И резин с активным техуглеродом (II) на основе каучуков общего назначения

Выбор марки и содержания техуглерода определяется особенностями работы шины, технологией и экономичностью её производства, так как он дешевле каучука. Чем выше дисперсность техуглерода, тем больше растут напряжение при удлинениях и твёрдость резин с повышением его содержания и снижаются эластичность и относительное удлинение; износостойкость больше повышается с ростом структурности техуглерода. В протектор вводят высокодисперсный техуглерод повышенной структурности, но из-за большого теплообразования при многократных деформациях он может привести к саморазогреву шины, поэтому в брекере более подходит менее активный техуглерод П514. В протекторе «зеленых» шин применяют коллоидную кремнекислоту, а взаимодействие каучуков с наполнителями улучшают промоторы, что повышает модули, прочность и износостойкость резин. В смеси с техуглеродом вводят нитрозосоединения (нитрозан К, эластопар, нитрол, N-нитрозодифениламин), а с кремнекислотой - органосиланы.

Вулканизующее вещество для шинных смесей - природная молотая сера высшего сорта, являющаяся продуктом дробления комовой серы с последующим отвеиванием. Ускорители вулканизации улучшают физико-механические свойства резин, а активируют их действие активаторы – чаще оксид цинка, особенно в присутствии стеариновой, пальметиновой, олеиновой кислот и их цинковых солей. В зависимости от температуры критического действия и влияния на скорость вулканизации ускорители подразделяют на ультраускорители (дитиокарбаматы, некоторые тиурамсульфиды), средней (сульфенамиды, тиазолы) и низкой (гуанидины) активности, последние применяют в комбинации с более активными ускорителями. В протекторных резинах применяют сульфенамидные ускорители, чаще N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид (сульфенамид Ц) с критической температурой действия 120^оС, в количествах 0,5-1,5 мас.ч. при содержании 1,5-3 мас.ч. серы на 100 мас.ч. каучуков. В их присутствии кинетика вулканизации характеризуется наибольшим индукционным периодом пребывания смеси в вязкотекучем состоянии, высокой скоростью сшивания в главном периоде и широком плато (отсутствием реверсии) при температурах до 160^оС. Ускорители других классов активируют вулканизацию с сульфенамидами, но уменьшают индукционный период. Дисульфидные ускорители вулканизации (тиурам), одновременно являются вулканизующими веществами – донорами серы.

Выбор вулканизующей группы определяется типом каучука, условиями переработки смесей в полуфабрикаты и их вулканизации в покрышке. В смесях из БК для ездовых камер применяют серу с тиурамом, а для диафрагм к форматорам-вулканизаторам – смоляную вулканизующую группу. В смесях из других каучуков серу частично заменяют её донорами, сульфенамид комбинируют с тиазолами и тиурамами, а часто добавляют и замедлители подвулканизации, увеличивающие время их нахождения в вязкотекучем состоянии, что предотвращает преждевременное сшивание при переработке. К замедлителям подвулканизации относятся бензойная кислота и другие органические кислоты, фталевый ангидрид, N-нитрозодифениламин и сантогард PVI (N-циклогексилтиофталимид). Эффективность последнего объясняется взаимодействием с меркаптобензтиазолом с образованием ускорителя с большим индукционным периодом - циклогексилдитиобензотиазола.

Армирующие материалы в конструкции пневматической шины – металлический и текстильный корд, стальная проволока и технические ткани (чефер и бязь). Корд представляет собой полотно из тонких, прочных нитей основы и слабых, редких нитей утка (уточный) или нити без утка (безуточный), собираемые в полотно при обработке на шинных заводах. Он составляет 15-38% массы шины и является основным армирующим материалом, определяющим её технический ресурс, ремонтопригодность и другие показатели качества.

Металлокорд занимает лидирующее положение среди армирующих материалов, оставаясь непревзойдённым для брекера радиальных шин, и представляет собой свитый трос из специальной высококачественной стальной латунированной проволоки диаметром 0,15-0,27мм холодного волочения. Применяют сталь состава: углерод-0,7%; марганец-0,5%; кремний-0,3%; сера не более 0,3% и свинец не более 0,03%, а одним из перспективных путей увеличения выносливости корда является повышение чистоты металла. Маркировка корда: первые три цифры указывают число свитых проволок, последующие – диаметр использованных проволок (в мм×100), а буквы Л – латунированный, А - высшей категории качества. Конструкция корда записывается, начиная с сердечника с указанием числа проволок, а при разной их толщине – и толщину. Например, корд 9Л15/27 структуры 3×15+6×27 означает одну прядь из трёх стренг диаметром 0,15мм и шесть окружающих её – диаметром 0,27мм. Для изготовления металлокорда применяют проволоку диаметром 0,15мм; 0,175 (0,18)мм; 0,265 (0,27)мм и 0,30мм, а конструкции отечественных кордов показаны на рис.1.18.

Рис.1.18. Конструкции основных отечественных типов металлокорда:

1-сердечник, 2-основная прядь, 3-одиночная проволока, 4-оплёточная проволока.

С увеличением толщины металлокорда повышается его прочность и ухудшаются технологические характеристики (становится жёстче) (табл.1.11). На ряде шинных заводов применяют металлокорд 28Л18/15 и 28Л22/15 для грузовых и 4Л25, 4Л27 для легковых шин. Внедрены новые марки с односторонней свивкой в пряди и в нити трёхпрядных конструкций типа 15Л18, с высоким удлинением при разрыве 16Л22НЕ и 21Л22НЕ, высокопрочных конструкций 2Л30НТ и 3Л30РТ, позволяющие уменьшить массу шины и потери на качение автомобиля. а также 28Л30/15 для цельнометаллокордной шины 18.00R25. За рубежом применяют металлокорд разнообразного ассортимента из проволоки диаметром от 0,10 до 0,38мм сложных конструкций, например 7×4×23+1×15×3+15×18+1×15.

Таблица 1.11.