сдвига. При этом особенно часто резины испытывают на усталостную

выносливость и теплообразование при сжатии.

Усталостная выносливость характеризуется числом циклов деформаций,

которое выдерживает резина до разрушения. Для сокращения продолжительности

определения усталостной выносливости испытания проводят иногда в условиях

концентрации напряжений, создаваемых путем дозированного прокола или

применения образцов с канавкой.

Теплообразование при многократных деформациях сжатия определяется по

изменению температуры образца резины в процессе испытания в заданном режиме

(при заданном сжатии и заданной частоте деформаций).

Пластические и эластические свойства

Пластичностью называется способность материала легко деформироваться и

сохранять форму после снятия деформирующей нагрузки. Иными словами,

пластичность — это способность материала к необратимым деформациям.

Эластичностью называется способность материала легко деформироваться и

восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после снятия

деформирующей нагрузки, т. е. способность к значительным обратимым

деформациям.

Эластическими деформациями, в отличие от упругих, называются такие

обратимые деформации, которые характеризуются значительной величиной при

относительно малых деформирующих усилиях (низкое значение модуля

упругости).

Пластические и эластические свойства каучука проявляются одновременно; в

зависимости от предшествующей обработки каучука каждое из них проявляется в

большей или меньшей степени. Пластичность невулканизованного каучука

постепенно снижается при вулканизации, а эластичность возрастает. В

зависимости от степени вулканизации соотношение этих свойств каучука

постепенно изменяется. Для невулканизованных каучуков более характерным

свойством является пластичность, а вулканизованные каучуки отличаются

высокой эластичностью. Но при деформациях невулканизованного каучука

наблюдается также частичное восстановление первоначальных размеров и формы,

т. е. наблюдается некоторая эластичность, а при деформациях резины можно

Страницы: 1, 2, 3