Шины. Некоторые проблемы эксплутации и производства - Ильясов Р.С.
ISBN 5-7882-0140-3
Скачать (прямая ссылка):
Весь комплекс описанных мер в конечном итоге практически исключил случаи «хлопков» и возгораний при процессах изготовления резиновых смесей большой единичной мощности и может быть рекомендован для широкого внедрения в шинную промышленность.
4.6. Применение серных вулканизующих систем в шинных резиновых смесях в виде гранулированных композиций.
В процессе вулканизации резиновых смесей из-за сложного их состава наряду с образованием поперечных связей, протекают и другие химические реакции между ингредиентами и продуктами их разложения, что оказывает существенное влияние на формирование пространственных структур в резинах [389-391,263] и на выделение газообразных веществ. Мухутди-новым А. А. показано [391], что предварительное получение из компонентов серных вулканизующих систем эвтектических смесей, являющихся композициями полифункционального действия, сопровождается протеканием некоторых из этих реакций в эвтектическом расплаве до введения компонентов в резиновые смеси. Следовательно, появляется возможность, в условиях малотоннажной химии, направленного регулирования свойств резин путем изменения условий получения таких композиций и улавливания вредных газов, выделяющихся при взаимодействии компонентов серных вулканизующих систем.
Низкие температуры эвтектического плавления компонентов серных вулканизующих систем позволяют их гранулиро-
382
вать без введения связующих веществ с получением непылящих, прочных и легкоплавких гранул, хорошо диспергирующихся в резиновых смесях.
На ОАО «Нижнекамскшина» совместно с КГТУ проводились исследования по получению и применению в автокамер-ной смеси серных вулканизующих систем в виде гранулированной композиции. Поскольку получение таких композиций и их гранулирование осуществляются в эвтектических расплавах, то их можно рассматривать как термически модифицированные композиции (ТМК).
Гранулированная ТМК включала сульфенамид Ц, оксид цинка, стеарин и парафин в соотношении 1,6:3,0:1,0:2,0 по массе. Парафин в ТМК вводили для регулирования твердости гранул и улучшения их диспергирования в резиновой смеси. Тепловую обработку механической смеси компонентов осуществляли при температурах 60-70°С в шнековом грануляторе с обогреваемой рубашкой. Конечный продукт представлял собой желтоватые прочные и непылящие гранулы с размерами 1 - 3 мм и температурой плавления 60 -65 °С.
Полученные ТМК испытывались в резиновых смесях в лабораторных условиях по рецепту 5НК-203-001. Гранулы ТМК в резиновую смесь вводили на второй стадии смешения в количестве, уменьшенном на 10% по сравнению с суммарным количеством оксида цинка, стеарина и сульфенамида Ц, вводимых в серийную резиновую смесь в виде отдельных компонентов.
На основании положительных результатов лабораторных испытаний проводились опытно-промышленные испытания ТМК в автокамерной смеси 5НК-203-001. В процессе приготовления резиновой смеси технологических трудностей не наблюдалось. Выгрузку смеси из резиносмесителя осуществляли по времени при температуре 112°С.
383
Результаты расширенных опытно-промышленных испытаний серийной и опытной (с ТМК) резиновых смесей и резин представлены в таблице 4.9.
Таблица 4.9
Свойства резиновых смесей и резин, полученных при расширенных опытно - промышленных испытаниях
Показатели свойств Серийная Опытная
Вязкость при 100°С, ед. Муни 36,5 40
Скорчингпри 130°С, мин:
т5 17,9 16,8
т35 20,1 18,9
Напряжение при 300% удлинении, МПа 5,4 4,5
Условное напряжение при разрыве, МПа 18,3 17,8
Относительное удлинение, % 670 680
Сопротивление раздиру, кН/м 69 80
Коэффициент температуростойкости при
100°С по прочности 0,49 0,51
Коэффициент теплового старения при
100°С х 72 ч:
по прочности 0,53 0,66
по относительному удлинению 0,39 0,54
по сопротивлению раздиру 0,52 0,48
Эластичность по отскоку, %
при 25°С 42 40
при 100“С 53 53
Твердость, ед. ШорА:
при 25°С 56 54
при 100°С 51 50
Усталостная выносливость при
многократном растяжении на 150 %, тыс. Ц- 37,5 46,4
Анализ приведенных результатов свидетельствует о небольшом уменьшении индукционного периода вулканизации. По-видимому, те реакции, которые предшествуют образованию поперечных связей, уже начинаются на стадии приготовления ТМК (например, стадия образования промежуточного комплек-
384
са, в котором ионы цинка выполняют роль комплексообразова-теля, а стеариновая кислота и сульфенамид Ц роль лигандов). Меньшая величина условного напряжения при 300% удлинении свидетельствует о более низкой плотности поперечных связей в опытной резине, однако они обеспечивают значительно лучшее сопротивление действию локального перенапряжения. Действительно, сопротивление раздиру у опытной резины в 1,2 раза выше серийной. Видно также, что резины, полученные с применением гранулированной ТМК, имеют более высокую теплостойкость и сопротивление многократной деформации. Дополнительно было установлено, что опытные резины характеризуются меньшей реверсией при перевулканизации.
Таким образом, проведенные исследования показали целесообразность применения ТМК взамен порошкообразных компонентов серных вулканизующих систем с достижением повышения теплостойкости и усталостной выносливости резин, уменьшения дозировки компонентов и повышения экологической безопасности процессов приготовления резиновых смесей за счет снижения пыления ингредиентов.
