Шины. Некоторые проблемы эксплутации и производства - Ильясов Р.С.
ISBN 5-7882-0140-3
Скачать (прямая ссылка):
285
приводит к возникновению метастабильной гомофазной структуры. При повышении температуры нестабильные ассоциаты модификаторов разрушаются и распределяются по границам надмолекулярных образований эластомера, тем самым повышая их подвижность. Косвенным доказательством этого является снижение вязкости смесей на основе СКИ-3, Прямым служит расширение на 40° С высокотемпературного перехода в области стеклования БСК, обнаруженное на термомеханической кривой. В области 80-120° С у модифицированных СКИ-3 появляется второй температурный переход, который говорит о повышении подвижности матрицы каучука, Именно по этой причине кристаллизация этих каучуков начинается при меньших деформациях.
Начало кристаллизации снижается с 500 % до 300 % деформации или даже до 200 %, как в случае модификации смолой УП-612.
О повышении гетерогенности каучуковой матрицы при введении модификатора говорят и данные малоуглового рент* геновского рассеяния: при введении в СКИ-3 малых количеств УП-612 или ПЭИ растет интенсивность рассеяния. Об этом же свидетельствует и уменьшение размеров структурных образований СКИ-3 при введении в него 0,5 масс.ч. УП-612 (с 7,2 до
5,5 нм) и структурных образований СКМС-ЗОАРК ПН при введении 0,3 масс.ч. ПЭИ (с 13,9 до 8,0 нм). Такое увеличение микрогетерогенности важно при эксплуатации шинных резин, работающих в условиях многократных деформаций, так как гис-терезисные потери способствуют совершенствованию их структурной упорядоченности.
Уплотнение надмолекулярной структуры каучуков увеличивает толщину переходных слоев между областями модифицированных олигомеров почти в 1,5 раза.
Подводя резюме вышеописанных фактов, Онищенко З.В. приводит к выводу, что "небольшие добавки полярных моди-
286
фикаторов улучшают микрогетерогенную структуру каучуков, которая в значительной степени предопределяет микростуктуру модифицированных композиций. Так, увеличение объема меж-фазных слоев улучшает распределение ингредиентов в резиновых смесях, делает саму резину более однородной и тем самым уменьшает скорость образования трещин” (Рис. 24.).
Pj, мм
Рисунок 24. Кинетика изменения размера трещин Рт протекторных резин с 1 масс.ч. смолы УП-612 (1) и без нее (2)
Неполярные шинные каучуки взаимодействуют с функциональными олигомерами. В пользу этого говорят многие факты: 1 - смещение на 20:40° С в сторону увеличения температур максимума тангеса угла диэлектрических потерь; 2 - увеличе-
287
ние на 30-40 % эффективной энергии активации релаксационных процессов, протекающих в резинах; 3 - рост температуры стеклования олигомерных модификаторов на 28-30° С; 4 - невозможность полной экстракции полиаминов из каучука; 5 -уменьшение концентрации функциональных групп при смешивании с каучуками [343] и другие факты.
Возможность взаимодействия неполярных шинных каучуков с модификаторами, содержащими эпокси-, амино- и гидро-ксигруппы, обусловлена появлением в их составе кислородсодержащих групп:
-СООН; -с ; -ОН;>(^?^ ;
появившихся в процессе пластикации каучуков, их окисления в процессе изготовления резиновых смесей и эксплуатации резин [344].
Очень важно, что олигомеры с указанными функциональными группами могут реагировать с перекисными радикалами, образующимися при окисления каучуков, тем самым выполняя функции антиоксидантов резин.
Представленные в таблице 2.111 органо сил океаны не могут вступать в прямое химическое взаимодействие с шинными каучуками, однако по данным УФ- и ЭПР-спектроскопии они способны образовывать с ними межмолекулярные связи с энергией 46 кДж/моль. Органо си локсаны легко переходят в катион-радикальное состояние (энергия активации 10,6 кДж/ моль) и в процессе эксплуатации проявляют стабилизирующее действие, вступая во взаимодействие с радикалами, образовавшимися в ходе термического, светового и других видов старения.
Стабилизирующее действие указанных в статье модификаторов наглядно демонстрирует таблица 2.111.
288
Таблица 2.11
Физико-механические свойства протекторных резин на основе СКМС-30 АРКМ-15 + СКИ-3 + СКД (30:50:20), содержащих различные модификаторы
Без ПВ-1 ПВ-1** ПОС-1 УП-612 ЭКО-6**
Показатель моди- фика- тора* (0,5 (0,5 (0,2 (0,5 (1
мас.ч.) мас.ч.) мас.ч.) мас.ч.) мас.ч.)
Условное напряжение при удлинении 300%, МПа 7,3 7,2 7,3 7,4 7,2 7,4
Условная прочность при
растяжении, МПа:
при 25 ° С 17,3 17,6 17,5 17,6 18,0 17,6
при 100° С 12,1 12,9 14,6 - 15,8 13,4
после термического
старения (100° С, 72 ч.) 11,4 13,1 13,9 13,0 14,3 13,9
после атмосферного
старения, 90 сут. 10,6 13,6 13,9 13,0 14,2 -
после светового старения
(12 ч.) 10,8 17,7 17,5 - - -
Относительное удлинение 525 530 535 536 547 539
при разрыве, %
Усталостная выносливость (?=200 %), тыс.циклов 18,4 30,1 32,7 28,5 37,6 26,1
Стойкость к озонному старению ([Оз]=1Ю^, мин 35 45 55 - 50 40
Время до появления трещин
при атмосферном старении, 30 62 69 - - 56
сутки
Гистерезисные потери при 100° С, К/Е 0,30 0,25 0,25 0,22 0,24 -
Сопротивление многократ-
ному сжатию, тыс.циклов
