Тема 14. Компоненты резиновой смеси

В промышленности распространения получили вулканизированные каучуки. Невулканизированные каучуки находят применения для получения медицинского пластыря, изоляционной ленты, клея . Резиновая смесь состоит из ингредиенты, которые делятся на следующие группы :

1)Каучук, каучукоподобные группы

2)Вулканизирующие вещества

3)Ускорители вулканизации

4)Активаторы вулканизации

5)Пластификаторы и мягчители

6)Противостарители

7)Противоутомители

8)Наполнители

9)Модификаторы

10)Красители

В зависимости от состава резиновые смеси делятся на две группы:

-чистые(ненаполненные), состоят из каучуков и вулканизирующих веществ

-грязные(наполненные)

Все ингредиенты в резиновой смеси имеют определенную форму записи, называемую рецептом.

Рецепт-это запись всех ингредиентов с указанием их дозировки.

Различают 4 вида рецептов:

1)Запись всех ингредиентов на 100 весовых частей каучука

2)Запись всех весовых процентов

3)Запись в объемных процентах

4)Запись ингредиентов с указанием весового количества (кг) на загрузку в определенное пространство(запись рабочая)

В рецепте указывают цвет резины до и после вулканизации, а также каждый рецепт имеет шифр или номер. Объемное содержание ингредиентов характеризуют объемом занимаемым данным компонентом, поэтому данная запись позволяет рассчитать объемное пространство занимаемого ингредиентом.

Ингредиенты резиновой смеси

Большинство ингредиентов изменяет свойства не только вулканизатов, но и резиновых смесей и влияет таким образом на поведение их в производственных процессах.

1)Вулканизирующие вещества – это компоненты резиновых смесей, осуществляющие в процессе вулканизации сшивание макромолекул каучука в пространственную структуру. К ним относятся: сера, некоторые органические полисульфиды, органические перекиси, хиноны и их производные, диазосоединения, оксиды некоторых металлов (цинка, свинца, кадмия, магния), различные смолы и др.

Они вводятся для получения резин с заданным комплексом свойств и обеспечивают определенную степень поперечного сшивания каучуков.

Вулканизация каучука одной серой – весьма длительный процесс; получаемые вулканизаты обладают невысокой механической прочностью вследствие того, что одновременно с вулканизацией протекают процессы окисления каучука.

2) Ускорителями вулканизации обычно называют химические соединения, которые вводят в смесь каучука с другими ингредиентами для ускорения процесса вулканизации и улучшения физико-механических свойств вулканизованной резины.

В зависимости от активности различают 4 вида ускорителей:

-ультроускарители (0,3-0,6%)

-высокой активности(0,6-2,5%)

-средней активности (0,6-2,5%)

-низкой активности (0,6-2,5)

Примерами неорганических ускорителей являются свинцовые белила, свинцовый глет (монооксид свинца), известь и магнезия (оксид магния), в качестве органических - тиурамы, сульфенамид М.

3)Активаторы вулканизации

Активаторы значительно повышают эффективность действия вулканизации, и относительно небольшие добавки их к смеси приводят к значительному повышению степени вулканизации. Практически во многих случаях в отсутствии активаторов вулканизация не происходит. Основным активатором, который применяется в технологии резины, является окись цинка, цинковые белила, стеариновая кислота.

При добавлении белил цинковых жесткость смесей значительно увеличивается, что предупреждает их деформацию при вулканизации открытым обогревом; кроме того, повышается их теплопроводность, что очень важно для вулканизации горячим воздухом.

4)Противостарители

В результате эксплуатации резины наблюдается изменение цвета, а также могут образовываться трещины данный процесс получил название старение резины.

Для замедления процесса старения, основной причиной которого является окисление каучуков, вводятся противостарители: нафтам-2, альнафтацетонанил-Р, диафен ФП, хинол ЭД.

В настоящее время существует много стабилизаторов. В зависимости от назначения их принято делить в основном на фотостабилизаторы, антиоксиданты и термостабилизаторы.

Несмотря на то, что старение каучука вызывается главным образом действием кислорода, единого универсального противостарителя нет, поэтому применяется несколько противостарителей.

Данные вещества обеспечивают проведение вулканизации при высокой температуре

В большинстве случаев дозировка противостарителей составляет 1–2%.

5)Подвулканизирующие вещества-вещества предупреждающие преждевременную вулканизацию

6)Пластификаторы и мягчители

Для повышения эластичности или пластичности резиновой смеси при переработки и эксплуатации вводят пластификатор. Пластификаторы бывают

-Химические приводят к разрыву основной цепи и улучшению скольжения макромолекул относительно друг друга.

-Физические- это вещества которые распределяются между макромолекулами каучука и уменьшают силы межмолекулярного взаимодействия.

Мягчители- это вещества которые улучшают переработку, снижают текучесть и вязкость, но не влияют на морозостойкость

На заводах производства РТИ используются разнообразные пластификаторы, например эфир ЛЗ-7, церезин и мягчительное масло и др. В связи с понижением вязкости при введении пластификатора уменьшаются затраты энергии при смешении каучуков с ингредиентами и при формовании резиновых смесей, снижается температура переработки и, следовательно, уменьшается опасность преждевременной вулканизации. [4; 5; 9; 14; 27]

7)Наполнители

Наполнители по активности делятся на 2 группы:

-активные(технический углерод)

-пассивные(мел тальк)

Введение наполнителей способствует улучшению физико-механических и технологических свойств полимеров, а также увеличению объема материала (разбавление полимеров), т.е. снижению его стоимости. Кроме того, наполнение применяют для изменения окраски полимера.

Технический углерод является основным усиливающим наполнителем резиновых смесей; при введении его в смеси увеличивается прочность резин, сопротивление истиранию и раздиру.

Природный мел состоит преимущественно из СаСО₃, содержание которого достигает 97–99%. Посторонними примесями является полуторные оксиды (Fe₂O₃, АI₂О₃) и песок. В резиновой промышленности мел применяется не только как доступный и дешевый наполнитель, но и как антиадгезив для опудривания резиновых смесей. При введении мела в резиновые смеси их вязкость изменяется незначительно.

8)Модификаторы – придают резинам некоторые дополнительные

свойства(повышенную адгезию к другим материалам, улучшение динамических показателей и т.д.).

9)Красители добавляют с целью изменения цвета. Красителями являются оксиды: хрома, железа.

Вопросы для закрепления знаний

1. Чистые и грязные резиновые смеси?

2. Рецептура-это?

3. Виды рецептур?

4. Перечислите компоненты резиновой смеси?

5. Назначение каждого компонента?