Шины. Некоторые проблемы эксплутации и производства - Ильясов Р.С.
ISBN 5-7882-0140-3
Скачать (прямая ссылка):
Воронежский филиал ВНИИСК провел химическую модификацию СКИ-3 путем введения в полимеризат хлорсульфони-лизоцианата (СКИ-ЗВМ). По приведенным в таблице 2.12 данным можно сделать вывод о повышенной когезионной проч-
42
ности резиновой смеси по сравнению со смесью из СКИ-3-01. По физико-механическим показателям резины, полученные из этих каучуков, приблизительно одинаковы. Испытания, проведенные НИИКГШ на протекторных резинах (беговая часть) и резинах для обрезинки металлокорда, показали некоторое снижение прочностных свойств при одновременном росте стойкости к динамическим воздействиям при замене НК на СКИ-ЗВМ. Ожидаемого роста адгезии к кордам, из-за наличия изоцианатных функциональных групп в каучуке, не произошло. Подобные неоднозначные результаты по каучуку СКИ-3 ВМ без дополнительных испытаний не позволяют сделать какие-либо определенные рекомендации к его массовому внедрению.
В таблице 2.17 весьма интересны результаты, полученные при испытании смесей и резин из каучука СКИ-3, физически модифицированного ультрадисперсными наполнителями за счет синтеза в эластомерной матрице энергонасыщенных частиц размером до 10'8 м [18]. В качестве энергонасыщенных частиц выступают сульфаты или карбонаты кальция и бария. При исследовании образцов изопренового каучука, модифицированных ультрадисперсными частицами минеральных наполнителей, было установлено, что синтез "in situ" 0,4-0,8% масс, на 100 масс. ч. каучука ультрадисперсных частиц обусловливает значительное изменение макроструктуры эластомера, способствует усилению протекания ориентационных и кристаллизационных процессов. Кристаллизация при растяжении начинается в модифицированном каучуке при меньших (на 50-150%) удлинениях, а степень кристалличности при пониженных температурах на 20-30% больше, чем в ^модифицированных. Именно структурные изменения обусловили повышение в 4-10 раз когезионной прочности наполненных резиновых смесей, на 40-60% физико-механических показателей резин, снижение гисте-резисных потерь. Как видно из таблицы 2.17, по большинству
43
Таблица 2.17
Сравнительные результаты испытаний резиновых смесей и резин из разных изопреновых каучуков
Резины на основе
Показатели НК СКИ-3 СКИ-3, модиф. CaS04
Резиновая смесь Когезионная прочность, наполненных резиновых смесей, МПа 2,4 0,29 1,97
Ненаполненные резины Условное напряжение при 300 % 1,8 0,9 1,7
удлинении, МПа
Условная прочность при растяжении, МПа 28,5 24,7 30,5
Относительное удлинение, % 820 740 870
Сопротивление раздиру, кН/м 39,1 30,38 44,3
Гистеререзисные потери, К/Е, 20° С 0,076 0,080 0,067
Твердость, усл.ед. 37 37 39
Эластичность, %: 20° С 72 70 73
100° С 76 74 76
Наполненные резины (П245) Условное напряжение при 300 % удлинении, МПа 12,6 8,5 14,7
Условная прочность при растяжении, МПа 29,1 26,2 32,2
Относительное удлинение, % 560 540 560
Сопротивление раздиру, кН/м 139,0 100,2 134,7
Динамическая выносливость при изгибе с проколом, тыс.ц. 16,2 7,1 59,7
Истираемость, см3/кВт-ч. 206 247 201
Твердость, усл.ед. 65 63 66
Эластичность, %: 20° С 46 43 47
100° С 54 54 56
44
показателей резины, содержащие У ДЧ, превосходят резины из НК, а по остальным находятся на их уровне.
Подводя итог отечественных данных по химической и физической модификации 1,4-цис-изопренового каучука, можно отметить необходимость использования каучука СКИ-ЗМАБ в перспективных ЦМК шинах, а также каучука с ультрадисперсными наполнителями наномерного размера.
В последнее время стали появляться изопреновые каучуки содержащие помимо 1,4-цис-звеньев значительное количество других типов звеньев.
Тольяттинским АО "Синтезкаучук" [16] совместно с ГП НИ-ИСК (г. С.-Петербург) завершена разработка технологии производства изопренового каучука серии "Эласт" с повышенным (до 80%) содержанием 3,4-звеньев. Оказалось, что "Эласт" с содержанием 60-80% 3,4-звеньев обладает наиболее высокими демпфирующими свойствами среди известных полимерных материалов, а добавка его в рецептуры протекторных резин существенно повышает сцепление протекторов шин с мокрой дорогой. Наполненные резиновые смеси на основе "Эласт" имеют высокую прочность, авулканизаты характеризуются высоким сопротивлением раздиру в широком температурном интервале и твердостью, низкими потерями при истирании. Сам "Эласт" хорошо совмещается со всеми каучуками общего назначения.
Большое количество боковых ответвлений приводит к уменьшению подвижности полимерной цепи и увеличивает межмолекулярное взаимодействие, что отражается в повышенной теплостойкости и воздухонепроницаемости. "Эласт" с 70-80% 3,4-звеньев имеет когезионную прочность в 50 раз более высокую, чем у СКИ-3. С увеличением содержания 3,4-звеньев в таком полиизопрене когезионная прочность растет, улучшается качество экстру дата, но увеличивается температура стеклования, падает скорость вулканизации и эластичность резин; вибродемпфирующие характеристики улучшаются.
По-видимому, данный "Эласт" с содержанием 3,4-звеньев
75-80% является перспективной добавкой в протекторные рези-
ны.
Более подробную информацию о свойствах каучука СКИ-3,4 и композиций на его основе дали сотрудники ГП НИИСК (бывший ВНИИСК), г. С.-Петербург [19]. В таблице 2.18 приведены диссипативные свойства вулканизата СКИ-3,4 в зависимости от содержания 3,4-звеньев.
