Шины. Некоторые проблемы эксплутации и производства - Ильясов Р.С.
ISBN 5-7882-0140-3
Скачать (прямая ссылка):
Алкилфенолы на основе сланцевого сырья, которые явились исходным сырьем для получения АФЭС, могут быть с успехом использованы для получения и других доступных и дешевых модификаторов многофункционального действия и, в первую очередь, для улучшения упруго-прочностных свойств шинных резин. Такие модификаторы (авторы назвали их "Тиа-резами") получаются путем конденсации серой алкилфенолов на основе сланцевого сырья [304]. В зависимости от степени
266
конденсации можно получить продукты с разным содержанием серы. Выяснилось (таблица 2.105), что тиарезы могут с успехом заменить дорогостоящий и дефицитный резорцин в брекерных резинах на основе резиновых смесей с модифицирующей системой HRH.
Таблица 2.105 Свойства брекерных резин на основе 100 СКИ-3 с модифицирующей системой HRH (ГМММ - 4 мас.ч.)
Показатели Резорцин, Тиарез*, 2,5 мас.ч.
2 мас.ч. (Si) (S2) (Sa)
Реометр Монсанто, 155° С
Мм* 13,5 14,0 14,0 14,0
Ммакс 46,0 48,0 47,0 49,0
Ts 2,0 2,7 2,2 2,3
Tgo 20,0 21,0 21,5 20,5
Условное напряжение при
удлинении 300 %, МПа 13,1 15,4 14,5 14,6
Условная прочность при растяжении, МПа:
при 20° С 21,0 23,6 24,2 23,8
при 100° С 16,2 16,8 17,9 17,6
после старения (100° Сх72 ч.) 13,2 14,1 15,6 15,2
Относительное удлинение при
разрыве, % 443 450 460 456
Сопротивление раздиру, кН/м 65 90 88 81
Прочность связи с металлокордом 4J127, Н:
при 20° С 361 356 355 333
при 100° С 272 280 273 279
после теплового старения
100° С - 72 час. 285 277 280 269
после влажного старения
90° С - 96 час. 326 356 321 340
^содержание серы увеличивается в ряду Sb S2, S3. Рассмотрение представленных данных убедительно показывает на возможность замены резорцина Тиарезами. Более того, при такой замене увеличивается стойкость к подвулканизации и степень сшивания брекерных резин. Увеличение степени сши-
267
вания, по-видимому, обуславливает рост условного напряжения при 300 % удлинении. Ощутимо также выросли условная прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве. Резко возросло сопротивление раздиру и стойкость к тепловому старению. Исходная прочность связи с металлокордом осталась практически той же, что и в резине с резорцином, но при повышенном содержании серы в тиарезе заметно ухудшение адгезии. Некоторое снижение исходной величины адгезии при использовании тиареза с увеличенным содержанием серы с успехом компенсируется лучшими показателями прочности связи после влажного старения и при повышенной температуре, то есть в тех условиях, при которых работает брекер шины.
При эксплуатации шин, особенно высокоскоростных, важно иметь низкое теплообразование в резине при ее динамическом нагружении. В японской заявке с этой целью смешивают 100 ч. НК и/или диенового СК с 20-150 частями усиливающего наполнителя и 0,05-20,0 частями соединений формул I-V [305]. Например, соединение типа I имеет формулу:
где R1 - Н, алкил СМ8 и т.д.; R2 и R3 - Н, галоид, ОН, арил, аралкил и т.д.; М - моно-, би-, три- или тетравалентный металл; Х=1-4 и равен валентности металла.
Резины с такими добавлениями имеют пониженное теплообразование при сохранении износостойкости.
М
С
II
О
268
2.8.3. Модификаторы шинных резин для увеличения их стойкости к тепловому старению.
Не всегда удается снизить теплообразование в шине в ходе циклических деформаций за счет оптимизации ее конструкции, поэтому необходимо повысить стойкость резин, из которых она получена, к тепловому и прочим видам старения. Подавляющее число публикаций и изобретений в этом направлении сделано отечественными учеными.
В российском патенте [306] заявлен способ получения модификатора резины, в присутствии которого прочность связи брекерной резины с латунированным металлокордом 9Л15/27 составляет 31-33 кН/м; после паровоздушного старения при 90° Сх72 ч. - 22-26,7 кН/м; после кипячения в 5 %-ном растворе NaCl (6 часов) - 22,1-27,5 кН/м; при 100° С -23,5-30,3 кН/м.
Для получения модификатора резорцин подвергают диспергированию с полигексаметилгуанидингидрохлоридом (ПГМГГХ) с мол. массой 350-16000 до пластичного состояния при 50-80° С. Диспергируют в присутствии углеводорода фракций Cio-C27, взятых в количестве 1,2-4,8 % от суммарной массы резорцина и ПГМГГХ.
Модификатор с подобным действием заявлен Шварцем А.Г. с сотрудниками НИИШПа [307]. Модифицирующая добавка представляет собой композицию, содержащую (%): фенолфор-мальдегидную и/или эпоксидную смолу 25-50; неорганическое соединение Со 1-10; борную кислоту 4-10 и силикатный наполнитель 30-70. Новая модифицирующая добавка обеспечивает высокую статическую и динамическую прочность связи резины с латунированным металлокордом после старения в паровоздушной среде и в растворе NaCl при одновременном повышении модуля упругости и твердости резины. При многократном сдвиге коэффициент устойчивости адгезионной проч-
269
ности связи после паровоздушного старения при 90° Сх72 ч. составляет 0,3-0,35 (прототип 0,2-0,25).
Весьма интересный модификатор, повышающий устойчивость к тепловому старению, предложен в другом российском патенте [308]. Для этого в резиновую смесь на основе хлорбутилкаучука (100 частей), содержащей 2,5-3,5 частей стеариновой кислоты; 1,8-2,2 серы; 1,1-1,5 тетраметилтиурамдисульфида; 40-60 те-хуглерода с уд. поверхностью 90-110 м2/г; 0,5-0,8 2-меркаптоими-дазолина вводят 7-20 частей дисульфидмолибдена. Физико-механические показатели резины до теплового старения следующие: Ор=18,3-21,6 МПа; Е100=2,4-3,5 МПа; ^=500-600 %; А1осг=10-16 %; твердость по Шору А 65-70, сопротивление многократному растяжению (при Е=0,4?р) 885-970 тыс.циклов. После старения при 125° Сх5 суток ор=79-88 %, ?,=93-98 % от исходных показателей.
