Шины. Некоторые проблемы эксплутации и производства - Ильясов Р.С.
ISBN 5-7882-0140-3
Скачать (прямая ссылка):
Р=10Н 28,3 29,6 300 - 309 -
Р=20Н 59,0 63,0 68,0 - 76,0 -
^ С диафеном ФП (2 мае. ч.);
**) С диафеном ФП (1 мае. ч.).
Наличие модификаторов в небольших количествах повышает стойкость протекторных резин ко всем исследованным видам старения. Важно, что снижается утомляемость при
289
динамических нагрузках. Особенно это видно на примере применения УП-612 (0,5 масс.ч.) и ПВ-1 (0,5 масс.ч.). Совместное применение ПВ-1 и диафена ФП (1,0 масс.ч.) приводит к сильному синергическому эффекту, выражаемому более чем в десятикратном росте сопротивления многократному сжатию и в двухкратном росте усталостной выносливости при растяжении. Подобный синергический эффект установлен при совместном использовании эпоксидных смол и соединений класса вторичных аминов или четвертичных аммониевых оснований, гидроксилсодержащих модификаторов, алифатических полиаминов [345]. Например, предварительное сплавливание ЭКО-6 и нафтама М в соотношении 1:3 и последующее введение сплава в состав резин на основе СКМС-30 АРКМ-15 повышает их сопротивление термическому старению и многократному растяжению в гораздо большей мере, чем при индивидуальном использовании нафтама М и ЭКО-6. Аналогичный синергический эффект наблюдается и в случае резин из СКИ-3. Индукционный период окисления таких резин возрастает в два-три раза, а коэффициент термического старения растет при замене нафтама на сплав с
1,6 до 4,97.
Представленные в обзорной статье структурно-химические модификаторы могут выступать еще в роли диспергато-ров шинных резин (ПЭИ, ПЭПА, ПВ-1, ЭКО-6, УП-612 [344]), а также повышать стойкость адгезионной связи резин с ме-талло- и текстильным кордом к термическому, паровоздушному и солевому старению. Так, введение всего 1,0 масс.ч. ЭКО-6 снижает содержание дорогостоящего нафтената кобальта в два раза, а РУ-1 с 2,5 до 1,8 масс.ч. Стойкость же к термическому и солевому старению выросла соответственно на 22 и 10 %.
290
2.9. Перспективные наполнители шинных резин
В данном разделе основной упор будет сделан на самом перспективном виде наполнителей шинных резин - осажденных кремнекислот или, по-другому, кремнеземами.
Кремнеземы известны давно, но они не находили широкого применения в шинных резинах, потому что не было известно, что усиливающее действие их проявляется в полной мере только в присутствии бифункциональных силанов. Более пристальное внимание кремнеземы в шинных резинах привлекли к себе при разработке адгезионной системы HRH, когда выяснилось, что для наиболее полного проявления модифицирующего эффекта модификатором РУ в резиновую смесь необходимо добавлять кремнекислоту в количестве 5-10 масс.частей на 100 масс.частей каучука.
В настоящее время кремнеземы в качестве наполнителей шинных резин стали актуальны по нескольким причинам. Первая причина связана с разработкой так называемых "зеленых" шин, технология изготовления и эксплуатация которых связана с наименьшими технологическими потерями. Вторая причина заключается в том, что стоимость белых саж, в связи с развитием технологии их изготовления, приближается к стоимости тех-углеродов. Третья причина, и, наверное, самая главная, заключается в том, что выяснилось, что использование в рецептуре шинных резин кремнеземов совместно с бифункциональными силанами приводит к улучшению ряда очень важных эксплуатационных характеристик шин, особенно высокоскоростных.
Чтобы понять это. рассмотрим данный вопрос несколько подробнее. Начнем с того, что силы, действующие против движения автомобиля, включают в себя аэродинамическое торможение (65 %), внутренее трение (15 %) и сопротивление качению шины (20 %). Сопротивление качению в свою очередь складывается из аэродинамического торможения шины против кор-
291
пуса автомобиля, потери от скольжения в зоне контакта и гис-терезисных потерь в результате деформации шины. Следовательно, подбирая состав шинных смесей, можно минимизировать скольжение и гистерезис, что приведет к уменьшению сопротивления качению шины, а значит к снижению расхода топлива. Самое большое влияние на сопротивление качению оказывает протектор шины (75 %), меньшее - боковина (10 %) и плечевая зона (10 %), и самое маленькое - борт (5 %). Таким образом, основное внимание к себе должна привлекать рецептура протекторной резины. Очень важно при этом снижать сопротивление качению без ухудшения сопротивления скольжению и истираемости протектора.
Как уже ранее указывалось, характеристикой величины сопротивления качению является тангес механических потерь tg 5 в области 50-70° С [346]. В какой-то мере в данном температурном диапазоне с величиной сопротивления качению коррелирует эластичность. О том, как влияет химическая природа каучуковой составляющей протекторной смеси на величины сопротивления качению и сцепления с дорогой подробно изложено в разделе 2.2.3.1 монографии. Основной вывод данного раздела сводится к необходимости увеличения доли винильных звеньев в каучуках общего назначения, в том числе и бутадиен-стирол ьных. Другой путь изменения в лучшую сторону эксплуатационных характеристик шин заключается в применении активных наполнителей, таких как техуглерод и кремнезем. Здесь могут быть не только качественные, но и количественные изменения. Самое главное, необходимо найти такую рецептуру, при которой наблюдается наилучшее соотношение между сопротивлением качению и сцеплением с мокрой дорогой (tg 5 при 0° С), так как между этими показателями существует обратная связь (рис. 25) [347].
