Резина. Виды и свойства. Плюсы и минусы.Применение и особенности

Резина – эластичный материал, получаемый вследствие вулканизации каучука с добавлением активатора, обычно серы. В основном используется для изготовления автомобильных шин, камер, мячей, спортивных снарядов, лодок, шлангов.

Изначально резина изготавливалась исключительно из натурального каучука. Это сок гевеи, произрастающей в Южной Америки. С древних пор его использовали индейские племена для изготовления мячей, а также непромокаемых чулок. На территорию Европы каучук попал только в первой половине 18 века. Исследовав его качества, тогдашние промышленники придумали использовать получаемую из него массу только для изготовления ластиков для стирания карандаша.

Вся проблема в том, что эластичный каучук после обработки становился твердым. Лишь в 1823 году был найден способ и пропорции компонентов, при котором он сохранял эластичность. Тогда примитивную резину начали применять для пропитки тканей с целью обеспечения их водонепроницаемости.

Полноценную же резину впервые получили лишь 1839 году, когда была разработана технология вулканизации. Новый материал сразу получил признание и начал использоваться для изготовления уплотнителей и изоляции.

Состав резины

Для производства резины требуется провести полимеризацию каучука, но не просто нагревом, а с добавлением серы. Создаваемая ею среда позволяет сделать вулканизацию, благодаря чему масса становится не твердой, а эластичной.

Вещество, полученное этим способом, уже является резиной, но с совершенно не такой, какой ее знают сейчас. Она имеет мутный сложно определяемый цвет, сильно подвержена эффекту старения и обладает многими другими недостатками. Для ее улучшения первоначальный состав был усовершенствован.

Сейчас в него входит:

• Каучук.
• Регенерат.
• Вулканизирующие вещества.
• Ускорители вулканизации.
• Наполнители.
• Размягчители.
• Противостарители.
• Красители.

Регенерат – это вторсырье. В состав практически всей резины, кроме высококачественной медицинской и подобной ей, входят уже отработанные резиновые изделия. Их наличие снижает необходимую концентрацию каучука, который является самым дорогостоящим компонентом состава.

В качестве вулканизирующего вещества обычно применяется сера. Она включается в 1-35%. Причем от ее количества зависит уровень эластичности. У самой тягучей ее всего 1-4%. Процесс вулканизации достаточно продолжителен. Чтобы его ускорить, используются добавки, обычно каптакс или окись свинца. Их нужно совсем немного 0,5-2%. Причем они не только работают как ускорители, но и уменьшают температуру вулканизации.

Современная резина не является чистым вулканизированным каучуком. В ее состав входят различные наполнители, доля которых может доходить до 80%. От того какой из них применяется, зависят качества резины.

Всего используется 3 типа наполнителей:

• Активные.
• Неактивные.
• Специальные.

В качестве активного применяется сажа или свинцовые белила. Такие наполнители укрепляют резину, делают ее более прочной, но при этом в некоторой мере позволяют ей сохранить эластичность. С ними она становится более прочной на разрыв и истирание. Автомобильные покрышки являются ярким примером резины, которая изготовлена на основании сажи.

К неактивным наполнителям для резины можно отнести тальк и мел. С ними получается менее прочный и стойкий материал, но более дешевый. Талька и мела много, их несложно добыть, намного проще, чем производить сажу. Такой наполнитель просто увеличивает объем резины.

Специальные наполнители это каолин и асбест. С ними резина приобретает нехарактерные для себя свойства, такие как температурная или химическая стойкость. Применение в качестве наполнителя диатомита делает ее улучшенным электроизолятором.

Размягчители в составе резины как понятно из названия делают ее более мягкой. Это дает характерную упругость, гибкость. Противостарители же снижают склонность материала к эффекту старения. С ними растрескивание резины со временем проявляется в меньшей мере.

Где используется резина

Применение резины получило широкое распространение благодаря ее упругости, долговечности, устойчивости отдельных ее видов к воздействию масла, бензина. Даже в обычном легковом автомобиле используется 200 видов резиновых деталей. Это  шланги, приводные ремни, манжеты, втулки и т.д.

Из резины производят десятки тысяч наименований продукции. Большая доля этого сырья идет на изготовление автомобильных шин. Из нее делают коврики, тротуарную плитку, жгуты, транспортировочные ленты и т.д.

Виды резины

Изменяя соотношение компонентов, а также видов каучука и наполнителя, можно получать совершенно разные по своим качествам типы резины. Одни ее образцы отличаются великолепной тягучестью и упругостью, другие жесткостью, температурной устойчивостью, стойкостью к истиранию.

Таким образом, различают много видов резины, которые можно разделить на несколько объединенных групп:

• Армированная.
• Пористая.
• Твердая.
• Мягкая.

Армированной называют резину, внутри которой имеются армирующие включения. Это может быть металлическая сетка, спираль, трос, нитка. Сталь обычно покрывается тонким слоем латуни, что обеспечивает ее устойчивость к коррозии. Армирующее включение размещается в массе, которая еще не является резиной, и поддается вулканизации. После срабатывания серы в условиях высокой температуры и происходит надежное закрепление сетки, проволоки и т.д. Обычно армированными делают резиновые изделия, такие как шины, ремни, ленты транспортеров, трубы высокого давления и т.п. Также армируют и рулонную резину, но обычно ниткой или проволокой, так как они позволяют сохранить хорошую гибкость.

Пористая резина имеет внутри небольшие поры. Это достигается за счет свойства каучука абсорбировать на себе пузырьки газа. Для изготовления данной резины через подготовленную массу пропускают газ, который задерживается в ее толще. Для этого необходимо включение большего количества каучука, размягчителей и меньшего наполнителей. Пористая резина бывает губчатая и однородная. У первой поры получаются крупными и открытыми. У однородной они представляют собой внутренние закрытые ячейки. Пористую резину используют при изготовлении амортизаторов, прокладок, в частности уплотнителей для окон. Она отличается высокой мягкостью, отлично заполняет неровности при сжатии. Кроме этого пористость снижает вес резины, уменьшает теплопроводность.

Для твердой резины характерно присутствие большого количества серы при вулканизации. За счет этого происходит ее отвердевание. Одним из ее видов выступает эбонит. Он отличается высокой прочностью и жесткостью, благодаря чему может применяться для изготовления корпусов электроприборов вместо пластика. Эбонит меньше подвержен растрескиванию при ударах или понижении температуры, при этом обладает лучшей электроизоляцией. Для твердой резины характерна большая масса. Так, эбонит имеет плотность в среднем 1300 кг/м³.

Мягкие резины занимают основной ассортимент всей продукции производимой из каучука. Они имеют различную степень эластичности и упругости. Из них делают прокладки, медицинские жгуты, мембраны, манжеты и т.д.

Свойства резины

Для резины характерны уникальные качества, которых лишены прочие материалы. В связи с этим она и получила столь высокое значение.

К ее главным свойствам относят:

• Эластичность.
• Непроницаемость.
• Выраженная химическая стойкость.
• Электроизоляция.
• Малая теплопроводност.

Самым выдающимся качеством резины выступает высокая эластичность. Она может подвергаться любым деформациям, в том числе и растяжению. При этом после механического воздействия практически полностью возвращает свою первоначальную форму, причем мгновенно. Она обладает высоким сопротивлением к разрыву. Выраженная упругость позволяет ее применять для изготовления, к примеру, оружия для подводной охоты, жгутов для остановки кровотечений на конечностях.

Резина является непроницаемым материалом для воды, газов. Не удивительно, что из нее делают водонепроницаемые сапоги, перчатки. Но нужно отметить, что большинство видов резины все же могут пропустить сквозь себя агрессивные жидкости если будут с ними долго контактировать. Те просто ее растворят. Так, зачастую она боится бензина, масла. Но в целом ее химическая стойкость более чем высокая.

Материал выступает отличным электроизолятором. Именно поэтому защитные перчатки для электриков делают из резины. Кроме этого самая лучшая изоляция для гибких проводов также изготавливается из нее. Резину используют для получения уплотнителей на окна, так как она обладает низкой теплопроводностью, особенно если имеет пористую структуру.

Важные недостатки резины:

• Низкая теплостойкость и морозостойкость.
• Эффект старения.

Под воздействием высоких температур резина начинает сильно размягчаться, приобретает текучесть. В холод она наоборот затвердевает, от чего ее упругость снижается. В таких условиях ее действительно можно разорвать, приложив усилие, которое она с легкостью переносит при нормальной температуре.

Для резины характерным является эффект старения. Она теряет свои качества под воздействием света, воздуха, тепла, особенно бензина и масла. Это проявляется растрескиванием, появлением белесого цвета, потерей упругости. Для решения этой проблемы в ее состав добавляют различные добавки. Чем их больше и они лучше, тем меньше проявляется эффект старения. Большинство видов резиновых изделий без проблем служат десятки лет, так что эта проблема почти решена.

Похожие темы:

• Средства индивидуальной защиты в электроустановках. Виды
• Диэлектрики. Виды и работа. Свойства и применение. Особенности
• Изолента. Виды и применение. Свойства и особенности

Резина. Свойства, состав, применение резины

Содержание страницы

• Состав резины
• Получение и применение каучуков
• Технология формообразования деталей из резины

Резина – пластмассы с редкосетчатой структурой, в которых связующим выступает полимер, находящейся в высокопластическом состоянии.

В резине связующим являются натуральные (НК) или синтетические (СК) каучуки.

На рис. 1 и 2 показаны область применения каучуков и получаемые изделия.

Рис. 1 Применение каучуков

Рис. 2 Изделия, где используются каучуки

Каучуку присуща высокая пластичность, обусловленная особенностью строения их молекул. Линейные и слаборазветвлённые молекулы каучуков имеют зигзагообразную или спиралевидную конфигурацию и отличаются большой гибкостью (рис. 3, верхний). Чистый каучук ползёт при комнатной температуре и особенно при повышенной, хорошо растворяется в органических растворителях. Такой каучук не может использоваться в готовых изделиях. Для повышения упругих и других физико-механических свойств в каучуке формируют редкосетчатую молекулярную структуру. Это осуществляют вулканизацией – путём введения в каучук химических веществ – вулканизаторов, образующих поперечные химические связи между звеньями макромолекул каучука (рис. 3, нижний). В зависимости от числа возникших при вулканизации поперечных связей получают резины различной твёрдости – мягкие, средней твёрдости, твёрдые.

Рис. 3 Структуры каучука и резины

Механические свойства резины определяют по результатам испытаний на растяжение и на твёрдость. При вдавливании тупой иглы или стального шарика диаметром 5 мм по значению измеренной деформации оценивают твёрдость (рис. 4).

Рис. 4 Определение твёрдости резины протектора

При испытании на растяжение определяют прочность Ϭ_z (МПа), относительное удлинение в момент разрыва ε_z (%) и остаточное относительное удлинение Ѳ_z (%) (рис. 5).

Рис. 5 Лабораторная установка для проведения механических испытаний резины

В процессе эксплуатации под воздействием внешних факторов (свет, температура, кислород, радиация и др.) резины изменяют свои свойства – стареют. Старение резины оценивают коэффициентом старения К_стар, который определяют, выдерживая стандартизованные образцы в термостате при температуре -70^оС в течение 144 час, что соответствует естественному старению резины в течение 3 лет. Морозостойкие резины определяется температурой хрупкости Т_хр, при которой резина теряет эластичность и при ударной нагрузке хрупко разрушается.

Для оценки морозостойкости резин используют коэффициент К_м, равный отношению удлинения δ_м образца при температуре замораживания к удлинению δ_о при комнатной температуре.

Состав резины

Резины являются сложной смесью различных ингредиентов, каждый из которых выполняет определённую роль в формировании её свойств (рис. 6). Основу резины составляет каучук. Основным вулканизирующим веществом является сера.

Рис. 6 Компоненты, которые входят в состав резины

Вулканизирующие вещества (сера, оксиды цинка или магния) непосредственно участвуют в образовании поперечных связей между макромолекулами. Их содержание в резине может быть от 7 до 30 %.

Наполнители по воздействию на каучуки подразделяют на активные, которые повышают твёрдость и прочность резины и тем самым увеличивают её сопротивление к изнашиванию и инертные, которые вводят в состав резин в целях их удешевления.

Пластификаторы присутствия в составе резин (8 – 30%), облегчают их переработку, увеличивают эластичность и морозостойкость.

Противостарители замедляют процесс старения резин, препятствуют присоединению кислорода. Кислород способствует разрыву макромолекул каучука, что приводит к потере эластичности, хрупкости и появлению сетки трещин на поверхности.

Красители выполняют не только декоративные функции, но и задерживают световое старение, поглощая коротковолновую часть света. Наибольшее распространение получили сорта натурального каучука янтарного цвета и светлого тона.

Обычно приняты классификация и наименование каучуков синтетических по мономерам, использованным для их получения (изопреновые, бутадиеновые, бутадиен-стирольные и т. п.), или по характерной группировке (атомам) в основной цепи или боковых группах (напр., полисульфидные, уретановые, кремнийорг), фторкаучуки.

Каучуки синтетические подразделяют также по другим признакам, например, по содержанию наполнителей – на ненаполненные и наполненные каучуки, по молекулярной массе (консистенции) и выпускной форме – на твердые, жидкие и порошкообразные.

Получение и применение каучуков

Более широкое применение в производстве резин получили синтетические каучуки, отличающиеся разнообразием свойств. Синтетические каучуки получают из спирта, нефти, попутных газов нефтедобычи, природного газа и т.д. (рис. 7).

Рис. 7 Схема получения синтетических каучуков

СКБ – бутадиеновый каучук, чаще идёт на изготовление специальных резин (рис. 8).

Рис. 8 Уплотнители — упругие прокладки трубчатого или иного сечения

СКС – бутадиенстирольный каучук. Каучук СКС – 30, наиболее универсальный и распространённый, идёт на изготовление автомобильных шин, резиновых рукавов и других резиновых изделий (рис. 9). Каучуки СКС отличаются повышенной морозостойкостью (до -77^оС).

Рис. 9 Изделия из каучука СКС

СКИ – изопреновый каучук. Промышленностью выпускается каучуки СКИ-3 – для изготовления шин, амортизаторов; СУИ-3Д – для производства электроизоляционных резин; СКИ-3В – для вакуумной техники (рис. 10).

Рис. 10 Вакуумный выключатель-прерыватель (а), электрозащитные перчатки (б)

СКН – бутадиеннитрильный каучук. В зависимости от содержания нитрила акриловой кислоты бутадиеннитрильные каучуки разделяют на марки СКН-18, СКН-26, СКН-40. Они стойки в бензине и нефтяных маслах. На основе СКН производят резины для топленных и масляных шлангов, прокладок и уплотнителей мягких топливных баков (рис. 11).

СКТ – синтетический каучук теплостойкий имеет рабочую температуру от -60 до +250^оС, эластичный. На основе этих каучуков производят резины, предназначенные для изоляции электрических кабелей и для герметизирующих и уплотняющих прокладок (рис. 12).

Рис. 11 Масляные шланги и уплотнители топливных баков

Рис. 12 Уплотняющая прокладка и изоляция электрических кабелей

Технология формообразования деталей из резины

Из сырой резины методами прессования и литья под давлением изготавливают детали требуемой формы и размеров. Каждый метод имеет только ему присущие технологические возможности и применяется для изготовления определённого вида деталей.

Прессование. Детали из сырой резины формуют в специальных прессформах на гидравлических прессах под давлением 5 – 10 МПа (рис. 13).

Рис. 13 Гидравлический пресс и готовые изделия

В том случае, если прессование проходило в холодном состоянии, отформованное изделие затем подвергают вулканизации. При горячем прессовании одновременно с формовкой протекает вулканизация. Методом прессования изготавливают уплотнительные кольца, муфты, клиновые ремни.

Литьё под давлением. При этом более прогрессивном методе форму заполняют предварительно разогретой пластичной сырой резиновой смесью под давлением 30 – 150 МПа. Резиновая смесь приобретает форму, соответствующую рабочей полости пресс-формы. Прочность резиновых изделий увеличивается при армировании их стенок проволокой, сеткой, капроновой или стеклянной нитью (рис. 14).

Рис. 14 Резиновые изделия с увеличенной прочностью

Сложные изделия – автопокрышки, гибкие бронированные шланги и рукава – получают последовательно. Сначала наматывают на полый металлический стержень слои резины, затем изолирующие и армирующие материалы (рис. 15).

Рис. 15 Бронированные шланги и устройство автопокрышки

Сборку этих изделий выполняют на специальных дорновых станках (рис. 16).

Рис. 16 Один из разновидностей дорновых станков литья под давлением резины

Вулканизация. В результате вулканизации – завершающей операции технологического процесса – формируются физико-механические свойства резины. Горячую вулканизацию проводят в котлах, вулканизационных прессах, пресс-автоматах (рис. 17), машинах и вулканизационных аппаратах непрерывного действия под давлением при строгом температурном режиме в пределах 130 – 150^оС. Вулканизационной средой могут быть горячий воздух, водяной пар, горячая вода, расплав соли. Основной параметр вулканизации – время – определяется составом сырой резины, температурой вулканизации, формой изделий, природой вулканизационной среды и способом нагрева.

Вулканизацию можно проводить и при комнатной температуре (рис. 18). в этом случае сера отсутствует в составе сырой резины, а изделие обрабатывают в растворе или парах дихлорида серы или в атмосфере сернистого газа.

Рис. 17 Пресс-автомат и котёл для вулканизации резины

Рис. 18 Вулканизация (ремонт) шин при комнатной температуре

В результате вулканизации увеличиваются прочность и упругость резины, сопротвление старению, действию различных органических растворителей, изменяются электроизоляционные свойства.

На фото 1 и 2 показано сборочное оборудование Нижнекамского завода и цех вулканизации шин ЦМК (цельнометаллокордных покрышек).

Фото 1

Фото 2

Главное преимущество цельнометаллокордных покрышек — возможность их двукратного восстановления путем наварки протектора. Это позволяет в конечном итоге удвоить срок их службы и довести до 500 тыс. км пробега. Помимо ресурсосбережения достигается значительный экологический эффект — вдобавок к уменьшению выхлопных газов сокращаются и отходы в виде изношенных покрышек.

Просмотров:
14 540

Отраслевая энциклопедия.

Окна, двери, мебель

Содержание

• 1 СОСТАВ И КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЗИН
• 2 Свойства резины
• 3 Вулканизация
• 4 Классификация резины по назначению
• 5 Резины специального назначения
• 6 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕЗИН И КАУЧУКОВ
  • 6.1 Общие понятия
  • 6.2 Пластические и эластические свойства
  • 6.3 Твердость резины
  • 6.4 Теплостойкость
  • 6.5 Износостойкость
  • 6.6 Теплообразование при многократном сжатии
  • 6.7 Морозостойкость резины
  • 6.8 Сопротивление старению и действию агрессивных сред
  • 6.9 ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И УСТАЛОСТНАЯ ВЫНОСЛИВОСТЬ РЕЗИН
• 7 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
• 8 Вклад участников

СОСТАВ И КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЗИН

Основой всякой резины служит каучук натуральный (НК) или синтетический (СК), который и определяет основные свойства резинового материала. Для улучшения физико-механических свойств каучуков вводятся различные добавки (ингредиенты).
Таким образом, резина состоит из каучука и ингредиентов, рассмотренных ниже.

• Вулканизирующие вещества (агенты) участвуют в образовании пространственно-сеточной структуры вулканизата.

Обычно в качестве таких веществ применяют серу и селен, для некоторых каучуков перекиси. Для резины электротехнического назначения вместо элементарной серы (которая взаимодействует с медью) применяют органические сернистые соединения.
Ускорители процесса вулканизации; полисульфиды, оксиды свинца, магния и другие влияют как на режим вулканизации, так и на физико-механические свойства вулканизатов. Ускорители проявляют свою наибольшую активность в присутствии оксидов некоторых металлов, называемых поэтому в составе резиновой смеси активаторами.

• Противостарители (антиоксиданты) замедляют процесс старения резины,который ведет к ухудшению ее эксплуатационных свойств.

Существуют противостарители химического и физического действия. Действие первыхзаключается в том, что они задерживают окисление каучука в результате окисления их самих или за счет разрушения образующихся перекисей каучука.
Физические Противостарители образуют поверхностные защитные пленки, они применяются реже.

• Мягчители (пластификаторы) облегчают переработку резиновой смеси,увеличивают эластические свойства каучука, повышают морозостойкость резины.

В качестве мягчителей вводят парафин, вазелин, стеариновую кислоту, битумы, дибутилфталат,растительные масла.

• Наполнители по воздействию на каучук подразделяют на активные (усиливающие) и неактивные (инертные).

Активные наполнители (углеродистая сажа и белая сажа) повышают механические свойства резин: прочность, сопротивление истиранию, твердость.
Неактивные наполнители (мел, тальк, барит) вводятся для удешевления стоимости резины.

Часто в состав резиновой смеси вводят регенерат — продукт переработки старых резиновых изделий и отходов резинового Производства. Кроме снижения стоимости регенерат повышает качество резины, снижая ее склонность к старению.

• Красители минеральные или органические вводят для окраски резин.

Некоторые красящие вещества (белые, желтые, зеленые) поглощают коротковолновую часть солнечного спектра и этим защищают резину от светового старения.

Свойства резины

Подавляющее большинство каучуков является непредельными, высокополимерными (карбоцепными) соединениями с двойной химической связью между углеродными атомами в элементарных звеньях макромолекулы. (Некоторые каучуки получают на основе насыщенных линейных полимеров.)
Молекулярная масса каучуков исчисляется в 400 000—450 000. Структура макромолекул линейная или слаборазветвленная и состоит из отдельных звеньев, которые имеют тенденцию свернуться в клубок, занять минимальный объем, но этому препятствуют силы межмолекулярного взаимодействия, поэтому молекулы каучука извилистые (зигзагообразные). Такая форма молекул и является
причиной исключительно высокой эластичности каучука (под небольшой нагрузкой происходит выпрямление молекул, изменяется их конформация).

Вулканизация

По свойствам каучуки напоминают термопластичные полимеры. Наличие в молекулах каучука непредельных связей позволяет при определенных условиях переводить его в термостабильное состояние. Для этого по месту двойной связи присоединяется двухвалентная сера (или другое вещество), которая образует в поперечном направлении как бы «мостики» между нитевидными молекулами каучука, в результате чего получается пространственно-сетчатая структура, присущая резине (вулканизату).
Процесс химического взаимодействия каучуков с серой в технике называется вулканизацией.

Многие каучуки растворимы в растворителях, резины только набухают в них и более стойки к химикатам.
езины имеют более высокую теплостойкость (НК размягчается при температуре 90 °С, резина работает при температуре свыше 100°С).
На изменение свойств резины влияет взаимодействие каучука с кислородом, поэтому при вулканизации одновременно происходят два процесса: структурирование под действием вулканизующего агента и деструкция под влиянием окисления и температуры.
Преобладание того или иного процесса сказывается на свойствах вулканизата. Это особенно характерно для резин из НК.
Для синтетических каучуков (СК) процесс вулканизации дополняется полимеризацией: под действием кислорода и температуры образуются межмолекулярные углеродистые связи, упрочняющие термостабильную структуру, что дает повышение прочности.

Термическая устойчивость вулканизата зависит от характера образующихся в процессе вулканизации связей. Наиболее прочные, а следовательно, термоустойчивые связи —С—С—, наименьшая прочность у полисульфидной связи —С—C—С.

Современная физическая теория упрочнения каучука объясняет повышение его прочности наличием сил связи (адсорбции и адгезии), возникающих между каучуком и наполнителем, а также образованием непрерывной цепочно-сетчатой структуры наполнителя вследствие взаимодействия между частицами наполнителя.
Возможно и химическое взаимодействие каучука с наполнителем.

Классификация резины по назначению

По назначению резины подразделяют на резины общего назначения и резины специального назначения (специальные).

• Резины общего назначения

К группе резин общего назначения относят вулканизаты неполярных каучуков — НК, СКБ, СКС, СКИ.

Н К — натуральный каучук является полимером изопрена (С5Н8)n. Он растворяется в жирных и ароматических растворителях (бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и др.), образуя вязкие растворы, применяемые в качестве клеев. При нагреве выше 80—100 °С каучук становится пластичным и при 200 °С начинает разлагаться. При температуре —70 °С НК становится
хрупким. Обычно НК аморфен. Однако при длительном хранении возможна его кристаллизация.

СКБ — синтетический каучук бутадиеновый (дивинильный) получают по методу С. В. Лебедева. Формула полибутадиена (С4Н6)n. Он является некристаллизующимся каучуком и имеет низкий предел прочности при растяжении, поэтому в резину на его основе необходимо вводить усиливающие наполнители. Морозостойкость бутадиенового каучука невысокая (от —40 до —45
°С).
СКС — бутадиенстирольный каучук получается при совместной полимеризацией бутадиена (С4Н6) и стирола (СН2=СН—С6Н5). Это самый распространенный каучук общего назначения.

СКИ — синтетический каучук изопреновый — продукт полимеризации изопрена (С5Н8). Получение СКИ стало возможным в связи с применением новых видов катализаторов. По строению, химическим и физико-механическим свойствам СКИ близок к натуральному каучуку. Промышленностью выпускаются каучуки СКИ-3 и СКИ-ЗП, наиболее близкие по свойствам к НК; каучук СКИ-ЗД, предназначенный
для получения электроизоляционных резин, СКИ-ЗВ — для вакуумной техники.

Резины общего назначения могут работать в среде воды, воздуха, слабых растворов кислот и щелочей. Интервал рабочих температур составляет от —35 до 130 °С. Из этих резин изготовляют шины, ремни, рукава, конвейерные
ленты, изоляцию кабелей, различные резинотехнические изделия.

Резины специального назначения

Специальные резины подразделяют на несколько видов: маслобензостойкие, теплостойкие, светоозоностойкие, износостойкие, электротехнические, стойкие к гидравлическим жидкостям.

Маслобензостойкие резины получают на основе каучуков хлоропренового (наирит), СКН и тиокола.
Наирит является отечественным хлоропреновым каучуком. Хлоропрену соответствует формула СН2==ССI—СН=СН2.
Вулканизация может проводиться термообработкой даже без серы, так как под действием температуры каучук переходит в термостабильное состояние.
Резины на основе наирита обладают высокой эластичностью, вибростойкостью, озоностойкостью, устойчивы к действию топлива и масел, хорошо сопротивляются тепловому старению. (Окисление каучука замедляется экранирующим действием хлора на двойные связи. )
По температуроустойчивости и морозостойкости (от —35 до —40 °С) они уступают как НК, так и другим СК.
Электроизоляционные свойства резины на основе полярного наирита ниже, чем у резины на основе неполярных каучуков.
(За рубежом полихлоропреновый каучук выпускается под названием неопрен,
пербунан-С и др.).

СКН — бутадиеннитрильный каучук — продукт совместной полимеризации бутадиена с нитрилом акриловой кислоты —СН2—СН =СН—СН2—СН2—СНСN—
Резины на основе СКН обладают высокой прочностью ((в = 35 МПа), хорошо сопротивляются истиранию, но по
эластичности уступают резинам на основе НК, превосходят их по стойкости к старению и действию разбавленных кислот и щелочей. Резины могут работать в среде бензина, топлива, масел в интервале температур от -30 до 130 °С.
Резины на основе СКН применяют для производства ремней, конвейерных лент, рукавов, маслобензостойких резиновых деталей (уплотнительные прокладки,манжеты и т. п. ).

Тиоколы – торговое название полисульфидных каучуков.
Из смеси каучука с серой, наполнителями и другими веществами формуют нужные изделия и подвергают их нагреванию. При этих условиях атомы серы присоединяются к двойным связям макромолекул каучука и «сшивают» их, образуя дисульфидные «мостики». В результате образуется гигантская молекула, имеющая три измерения в пространстве — как бы длину, ширину и толщину. Полимер приобретает пространственную структуру. Если к каучуку добавить больше серы, чем нужно для образования резины, то при вулканизации линейные молекулы окажутся «сшитыми» в очень многих местах, и материал утратит эластичность, станет твёрдым — получится эбонит. До появления современных пластмасс эбонит считался одним из лучших изоляторов.

Полисульфидный каучук, или тиокол, образуется при взаимодействии галоидопроизводных углеводородов с многосернистыми соединениями щелочных металлов:

…—СН2—СН2—S2—S2— …
Тиокол вулканизуется перекисями. Присутствие в основной цепи макромолекулы серы придает каучуку полярность, вследствие чего он становится устойчивым к топливу и маслам, к действию кислорода, озона, солнечного света. Сера также сообщает тиоколу высокую газонепроницаемость (выше, чем у НК), поэтому тиокол — хороший герметизирующий материал.

Механические свойства резины на основе тиокола невысокие.
Эластичность резин сохраняется при температуре от —40 до —60 °С.
Теплостойкость не превышает 60—70 °С. Тиоколы новых марок работают при температуре до 130 °С.

Акрилатные каучуки — сополимеры эфиров акриловой (или метакриловой)кислоты с акрилонитрилом и другими полярными мономерами — можно отнести к маслобензостойким каучукам.
Каучуки выпускают марок БАК-12, БАКХ-7, ЭАХ.
Для получения высокопрочных резин вводят усиливающие наполнители.
Достоинством акрилатных резин является стойкость к действию серосодержащих масел при высоких температурах; их широко применяют в автомобилестроении. Они стойки к действию кислорода, достаточно теплостойки, обладают адгезией к полимерам и металлам.
Недостатками БАК являются малая эластичность,низкая морозостойкость, невысокая стойкость к воздействию ; горячей воды и
пара.

Износостойкие резины получают на основе полиуретановых каучуков СКУ.
Полиуретановые каучуки обладают высокой прочностью, эластичностью, сопротивлением истиранию, маслобензостойкостью. В структуре каучука нет ненасыщенных связей, поэтому он стоек к кислороду и озону, его газонепроницаемость в 10—20 раз выше, чем газопроницаемость НК.
Рабочие температуры резин на его основе составляют от —30 до 130°С.

Уретановые резины стойки к воздействию радиации. Зарубежные названия уретановых каучуков — , вулколлан, адипрен, джентан, урепан.
Резины на основе СКУ применяют для автомобильных шин, конвейерных лент, обкладки труб
и желобов для транспортирования абразивных материалов, обуви и др.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕЗИН И КАУЧУКОВ

Общие понятия

Механические свойства каучуков и резин могут быть охарактеризованы комплексом свойств.
К особенностям механических свойств каучуков и резин следует отнести:

• высокоэластический характер деформации каучуков;

• зависимость деформаций от их скорости и продолжительности действия деформирующего усилия, что проявляется в релаксационных процессах и гистерезисных явлениях;

• зависимость механических свойств каучуков от их предварительной обработки, температуры и воздействия различных немеханических факторов (света, озона, тепла и др.).

Различают деформационно-прочностные, фрикционные и другие специфические свойства каучуков и резин.

К основным деформационно-прочностным свойствам относятся: пластические и эластические свойства, прочность при растяжении,относительное удлинение при разрыве, остаточное удлинение после разрыва,условные напряжения при заданном удлинении, условно-равновесный модуль,модуль эластичности, гистерезисные потери, сопротивление раздиру, твердость.

К фрикционным свойствам резин относится износостойкость, характеризующая сопротивление резин разрушению при трении, а также коэффициент трения.

К специфическим свойствам резин относятся, например, температура хрупкости, морозостойкость, теплостойкость, сопротивление старению.

Очень важным свойством резин является сопротивление старению (сохранение механических свойств) после воздействия света, озона, тепла и других факторов.

Механические свойства резин определяют в статических условиях, т. е. при постоянных нагрузках и деформациях, при относительно небольших скоростях нагружения (например, при испытании на разрыв), а также в динамических условиях, например, при многократных деформациях растяжения, сжатия, изгиба или сдвига. При этом особенно часто резины испытывают на усталостную
выносливость и теплообразование при сжатии.

Усталостная выносливость характеризуется числом циклов деформаций, которое выдерживает резина до разрушения. Для сокращения продолжительности определения усталостной выносливости испытания проводят иногда в условиях концентрации напряжений, создаваемых путем дозированного прокола или применения образцов с канавкой.

Теплообразование при многократных деформациях сжатия определяется по изменению температуры образца резины в процессе испытания в заданном режиме (при заданном сжатии и заданной частоте деформаций).

Пластические и эластические свойства

Пластичностью называется способность материала легко деформироваться и сохранять форму после снятия деформирующей нагрузки. Иными словами, пластичность — это способность материала к необратимым деформациям.

Эластичностью называется способность материала легко деформироваться и восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после снятия деформирующей нагрузки, т. е. способность к значительным обратимым деформациям.

Эластическими деформациями, в отличие от упругих, называются такие обратимые деформации, которые характеризуются значительной величиной при относительно малых деформирующих усилиях (низкое значение модуля упругости).

Пластические и эластические свойства каучука проявляются одновременно; в зависимости от предшествующей обработки каучука каждое из них проявляется в большей или меньшей степени. Пластичность невулканизованного каучука постепенно снижается при вулканизации, а эластичность возрастает.
В зависимости от степени вулканизации соотношение этих свойств каучука
постепенно изменяется. Для невулканизованных каучуков более характерным свойством является пластичность, а вулканизованные каучуки отличаются высокой эластичностью. Но при деформациях невулканизованного каучука наблюдается также частичное восстановление первоначальных размеров и формы,т. е. наблюдается некоторая эластичность, а при деформациях резины можно наблюдать некоторые неисчезающие остаточные деформации.

Упругая деформация практически устанавливается мгновенно при приложении деформирующего усилия и также мгновенно исчезает после снятия нагрузки; обычно она составляет доли процента от общей деформации. Этот вид деформации обусловлен небольшим смещением атомов, изменением межатомных и межмолекулярных расстояний и небольшим изменением валентных углов.

Высокоэластическая деформация резин увеличивается во времени по мере действия деформирующей силы и достигает постепенно некоторого предельного (условно-равновесного) значения. Она так же, как и упругая деформация, обратима; при снятии нагрузки высокоэластическая деформация постепенно уменьшается, что приводит к эластическому восстановлению деформированного
образца.
Высокоэластическая деформация, в отличие от упругой,характеризуется меньшей скоростью, так как связана с конформационными изменениями макромолекул каучука под действием внешней силы. При этом происходит частичное распрямление и ориентация макромолекул в направлении растяжения. Эти изменения не сопровождаются существенными нарушениями межатомных и межмолекулярных расстояний и происходят легко при небольших усилиях. После прекращения действия деформирующей силы вследствие тепловогодвижения происходит дезориентация молекул и восстановление размеров образца.
Специфическая особенность механических свойств каучуков и резин связана с высокоэластической деформацией.

Пластическая деформация непрерывно возрастает при нагружении и полностью сохраняется при снятии нагрузки. Она характерна для невулканизованного каучука и резиновых смесей и связана с необратимым перемещением макромолекул друг относительно друга.

Скольжение молекул у вулканизованного каучука сильно затруднено наличием прочных связей между молекулами, и поэтому вулканизаты, не содержащие наполнители, почти полностью восстанавливаются после прекращения действия внешней силы.
Наблюдаемые при испытании наполненных резин неисчезающие деформации являются следствием нарушения межмолекулярных связей, а также следствием нарушения связей между каучуком и компонентами, введенными в нею, например вследствие отрыва частиц ингредиентов от каучука. Неисчезающие остаточные деформации часто являются кажущимися вследствие малой скорости эластического восстановления, т. е. оказываются практически исчезающими в течение некоторого достаточно продолжительного времени.

Твердость резины

Твердость резины характеризуется сопротивлением вдавливанию в резину металлической иглы или шарика (индентора) под действием усилия сжатой пружины или под действием груза.

Для определения твердости резины применяются различные твердомеры.
Часто для определения твердости резины используется твердомер ТМ-2 (типа Шора), который имеет притупленную иглу, связанную с пружиной, находящейся внутри прибора.
Твердость определяется глубиной вдавливания иглы в образец под действием сжатой пружины при соприкосновении плоскости основания прибора с поверхностью образца (ГОСТ 263—75). Вдавливание иглы вызывает пропорциональное перемещение стрелки по шкале прибора.
Максимальная твердость, соответствующая твердости стекла или металла, равна 100 условным единицам.
Резина в зависимости от состава и степени вулканизации имеет твердость в пределах от 40 до 90 условных единиц.
С увеличением содержания наполнителей и увеличением продолжительности вулканизации твердость повышается; мягчители (масла) снижают твердость резины.

Теплостойкость

О стабильности механических свойств резины при повышенных температурах судят по показателю ее теплостойкости. Испытания на теплостойкость производят при повышенной температуре (70 °С и выше) после прогрева образцов при температуре испытания в течение не более 15 мин (во избежание необратимых изменений) с последующим сопоставлением полученных результатов с результатами испытаний при нормальных условиях (23±2°С).

Количественной характеристикой теплостойкости эластомеров служит коэффициент теплостойкости, равный отношению значений прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и других показателей, определенных при повышенной температуре, к соответствующим показателям, определенным при нормальных условиях. Чем ниже показатели при повышенной температуре по сравнению с показателями при нормальных условиях, тем ниже коэффициент теплостойкости.

Полярные каучуки обладают пониженной теплостойкостью.
Наполнители значительно повышают теплостойкость резин.

Износостойкость

Основным показателем износостойкости является истираемость и сопротивление истиранию, которые определяются в условиях качения с проскальзыванием (ГОСТ 12251—77) или в условиях скольжения по истирающей поверхности, обычно, как и в предыдущем случае, по шлифовальной шкурке (ГОСТ 426—77).
Истираемость ( определяется как отношение уменьшения объема образца при истирании к работе, затраченной на истирание, и выражается в м3/МДж [см3/(кВт(ч)].
Сопротивление истиранию ( определяется как отношение затраченной работы на истирание к уменьшению объема образца при истирании и выражается в МДж/м3 [см3/(кВт(ч)].

Истирание кольцевых образцов при качении с проскальзыванием более соответствует условиям износа протекторов шин при эксплуатации и поэтому применяется при испытаниям на износостойкость протекторных резин.

Теплообразование при многократном сжатии

Теплообразование резины при многократном сжатии цилиндрических образцови характеризуется температурой, развивающейся в образце вследствие внутреннего трения (или повышением температуры при испытании).

Морозостойкость резины

Морозостойкость—способность резины сохранять высокоэластические свойства при пониженных температурах. Свойства резин при пониженных температурах характеризуются коэффициентом морозостойкости при растяжении, температурой
хрупкости и температурой механического стеклования.

Коэффициент морозостойкости при растяжении (ГОСТ 408—66) представляет собой отношение удлинения образца при пониженной температуре к удлинению его (равному 100%) при температуре 23±2°С под действием той же нагрузки.

Резина считается морозостойкой при данной температуре, если коэффициент морозостойкости выше 0,1.

Температура хрупкости Тхр—максимальная минусовая температура, при которой консольно закрепленный образец резины разрушается или дает трещину при изгибе под действием удара! ГОСТ 7912—74). Температура хрупкости резин зависит от полярности и гибкости макромолекул, с повышением гибкости молекулярных цепей она понижается.

Температурой механического стеклования называется температура, при которой каучук или резина теряют способность к высокоэластическим деформациям.
По ГОСТ 12254—66 этот показатель определяется на образцах,замороженных при температуре ниже температуры стеклования. Образец резины цилиндрической формы нагружают (после предварительного замораживания) и затем медленно размораживают со скоростью 1 °С в минуту и находят температуру, при которой деформация образца начинает резко возрастать.

Сопротивление старению и действию агрессивных сред

Старением называется необратимое изменение свойств каучука или резины под действием тепла, света, кислорода, воздуха, озона или агрессивных сред, т.е. преимущественно немеханических факторов.
Старение активируется, если резина одновременно подвергается воздействию механических нагрузок.

Испытания на старение производят, выдерживая резину в различных условиях (на открытом воздухе, в кислороде или воздух при повышенной температуре; в среде озона или при воздействии света и озона).
При атмосферном старении на открытом воздухе или термическом старении в среде горячего воздуха (ГОСТ 9.024—74) результат испытания оценивают коэффициентом старения, который представляет отношение изменения показателей каких-либо свойств, чаще всего предела прочности и относительного удлинения при разрыве к соответствующим показателям до
старения. Чем меньше изменения свойств при старении и коэффициент старения, тем выше сопротивление резины старению.

Сопротивление действию различных сред (масел, щелочей, кислот и др.) оценивается по изменению свойств — предела прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве в 1этих средах.
Оно характеризуется коэффициентом, представляющим отношение показателя после воздействия агрессивной среды к соответствующему показателю до ее воздействия.

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И УСТАЛОСТНАЯ ВЫНОСЛИВОСТЬ РЕЗИН

• Долговечность резин в условиях статической деформации

Прочность любого твердого тела понижается с увеличением продолжительности действия напряжения и поэтому разрушающая нагрузка не является константой твердого тела.
Разрушающая нагрузка — условная мера прочности только при строго определенных скорости деформации и температуре. Снижение прочности материала, находящегося в статически напряженном состоянии, называется статической усталостью. Продолжительность пребывания тела в напряженном состоянии от момента нагружения до разрушения называется долговечностью
материала под нагрузкой.
При температурах ниже ТХР полимеры ведут себя подобно хрупким твердым телам.

• Долговечность резины в условиях динамических деформаций

Снижение прочности материала вследствие многократных деформаций называется динамической усталостью или утомлением.

Сопротивление резин утомлению или динамическая выносливость выражается числом циклов деформации, необходимым для разрушения образца.
Максимальное напряжение в цикле деформации, соответствующее разрушению образца в условиях многократных деформаций, называется усталостной прочностью, а время, необходимое для разрушения резины в условиях многократных деформаций, —
динамической долговечностью.

Наиболее распространенным режимом испытаний на многократное растяжение является режим постоянных максимальных удлинений,
который осуществляется на машине МРС-2. Это испытание проводится при постоянной амплитуде и заданной частоте (250 и 500 цикл/мин), а также при постоянном максимальном и среднем значениях деформации.

Влияние структуры и состава резин на ее долговечность.
Как правило, резина имеет высокую усталостную выносливость, если она обладает высокой прочностью, малым внутренним трением и высокой химической стойкостью. Влияние структуры или состава резины на эти свойства различно. Влияние типа каучука, характера вулканизационной сетки наполнителей, пластификаторов,антиоксидантов также неоднозначно.
Методы испытания долговечности выбираются с учетом реальных условий эксплуатации резины, видов и условий деформаций, имеющих решающее значение.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

• Ю. М. Лахтин “Материаловедение”, 1990, Москва, «Машиностроение”
• Н. В. Белозеров “Технология резины”, 1979, Москва, “Химия”
• Ф. А. Гарифуллин, Ф. Ф. Ибляминов “Конструкционные резины и методы определения их механических свойств”, Казань, 2000
• Руздитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Химия-11: Органич. химия. Основы общей химии: (Обобщение и углубление знаний): Учеб. для 11 кл. сред. шк. — М.: Просвещение, 1992. — 160 с.: ил. — ISBN 5-09-004171-7.
• Глинка Н. Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. — 23-е изд., стереотипное. / Под ред. В. А. Рабиновича. — Л.: Химия, 1984. — 704 с.ил.
• Большой Энциклопедический словарь. — М.: Большая российская энциклопедия,1998.
• Мегаэнциклопедия, http://mega.km.ru

Вклад участников

Сотников Виталий Александрович

Резина и ее применение — Развитие земельных и водных ресурсов

В машиностроении часто используется резина — слож­ная смесь, в которой основным компонентом является каучук. Резина обладает высокой эластичностью, кото­рая  сочетается с рядом других важнейших технических свойств: высоким сопротивлением разрыву и истиранию, газо- и водонепроницаемостью, химической стойкостью, высокими электроизоляционными свойствами и малым удельным весом. К недостаткам резины относятся ее не­высокая теплостойкость и малая стойкость к действию минеральных масел (за исключением специальной маслостойкой резины).

Применение резины. Резиновые изделия находят са­мое широкое применение во всех отраслях народного хозяйства. Ассортимент резиновых изделий исчисляется в настоящее время десятками тысяч наименований. Основное применение резина находит в производстве шин.

Кроме шин, в автомобиле насчитывается около 200 самых различных резиновых деталей: шланги, ремни, прокладки, втулки, муфты, буфера, мембраны, манжеты и т. д.

Резина обладает высокими электроизоляционными свойствами, поэтому ее широко применяют для изоля­ции кабелей, проводов, магнето, защитных средств — перчаток, галош, ковриков.

Состав резины. В состав резины входят каучук, реге­нерат, вулканизирующие вещества, ускорители вулкани­зации, наполнители, мягчители, противостарители, кра­сители. Каучук натуральный и синтетический является основным сырьем для получения резиновых изделий. В настоящее время резиновые материалы преимуществен­но производятся из синтетического каучука, который до­бывается из этилового спирта, нефти, природного газа и других веществ.

Регенерат — пластичный материал, получаемый пу­тем переработки старых   резиновых изделий и отходов резинового производства. Применение регенерата умень­шает содержание каучука в резиновой смеси, снижает себестоимость резиновых изделий и несколько повыша­ет их пластичность.

Основным вулканизирующим веществом является се­ра. Изменяя количество серы в составе резиновых сме­сей, можно получить резину, обладающую различными степенями эластичности. Процесс химического соедине­ния каучука с серой при нагревании называется вулка­низацией. При получении эластичных резин сера вводит­ся в количестве 1—4% от массы каучука. Резина, со­держащая 25—35% серы, представляет собой твердый материал, называемый эбонитом. Для сокращения про­должительности и температуры вулканизации вводятся в небольшом количестве (0,5—2,5%) ускорители (каптакс, окись свинца и т. д.).

Наполнители бывают активные, неактивные и спе­циальные. К активным наполнителям (усилителям) от­носятся сажа, цинковые белила, каолин и другие веще­ства, повышающие механические свойства резины (проч­ность на разрыв и сопротивление истиранию). Сажа яв­ляется основным наполнителем для получения прочной резины, обладающей высоким сопротивлением истира­нию. К неактивным наполнителям относятся тальк, мел, инфузорная земля и др. Их вводят с целью увеличения объема и удешевления резины. К специальным напол­нителям относятся каолин и асбест, придающие резине химическую стойкость, и диатомит, повышающий элект­роизоляционные свойства резины.

Мягчители (пластификаторы) придают резиновой смеси мягкость, пластичность и облегчают ее обработку.

Противостарители — это вещества, предохраняющие резину от старения.

Основные виды резин. Армированной называют рези­ну, внутрь которой введены прокладки из металлической сетки или спирали с целью повышения прочности и гиб­кости, что особенно важно для таких изделий, как авто­мобильные шины, приводные ремни, ленты транспорте­ров, трубопроводы и т. д. При ее приготовлении в рези­новую смесь закладывают металлическую сетку, покры­тую слоем латуни и обмазанную клеем, и подвергают одновременному прессованию и вулканизации.

Пористые резины по характеру пор и способу полу­чения разделяются на губчатые — с крупными открытыми порами, однородные ячеистые — с закрытыми порами и микропористые. Способ их получения основан на способности каучука абсорбировать газы и на диффузии тазов через каучук. Пористая резина применяется при изготовлении амортизаторов, сидений, оконных прокла­док, протекторных слоев покрышек.

Твердая резина, или эбонит, имеет темно-коричневую или красную окраску, теплостойкость от 50 до 90°С, вы­держивает высокое пробивное напряжение (25— 60 кВ/мин).

Эбонит применяется для изготовления конструкцион­ных деталей, измерительных приборов и различной электроаппаратуры и поставляется для этих целей в ви­де пластин, прутков и трубок двух марок: А и Б. Кроме этого, выпускаются, эбонитовые аккумуляторные моно­блоки, сепараторы (в виде гладких и ребристых плас­тин) и различные детали для щелочных аккумуляторов.

Мягкие резины — это подавляющее большинство ре­зин с самой различной твердостью, применяемые в про­изводстве изделий промышленной техники, изделий ши­рокого потребления и изделий электроизоляционного назначения.

Резина и её свойства . Полимеры и их использование

1. Презентация на тему : Резина и её свойства . Полимеры и их использоване.

Новгородовой Дарьи
10а класс

2. Резина

— продукт вулканизации композиции, содержащей связующее
вещество — натуральный или синтетический каучук. В конструкции
современных автомобилей используют несколько сот изделий, выполненных
из резины. Это шины, камеры, шланги, уплотнители, герметики, детали для
электро- и виброизоляции, приводные ремни и т. д. Их масса составляет до
10 % от общей массы автомобиля. Широкое применение резиновых изделий
в автомобилестроении объясняется их уникальными свойствами:
эластичностью; • способностью поглощать ударные нагрузки и вибрацию;
низкой теплопроводностью и звукопроводностью; • высокой механической
прочностью; • высокой сопротивляемостью к истиранию; • высокой
электроизоляционной способностью; • газо- и водонепроницаемостью;
устойчивостью к агрессивным средам; • низкой плотностью. Основное
свойство резины — обратимая эластичная деформация — способность
многократно изменять свою форму и размеры без разрушения под
воздействием сравнительно небольшой внешней нагрузки и вновь
возвращаться в первоначальное состояние после снятия этой нагрузки.
Подобным свойством не обладают ни металлы, ни древесина, ни полимеры.

3. Классификация резины

Резину получают вулканизацией
резиновой смеси, в состав которой
входят:
• каучук; • вулканизирующие
агенты; • ускорители
вулканизации; • активаторы;
противостарители; • активные
наполнители или усилители;
неактивные наполнители;
красители; • ингредиенты
специального назначения.

5. Каучук

Натуральный каучук — природный полимер,
представляющий собой непредельный углеводород
— изопрен (С5Н8)n. Натуральный каучук
добывают главным образом из млечного сока
(латекса) каучуконосных растений, в основном из
бразильской гевеи, в котором его содержится до 40
%.
Для выделения каучука латекс обрабатывают уксусной кислотой, под действием
которой он свертывается, и каучук легко отделяется. Затем его промывают
водой, прокатывают в листы, сушат и коптят для устойчивости против
окисления и действия микроорганизмов. Производство натурального каучука
(НК) требует больших затрат и не покрывает промышленных потребностей.
Поэтому наибольшее распространение получил синтетический каучук (СК).
Свойства СК зависят от строения и состава. Изопреновый каучук (обозначается
СКИ) по своему составу и строению близок к натуральному каучуку, по
некоторым показателям уступает ему, а по каким-то превосходит. Резина на
основе СКИ отличается газонепроницаемостью, достаточной стойкостью
против воздействия многих органических растворителей, масел. Существенные
его недостатки — низкая прочность при высоких температурах и низкая озонои атмосферостойкость. Бутадиен-стирольный (СКС) и бутадиенметилстирольный (СКМС) СК наиболее широко используются в
автомобилестроении. Резины на основе этих каучуков имеют хорошие
прочностные свойства, высокое сопротивление изнашиванию,
газонепроницаемость, морозо- и влагостойкость, однако нестойки при
воздействии озона, топлива и масел. Резина на базе бутадиенового каучука
(СКД) эластична, износостойка, имеет хорошие физико-механические свойства
при низких температурах, однако существуют трудности при переработке
резиновых смесей. Она имеет недостаточно прочную связь с металлокордом
при производстве армированных изделий.

7. Для выделения каучука латекс обрабатывают уксусной кислотой, под действием которой он свертывается, и каучук легко отделяется.

8. Полимеры

— это высокомолекулярные вещества с молекулярной массой
от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Свойства полимеров во
многом обусловлены не только молекулярной массой, но и химическим
составом звеньев, пространственной конфигурацией молекул, степенью
разветвленности молекул, типом связей между молекулами, способом
производства полимера. В зависимости от всех этих параметров свойства
полимеров могут различаться очень сильно.
Практически все полимеры являются хорошими диэлектриками,
обладают низкой теплопроводностью, высокой механической
прочностью. Стеклообразные полимеры бьются без острых осколков.
Линейные полимеры обладают способностью к обратимым
деформациям; поддаются ориентации макромолекул под влиянием
механических нагрузок (на этом свойстве основано производство пленок
и волокон). Важным качеством полимеров является резкое изменение
характеристик при введении небольших количеств примесей.
Полимеры существуют в различных агрегатных состояниях: в виде
тягучей жидкости (смазки, клеи, лаки и краски, герметики), в виде
эластичных материалов (резины, силикон, эластомеры, поролон) и в виде
твердых пластмасс (полиэтилен, полипропилен, поликарбонат и т.д.).
Полимеры в качестве химических веществ могут:
— образовывать новые химические связи между молекулами;
— образовывать новые связи между отдельными звеньями молекулы;
— присоединять боковые звенья к основной цепочке молекул;
— распадаться на отдельные мономеры.

9. Образование полимеров

Искусственные полимеры получают в результате трех типов реакций:
полимеризации, поликонденсации, химических реакций.
Полимеризацией называется процесс присоединения повторяющихся
цепочек молекул (звеньев) к активному центру роста макромолекулы.
Механизм полимеризации состоит из таких этапов, как:
— образование центров полимеризации;
— рост молекул путем последовательного присоединения новых
звеньев;
— перенос центров полимеризации на другие молекулы, которые
начинают активно расти;
— разветвление молекул;
— прекращение процесса роста молекул.
Для того чтобы вызвать полимеризацию в исходном
низкомолекулярном сырье, используют различные способы
воздействия: высокое давление, высокие температуры, воздействие
светом или облучением, катализатором. В результате полимеризации
химический состав сырья и готового продукта остается одним и тем же,
но меняется структура вещества.
Поликонденсацией называется процесс изготовления полимеров из
многофункциональных соединений методом перегруппировки атомов
и отделения побочных продуктов (воды, низкомолекулярных
соединений). Способом поликонденсации, например, производят
поликарбонаты, полиуретаны, фенолальдегидные смолы.

10. Применение

Современная экономика просто немыслима без различных полимеров. Да мы и
сами состоим из природных полимеров: белков, нуклеинов, полисахаридов.
Производство полимеров в промышленных масштабах началось в начале 20-го
века. Практически одновременно промышленность начала производить
искусственные полимеры методом переработки целлюлозы и синтетические
полимеры методом переработки низкомолекулярного сырья (фенола,
формальдегида, стирола, винилхлорида, акрила). На основе эфиров целлюлозы
изготавливали, в частности, целлулоид, пленки, лакокрасочные материалы.
Например, развитие кинематографа напрямую связано с появлением
нитроцеллюлозных прозрачных пленок. Из синтетических полимеров перед
Второй мировой войной особо важным было получение искусственного каучука,
оргстекла, фенолформальдегидных смол.
В настоящее время полимеры используются практически во всех областях
производства. Из них делают игрушки и строительные материалы, имплантаты,
ткани, лекарственные средства, смазку для станков, защитные маски и очки,
оптические стекла, навесы и окна, мебельные ткани и наполнители,
кожезаменители и обработанные натуральные кожи, резины, упаковочные
материалы, рекламную продукцию, корпуса приборов, ткани и волокна
искусственные и синтетические, пленки различного назначения,
конструкционные материалы, материалы для электротехнической и
радиотехнической индустрии, украшения, ионообменные и эпоксидные смолы,
пластики с экстремальными свойствами (жаростойкие и морозоустойчивые,
повышенной твердости, пожаробезорасные ит. д.). Полимеры служат основой для
производства композиционных материалов.
В магазине «ПраймКемикалсГрупп» широко представлена продукция из
полимеров — это и пластиковая лабораторная посуда, и средства защиты, и
различные лабораторные принадлежности. Также у нас можно купить и некоторые
вещества, являющиеся полимерами — целлюлозу, крахмал, полиэтиленгликоль и
другие, по выгодным ценам и с доставкой.

Эластическое свойство — резина — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Эластические свойства резины определяются ее главным компонентом-синтетическим или натуральным каучуком. Эластические свойства резин проявляются в широких температурных пределах-в среднем от — 50 до 150 С для обычных резин. Морозе — и теплостойкие резины сохраняют эластичность при гораздо более низких или высоких температурах.
 [1]

Эластические свойства резины сочетаются с другими важными техническими свойствами-высокой прочностью при растяжении я раздире ( разрыв при растяжении надрезанного материала), высоким сопротивлением истиранию, газо — и водонепроницаемостью, химической стойкостью, ценными электрическими свойствами, малой плотностью. Особенно следует отметить высокую износостойкость резин, подвергающихся внешнему трению. Такие резины применяются для изготовления бегового слоя протектора шины, резиновой подошвы или каблука, для обкладки приводного ремня и транспортерной ленты. По износостойкости резина значительно превосходит металлы, кожу, древесину и многие другие материалы.
 [2]

Эластические свойства резины сочетаются с рядом других важных технических свойств — высокой упругостью и способностью поглощать вибрации, сопротивлением истиранию и многократному изгибу.
 [3]

Эластические свойства резины определяются ее главным компонентом-синтетическим или натуральным каучуком. Так, модуль упругости резины находится в пределах 10 — 100 кгс. Эластические свойства резин проявляются в широких температурных пределах-в среднем от — 50 до 150 С для обычных резин. Морозо — и теплостойкие резины сохраняют эластичность при гораздо более низких или высоких температурах.
 [4]

Эластические свойства резины сочетаются с другими важными техническими свойствами-высокой прочностью при растяжении и раздире ( разрыв при растяжении надрезанного материала), высоким сопротивлением истиранию, газо — и водонепроницаемостью, химической стойкостью, ценными электрическими свойствами, малой плотностью. Особенно следует отметить высокую износостойкость резин, подвергающихся внешнему трению. Такие резины применяются для изготовления бегового слоя протектора шины, резиновой подошвы или каблука, для обкладки приводного ремня и транспортерной ленты. По износостойкости резина значительно превосходит металлы, кожу, древесину и многие другие материалы.
 [5]

Эластические свойства резины сохраняются в широком интервале температур и частот деформаций, причем деформация устанавливается в относительно короткие промежутки времени.
 [6]

Пиковые значения испытательного напряжения по категории ЭИ-2 кабелей, проводов и шнуров в зависимости от.  [7]

Характерные эластические свойства резин объясняются гибкостью их молекулярных цепей при приложении растягивающих сил. Молекулы содержащихся в резине каучуков выпрямляются и ориентируются относительно друг друга. Упругие свойства резин создаются стремлением молекул под воздействием теплового движения возвращаться к их первоначальному положению. Резина по мере снижения температуры постепенно переходит из эластичного в твердое состояние и начинает разрушаться в механически наиболее напряженных местах с образованием характерных трещин.
 [8]

По прочностным и эластическим свойствам резины из хлоро-преновых каучуков очень близки к резинам из натурального каучука. Вместе с тем хлоропреновый каучук обладает рядом очень ценных специальных свойств: негорючестью, свето — и озоностой-костью, повышенной бензо — и маслостойкостью, стойкостью к тепловому старению, малой газопроницаемостью, устойчивостью к действию кислот, щелочей и солей.
 [9]

Для выяснения величины относительного влияния различных молекулярных параметров на эластические свойства резин, можно сравнить резины, полученные на основе каучуков с различной температурой стеклования.
 [10]

При совмещении фторкаучука с привитым СКЭПТ пласто-эластические свойства резиновых смесей, так же как и эластические свойства резин и их стойкость к истиранию [159], ухудшаются по сравнению с аналогичными свойствами смесей СКФ-32 с серийным СКЭПТ. Однако возрастают прочность и твердость резин, уменьшается их набухание в бензоле и в смеси изоок-тан — толуол, улучшается морозостойкость.
 [11]

Изучение динамических свойств ненаполненных резин, полученных на основе каучуков одной природы, но отличающихся гкГ молекулярному строению, действительно показывает, что на эластические свойства резин сильное влияние оказывают те параметры каучуков, которые определяют формирование вулканиза-ционной сетки — средняя молекулярная масса, ММР и степень разветвленное полимерных цепей.
 [12]

Эластические свойства резины определяются ее главным компонентом-синтетическим или натуральным каучуком. Эластические свойства резин проявляются в широких температурных пределах-в среднем от — 50 до 150 С для обычных резин. Морозе — и теплостойкие резины сохраняют эластичность при гораздо более низких или высоких температурах.
 [13]

Коэффициент полезной упругости резин колеблется в значительных пределах в зависимости от степени вулканизации и от состава резины. При повторных циклах деформации величина гистерезисных потерь уменьшается; таким образом, эластические свойства резины изменяются в процессе многократных деформаций, но основные изменения происходят при первых циклах растяжения-сокращения.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

| Все, что вам нужно знать о различных типах каучука: названия, свойства и использование Оставить комментарий

Компания Fournier Rubber & Supply, основанная в 1933 году, с тех пор зарекомендовала себя как ведущий в отрасли поставщик прокладок, резиновых и пластиковых изделий. Мы предлагаем высококачественные резинотехнические изделия от известных производителей и, для узкоспециализированных или уникальных применений, возможности изготовления на заказ прокладок и шлангов в сборе по индивидуальному заказу. Обладая более чем 80-летним опытом работы с резиновыми материалами, наша команда хорошо осведомлена об уникальных характеристиках, демонстрируемых каждым из различных типов каучуков.

Резина

представляет собой эластичный материал, который может быть получен естественным путем из различных растительных источников или синтетическим путем с помощью различных химических процессов. Он использовался в течение тысяч лет, за это время он был произведен в многочисленных вариациях с различными характеристиками, которые делают их пригодными для различных применений.

Служит важным сырьем для производства всего, от автомобильных шин до хирургических перчаток. Однако для успешного производства этих компонентов необходимо выбрать правильный тип резины для данной конструкции детали и условий применения. По этой причине мы предоставили обзор некоторых из наиболее распространенных типов каучука с описанием их основных свойств и типичных областей применения.

Основные свойства каучука

Как указано выше, каучук бывает нескольких видов, каждый из которых обладает уникальными свойствами. Однако большинство, если не все, каучуков также имеют несколько общих характеристик, таких как:

• Эластичность: Молекулярная структура резиновых материалов позволяет им возвращаться к своей нормальной форме после сжатия или растяжения. Эта характеристика проявляется в резиновых лентах. Растягивание или сжатие резиновой ленты временно вытягивает или выталкивает отдельные молекулы из выравнивания друг с другом. Когда молекулы прикрепляются друг к другу, они возвращаются в исходное положение после прекращения действия растягивающей или сжимающей силы.
• Термическое сжатие:  В то время как большинство материалов расширяются при нагревании, резина сжимается. Это необычное явление связано с тем, как молекулы каучука реагируют на тепло. Когда применяется тепло, уже запутанные молекулы становятся еще более запутанными и скрученными. Когда тепло удаляется, молекулы возвращаются в состояние покоя, и резина восстанавливает свою первоначальную форму.
• Долговечность:  Большинство каучуков очень долговечны, устойчивы к повреждениям и разрушению под действием абразивных и разрывающих сил, ударов, низких температур и воды. Они также демонстрируют относительно низкую скорость накопления тепла.

Типы каучука

Каждый тип каучукового материала — будь то натуральный или каучуковый — демонстрирует определенные свойства, которые делают его пригодным для определенных применений. Некоторые из наиболее распространенных типов каучука и их свойства включают:

Натуральный каучук

Натуральный каучук, также известный как индийский или гуммикаучук, получают из жидкости молочного цвета (т. е. латекса), содержащейся в дереве Hevea brasiliensis . Некоторыми из ключевых характеристик материала являются высокая прочность на разрыв и растяжение, упругость и устойчивость к истиранию, трению, экстремальным температурам и набуханию в воде. Типичные области применения включают клеи, напольные и кровельные покрытия, перчатки, изоляцию и шины.

Неопреновый каучук

Неопреновый каучук, также называемый хлоропреном, является одним из старейших видов синтетического каучука. По сравнению с натуральным каучуком и другими синтетическими каучуками он демонстрирует исключительно низкую восприимчивость к горению, коррозии и деградации. Это качество делает его идеальным базовым материалом для клеев и антикоррозионных покрытий. Его способность сохранять хорошие механические свойства в широком диапазоне температур также подходит для использования в прокладках высокого давления, ремнях, оконных и дверных уплотнителях.

Силиконовый каучук

Силиконовый каучук, также известный как полисилоксан, известен своей пластичностью, биосовместимостью и устойчивостью к экстремальным температурам, огню, озону и ультрафиолетовому (УФ) излучению. Он доступен как в твердой, так и в жидкой форме в различных цветах. Его химически инертная природа делает его идеальным для использования в деталях и продуктах, требующих биосовместимости (таких как перчатки, респираторные маски, имплантаты и другие медицинские изделия) и химической стойкости (таких как предметы ухода за детьми, косметические аппликаторы, пищевые контейнеры и инструменты). .

Нитриловый каучук

Нитрильный каучук, также известный как каучук Buna-N или нитрил-бутадиеновый каучук (NBR), демонстрирует несколько желаемых механических и химических свойств, таких как сопротивление деформации при сжатии, теплу, маслу и газу и износу. Эти свойства делают его пригодным для использования в автомобильных прокладках и уплотнениях, уплотнительных кольцах и шлангах двигателя. Он также используется в медицинских изделиях (например, в хирургических перчатках), поскольку в нем отсутствуют аллергенные белки каучуков на основе латекса, и он сохраняет свою структурную целостность лучше, чем силиконовый каучук.

Резина EPDM

Каучук

Этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM) представляет собой синтетический каучук, который обладает превосходной долговечностью, устойчивостью к повреждениям и разрушению при экстремальных температурах и погодных условиях. Эти качества делают его пригодным для использования в наружных деталях и продуктах, таких как кровельные герметики, шланги и уплотнения. Его превосходные шумо- и теплоизоляционные свойства также подходят для использования в автомобильных системах.

Бутадиен-стирольный каучук (SBR)

Стирол-бутадиеновый каучук (SBR) представляет собой сополимер стирола и бутадиена, характеризующийся превосходной твердостью и долговечностью. Он демонстрирует лучшую устойчивость к истиранию, воздействию спирта, остаточной деформации при сжатии и набуханию в воде, чем некоторые более дорогие синтетические каучуки, что делает его идеальным для использования в уплотнениях, встроенных в гидравлические тормозные системы. Другие распространенные области применения включают разделочные доски, прокладки и подошвы для обуви.

Бутилкаучук

Бутилкаучук, также известный как изобутилен-изопрен, обладает одним из самых высоких уровней газонепроницаемости. Это качество в сочетании с превосходной гибкостью материала делает его пригодным для изготовления воздухонепроницаемых компонентов, таких как камеры, спортивные мячи и герметики. В качестве жидкого соединения он также часто используется в качестве добавки к дизельному топливу и нефтяному топливу и жевательным резинкам.

Фторсиликоновый каучук

Фторсиликоновый каучук

, также называемый FVMQ, обладает высокой устойчивостью к экстремальным температурам (-100–350 градусов по Фаренгейту), трансмиссионным жидкостям, нефтяным маслам и топливу, синтетическим смазочным материалам, огню и озону. Эти свойства делают его идеальным материалом для топливных систем самолетов и других узкоспециализированных промышленных применений.

Обратитесь к экспертам по резине в Fournier Rubber сегодня

Приведенное выше руководство служит обзором различных типов каучука и их свойств, чтобы помочь клиентам определить, какой материал лучше всего подходит для их применения. Если у вас есть дополнительные общие вопросы о резиновом материале или конкретные вопросы о конкретном резиновом материале, обратитесь к экспертам Fournier Rubber.

Компания Fournier Rubber & Supply Company работает как с натуральным, так и с синтетическим каучуком более восьми десятилетий. Используя знания, полученные в результате этого опыта, мы можем определить или изготовить на заказ резиновые прокладки, шланги в сборе и другие продукты для широкого круга потребностей клиентов. Чтобы узнать больше о резине или наших резиновых изделиях и услугах, посетите нашу страницу «О нас» или свяжитесь с нами сегодня.

Физические свойства каучука | Эласто Прокси

Узнайте, как физические свойства резины влияют на выбор состава.

Инженерам и проектировщикам деталей необходимо выбирать резиновые материалы, отвечающие всем требованиям их применения. Эластомеры, такие как силиконы, обладают присущими им физическими свойствами, но эти свойства можно улучшить за счет компаундирования.

При выборе состава важно понимать физические свойства каучука и знать, как измеряется каждое свойство. Это поможет вам запросить и получить соединение, которое вам действительно нужно.

Каковы физические свойства каучука?

Это физические свойства каучука.

• Твердость
• Прочность на растяжение
• Модуль растяжения
• Элонгация
• Установка
• Сжатие
• СОЗДАНИЯ
• СООБЩЕНИЯ ИЗОСИТЕЛЬНА
• СООБЩЕНИЯ
• Сопротивление исазии
• . . В следующих статьях этой серии каждое свойство будет рассмотрено более подробно.

  Твердость

  Эластомеры имеют внутреннюю твердость из-за своей химической структуры. Эту твердость можно изменить, а обработанную твердость затем измерить в единицах дюрометра (дуро) по шкале Шора. Для мягкой и средней твердости резины используется Shore A. Профили из твердой резины твердостью 40 дуро имеют консистенцию карандашных ластиков. В 90 дуро они твердые, как хоккейные шайбы. Какая жесткость вам нужна?

  Прочность на растяжение

  Прочность на растяжение (TS) — это сила, необходимая для разрыва образца резины до его разрыва. Известная также как предел прочности при растяжении (UTS), TS измеряется либо в фунтах на квадратный дюйм (psi), либо в мегапаскалях в соответствии со стандартом ASTM D412. Для технических покупателей и проектировщиков деталей прочность на растяжение имеет значение, поскольку она представляет собой точку отказа резины, вызванную растяжением.

  Модуль упругости при растяжении

  Модуль упругости при растяжении (TM) звучит похоже на предел прочности при растяжении, но эти два свойства не совпадают. TM — это сила или напряжение, необходимое для получения процентного удлинения или деформации образца каучука. Как правило, твердая резина имеет более высокий модуль упругости. Такая резина более эластична, но также более устойчива к экструзии, процессу производства исходных материалов, используемых в индивидуальном производстве.

  Удлинение

  Удлинение представляет собой процентное увеличение (деформацию) исходной длины образца резины при приложении растягивающей силы (напряжения). Некоторые эластомеры растягиваются больше, чем другие. Например, натуральный каучук (НК) может растягиваться до 700 %, прежде чем достигнет своего предельного удлинения, т. е. в момент разрыва НК. Напротив, фторэластомеры могут разорваться при 300% удлинении. Насколько вам нужно, чтобы ваши резиновые детали растягивались?

  Упругость

  Упругость или отскок относится к способности резины восстанавливать свою первоначальную форму и размер после временной деформации, такой как контакт с металлической поверхностью. Упругость особенно важна для динамических уплотнений, компонентов, которые создают барьер между движущимися и неподвижными поверхностями. Если в вашем приложении требуется уплотнитель между дверью и дверной рамой, важно учитывать устойчивость компаунда.

  Остаточная деформация при сжатии

  Остаточная деформация при сжатии — это величина, на которую эластомер не может вернуться к своей первоначальной толщине после снятия сжимающей нагрузки. Когда резиновое уплотнение многократно сжимается с течением времени, происходит прогрессирующая релаксация напряжения. С точки зрения жизни тюленя снятие стресса похоже на смерть. Деформация при сжатии подобна самой смерти – конечный результат неуклонного снижения уплотняющей силы. Как долго вам нужно, чтобы ваша печать прослужила?

  Сопротивление разрыву

  Сопротивление разрыву описывает сопротивление эластомера образованию царапин или порезов при приложении натяжения. Это физическое свойство, также известное как прочность на разрыв, измеряется либо в фунтах силы на дюйм (фунт-сила/дюйм), либо в килоньютонах на метр (кН/м). Если вам нужна кромочная отделка, которая будет соприкасаться с грубыми металлическими краями или острыми предметами, при выборе состава учитывайте сопротивление разрыву.

  Сопротивление истиранию

  Сопротивление истиранию описывает устойчивость резины к истиранию в результате трения или царапания. В промышленности износостойкая резина используется в конвейерных лентах для перемещения угля и в насосах, перекачивающих шлам. Потерю материала из-за истирания можно измерить с помощью различных инструментов в соответствии с тестами, такими как ASTM D39.4.

  Удельный вес

  Удельный вес – это отношение веса материала к весу равного объема воды при определенной температуре. Для химиков это дает возможность идентифицировать соединения. Для технических покупателей и разработчиков деталей важно знать, что резина с низким удельным весом предлагает больше квадратных дюймов на фунт запаса. Резина с более высоким удельным весом обеспечивает преимущества в консистенции при формовании.

  Вам нужны нестандартные пломбы? Узнайте больше о физических свойствах каучука.

  У вас есть вопросы о физических свойствах каучука? Свяжитесь с Elasto Proxy для получения дополнительной информации и просмотрите короткое видео ниже, сопровождающее эту статью.

  Свойства резины, Механические свойства резины, Руководство по материалам уплотнительных колец

  Добро пожаловать в раздел «Свойства резины»

  Здесь вы найдете таблицу свойств резины для всех популярных резиновых материалов. Эта сравнительная таблица резиновых материалов дает вам ключевые факторы при выборе механических свойств резины. Используйте сравнительную таблицу каучуков, чтобы найти наиболее экономичное уплотнение. Или, что еще лучше, используйте резиновую диаграмму, чтобы найти, какой материал лучше всего подходит для вашей среды. Например, если вам нужно определить свойства резины при сжатии, устойчивость резины к атмосферным воздействиям или даже устойчивость резины к озону для ваших уплотнительных колец, вы можете найти наилучшее сочетание свойств эластомера, используя это руководство по материалам уплотнительных колец для вашего применения. Если вы ищете подробные характеристики резины, такие как характеристики растяжения в фунтах на квадратный дюйм или относительное удлинение для наших резиновых материалов, перейдите в наш раздел характеристик резины.

  ASTM D1418 Обозначение NBRSBR, BRIIRCREPM, EPDMFKMFSI, FVMQHNBRNR / IRACMSi, VMQ, MQ, MQ, PVMQ

  Нитрил

  Сополимер этилена и пропилена

  Эластомер	Буна-Н (нитрил)	Бутадиен, Стирол Бутадиен	Бутил	Хлоропрен (Неопрен®)	Этилен-пропилен	Фторуглерод (Viton®)	Фторсиликон	Гидрогенизированный нитрил	Натуральный каучук / Изопрен	Полиакрилат	Силикон
  Краткое описание	обладает хорошими механическими свойствами и высокой износостойкостью по сравнению с другими эластомерами. Нитрил не устойчив к атмосферным воздействиям, солнечному свету и озону, если только он не изготовлен специальным составом.	SBR подобен натуральному каучуку. SBR в основном используется в шинах и уплотнениях для приложений, не основанных на минеральном масле.	Бутил имеет очень низкую степень проницаемости, что делает его отличным уплотнением в условиях вакуума. Бутил также обладает хорошими электрическими и амортизирующими свойствами.	Неопрен® демонстрирует хорошую стойкость к маслам, озону, атмосферным воздействиям, старению, охлаждению и химическому воздействию. Он также имеет хорошие механические свойства в широком диапазоне температур.	обладает отличной стойкостью к жидкостям на основе эфиров фосфорной кислоты (Skydrol), тормозным жидкостям (на основе гликоля), пару, атмосферным воздействиям и озону.	Очень хорошо реагирует на воздействие озона, высоких температур, кислорода, минерального масла, синтетических гидравлических жидкостей, топлива, ароматических соединений и многих органических растворителей и химикатов. Универсальное уплотнительное кольцо.	Обладает отличной стойкостью к нефтяным маслам и топливу. Фторсиликон имеет ограниченную прочность и устойчивость к истиранию, поэтому его обычно рекомендуют только для статических применений.	HNBR обладает превосходными свойствами по истиранию, остаточной деформации при сжатии, растяжению и разрыву. В отличие от стандартных нитрилов, HNBR устойчив к озону, солнечному свету и другим атмосферным воздействиям.	Натуральный каучук/изопрен обладает превосходными динамическими свойствами. Однако он плохо переносит нефтяные масла, солнечный свет и озон.	Полиакрилат используется в таких приложениях, как трансмиссии или везде, где есть нефтяные масла и высокая температура. Обладает высокой устойчивостью к озону и атмосферным воздействиям.	Кремний демонстрирует широкий диапазон рабочих температур. Силиконы также обладают хорошей устойчивостью к озону, атмосферным воздействиям, а также являются хорошим изолятором. Однако он имеет низкую прочность на растяжение, разрыв и износостойкость.
  Эконом (Стоимость)	1	1	3	2	1	3	4	4	2	3	3
  Прочность на растяжение	1,5	1,5	2	2	1,5	1,5	3,5	1	1	3	4
  Максимальное удлинение (%)	600	600	800	600	600	300	600	340	700	600	800
  Минимальная твердость (по Шору A)	40	40	40	40	40	50	50	50	40	40	25
  Максимальная твердость (по Шору А)	90	90	80	90	90	95	80	90	90	90	80
  Устойчивость/ Отскок	2	2	4	1,5	2	2,5	2	—	1	3	2,5
  Компрессионный комплект	1,5	1,5	2,5	2,5	1,5	1,5	1,5	1,5	2	3	1,5
  Адгезия к металлам	1,5	1	2	1,5	2,5	2,5	2,5	1,5	1	2	2
  Стойкость к истиранию	2	1,5	2,5	2	1,5	2	4	1,5	1	2	4
  Сопротивление разрыву	2	2	2	2	1,5	2,5	4	2	1,5	2,5	4
  Устойчивость к атмосферным воздействиям	3	3	1,5	1	1	1	1	2	3,5	1	1
  Озоностойкость	4	4	1,5	1,5	1	1	1	2	4	1	1
  Динамические свойства	1,5	2,5	3	3	1,5	1,5	4	1,5	1	3	4
  Электрические свойства	3	2	2	3	2	3	1	3	2	3	1
  Водонепроницаемость	2	1,5	1,5	2,5	1	2	2,5	1	1	4	2
  Паростойкость	4	4	2	4	1	4	4	1	4	4	3,5
  Огнестойкость	4	4	4	2	4	1	2	4	4	4	3
  Газонепроницаемость	1,5	2,5	1	1,5	2	1,5	4	2	3	1	4
  Химическая стойкость	2,5	2,5	1	2,5	1	1	1	2,5	2,5	4	1,5
  Кислотостойкость	2,5	2,5	1,5	2,5	2	1	2,5	1	2,5	4	2,5
  Щелочестойкость	2	2,5	1,5	1,5	1	2,5	—	1	1,5	4	1
  Спирты	1,5	1,5	1	1,5	1	2,5	2	1	2	4	1,5
  Смазочные масла (нефть)	1	4	4	2	4	1	1,5	1	4	1	3
  Алифатические углеводороды	1,5	4	4	3	4	1	2,5	1,5	4	2,5	4
  Ароматические углеводороды	4	4	4	4	4	1	2,5	3,5	4	4	4
  Галогенированные углеводороды	3,5	4	4	4	4	1	3,5	4	4	3,5	4
  Эфир фосфорной кислоты (скайдрол)	4	4	2	4	1	4	3,5	—	4	4	4
  Полярные растворители (Keytones)	4	4	2	4	1	4	4	4	2,5	4	4
  Ключ:	1: Отлично 2: Хорошо 3: Удовлетворительно 4: Плохо

  10 типов резины, подробно описанных компанией Martin’s Rubber

  Опубликовано 27. 01.2020 Категория: Технические характеристики Теги: дизайн материалов, резиновые материалы

  Резина — невероятно универсальный, универсальный материал, который используется в огромном диапазоне бытовых и промышленных приложений. От натурального каучука, полученного из каучуковых деревьев, до обширного ассортимента синтетических каучуков, действительно существует каучуковый материал на любой случай. В этой статье Martin’s Rubber исследует 10 типов каучука, выделяя их преимущества, недостатки и типичные области применения.

  Как известно, резина гибкая. Не только с точки зрения его эластичных и податливых механических свойств. Потому что химические свойства каучука также делают его невероятно привлекательным для разработки широкого спектра различных типов синтетического каучука, которые сочетают в себе лучшие свойства натурального каучука с множеством полезных дополнительных свойств.

  Здесь мы более подробно рассмотрим 10 наиболее распространенных типов каучука, используемых сегодня.

  1. Натуральный каучук (NR)

  Натуральный каучук (изопрен) получают из латексного сока каучукового дерева Пара (hevea brasiliensis). Натуральный каучук обладает высокой прочностью на растяжение и устойчив к износу, например, к выкрашиванию, резке или разрыву. С другой стороны, натуральный каучук лишь умеренно устойчив к воздействию тепла, света и озона. Натуральный каучук используется в прокладках, уплотнениях, амортизаторах, шлангах и трубах.

  2. Стирол-бутадиеновый каучук (SBR)

  Стирол-бутадиеновый каучук представляет собой недорогой синтетический каучук, обладающий хорошей стойкостью к истиранию, выдающейся ударной вязкостью, хорошей упругостью и высокой прочностью на растяжение. Однако SBR обладает плохой устойчивостью к солнечному свету, озону, пару и маслам. Основные области применения стирол-бутадиенового каучука включают шины и шинные изделия, автомобильные детали и резинотехнические изделия.

  3. Бутилкаучук (IIR)

  Бутилкаучук — отличный вариант для амортизации. Он обладает исключительно низкой газо- и влагопроницаемостью и выдающейся стойкостью к нагреву, старению, атмосферным воздействиям, озону, химическому воздействию, изгибу, истиранию и разрыву. Бутил устойчив к гидравлическим жидкостям на основе эфиров фосфорной кислоты и обладает отличными электроизоляционными свойствами. Он имеет тенденцию захватывать воздух, пузыриться и расползаться во время производства. Общие области применения включают уплотнительные кольца, вкладыши для резервуаров и герметики. Его газонепроницаемость делает бутил идеальным для уплотнений в вакуумных системах.

  4. Нитрил (NBR)

  Нитрил (также известный как каучук NBR и Buna-N) является наиболее широко используемым и экономичным эластомером в промышленности уплотнений. Отчасти это связано с тем, что он демонстрирует превосходную стойкость к маслам на нефтяной основе, топливу, воде, спиртам, силиконовым смазкам и гидравлическим жидкостям. Нитрил имеет диапазон температур от -54 до +149 градусов по Цельсию и обладает хорошим балансом желаемых свойств, таких как низкая остаточная деформация при сжатии, высокая стойкость к истиранию и высокая прочность на растяжение. Не рекомендуется использовать с автомобильной тормозной жидкостью, кетонами, гидравлическими жидкостями на основе эфиров фосфорной кислоты и нитро- или галогенированными углеводородами.

  5. Неопрен® (CR)

  Неопрен®, который классифицируется как эластомер общего назначения, необычен тем, что он умеренно устойчив к нефтяным маслам и атмосферным воздействиям (озон, УФ, кислород). Поэтому он уникально подходит для определенных применений уплотнений, где многие другие материалы не годятся. Он имеет относительно низкую остаточную деформацию при сжатии, хорошую упругость и устойчивость к истиранию, а также устойчив к растрескиванию при изгибе. Неопрен® имеет тот же диапазон рабочих температур, что и нитрил, и обычно используется для герметизации хладагентов в кондиционерах и холодильных установках.

  6. Этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM)

  Каучук EPDM представляет собой универсальную резину, обладающую отличной устойчивостью к теплу, озону, атмосферным воздействиям и старению, а также низкой электропроводностью, низкой остаточной деформацией при сжатии и низкотемпературными свойствами. EPDM можно использовать в качестве экономичной альтернативы силикону, и при установке в надлежащих условиях он может прослужить долгое время до охрупчивания. Резина EPDM используется в различных областях применения в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и автомобилях, а также в уплотнительных кольцах и электроизоляционных изделиях.

  7. Силикон (Q)

  Силикон хорошо работает с водой, паром или нефтяными жидкостями. Хотя он может работать в диапазоне температур от -84 до +232 градусов по Цельсию, было показано, что силикон выдерживает кратковременное воздействие до -115 градусов по Цельсию. Силикон обладает плохой устойчивостью к разрыву, истиранию и прочности на растяжение, что делает его более подходящим для статических, а не динамических применений. Химическая стабильность силикона означает, что он широко используется в пищевой и медицинской промышленности, а также в герметиках, смазочных материалах и печатных платах.

  8. Viton® (FKM)

  Viton® — это фторэластомерный материал, пригодный для широкого круга применений. Этот прочный синтетический каучук и фторполимерный эластомер, торговая марка DuPont, обеспечивает исключительную температурную стабильность в диапазоне от -20 до +205 градусов Цельсия. Недостатки Viton® заключаются в том, что он может набухать во фторированных растворителях, относительно дорог и может быстро выйти из строя, если используется неправильный сорт. Наряду с нитрилом это один из наиболее распространенных эластомеров, используемых для уплотнений, включая уплотнительные кольца, прокладки и уплотнения.

  9. Полиуретан (AU)

  Полиуретан хорошо известен своей универсальной прочностью, а также заметной стойкостью к истиранию и выдавливанию. Уплотнительные кольца, изготовленные из полиуретанового материала, не подходят для применений, требующих хорошей устойчивости к сжатию и термостойкости. Последнее обусловлено более узким диапазоном рабочих температур от -54 до +100 градусов Цельсия. Полиуретановые уплотнительные кольца часто используются для гидравлических фитингов, цилиндров, клапанов и пневматических инструментов.

  10. Гидрогенизированный нитрил (HNBR)

  Гидрогенизированные нитриловые каучуки обладают лучшей маслостойкостью и химической стойкостью, чем нитриловые каучуки, и могут выдерживать гораздо более высокие температуры. HNBR обещает превосходную устойчивость к маслам, топливу, многим химическим веществам, пару и озону. Он также предлагает исключительную прочность на растяжение и разрыв, сопротивление удлинению и истиранию. Однако HNBR относительно дорог и обладает ограниченной огнестойкостью, плохой электроизоляцией и несовместим с ароматическими маслами и полярными органическими растворителями. HNBR широко используется в автомобильной промышленности и для широкого спектра компонентов, включая статические уплотнения, шланги и ремни, и это лишь некоторые из них.

  Для получения дополнительной информации о свойствах этих и некоторых других распространенных каучуков см. нашу Таблицу свойств материалов. Или, чтобы обсудить ваши конкретные требования к применению с одним из наших опытных технических экспертов, свяжитесь с Martin’s Rubber сегодня по телефону +44 (0) 23 8022 6330 или по электронной почте [email protected].

  Все о натуральном каучуке: свойства, области применения и использование

  Если вы хотите узнать больше о натуральном каучуке, будь то поиск или просто самообразование, эта статья для вас. Мы подготовили это краткое руководство по основам этого материала, включая его определение, свойства, способ производства и применение.

  Что такое натуральный каучук?

  Натуральный каучук состоит из длинных цепей изопренового полимера, слабо связанных между собой. Цепи снова прикрепляются, когда их разъединяют; это придает резине эластичность. В отличие от синтетических каучуков, которые производятся из нефтехимических продуктов, натуральный каучук производится из латексного сока каучуковых деревьев (хотя другие растения также производят латекс, каучуковые деревья наиболее эффективны в производстве каучука, что делает их поставщиками латекса на 99%). из натурального каучука).

  Свойства натурального каучука

  Натуральный каучук обладает гибкостью и прочностью, а также отсутствием примесей и уязвимостью к условиям окружающей среды и углеводородам. По сравнению с другими каучуками натуральный каучук является одним из самых гибких типов, он устойчив к воде и некоторым химическим веществам. Он также устойчив к порезам, разрывам, износу, усталости и истиранию с рабочим диапазоном от -58 до 212 градусов по Фаренгейту. Кроме того, он обладает высокой прочностью на растяжение и легко прилипает к другим материалам.

  Однако натуральный каучук не так эффективен при сопротивлении теплу, свету и озону, как другие каучуки, такие как неопрен. Материал также зависит от дерева, из которого он изготовлен, а также от содержания природных примесей. Хотя натуральный каучук устойчив к воде и некоторым химическим веществам, он по-прежнему уязвим для топлива, масла и неполярных растворителей.

  Как сделать натуральный каучук?

  Натуральный каучук сначала должен быть получен из каучукового дерева, а затем обработан химическими веществами и нагреванием для использования в производстве. Дерево спиливают, и сок капает в чашу. На данный момент треть латекса представляет собой каучук, находящийся в коллоидной суспензии, а еще треть — вода. Чтобы превратить латекс в каучук, латекс смешивают с муравьиной кислотой, чтобы каучук коагулировал в творог, который затем промывают и прессуют в блоки или прессуют в листы, которые затем коптят.

  Затем каучук пропускают через оборудование для жевания, чтобы сделать его более пригодным для обработки, а затем смешивают с химикатами для улучшения его свойств. Наконец, он превращается в форму путем каландрирования или экструзии, а затем вулканизируется, что делает его более прочным, эластичным и упругим. Вулканизация включает нагревание каучука с некоторым количеством серы в скороварке при температуре около 320 градусов по Фаренгейту, хотя его также можно подвергнуть вулканизации паром, микроволновой печью или отправить через псевдоожиженный слой или расплавленные соли металлов. Вулканизация сшивает молекулярные цепи полиизопрена, повышая прочность и химическую стойкость, а также устраняя липкость сырой резины. Несмотря на то, что искусственный каучук был изобретен в 1930-х годов натуральный каучук по-прежнему широко используется сегодня, составляя немногим менее половины рынка.

  Для чего используется натуральный каучук?

  Натуральный каучук используется в приложениях, требующих высокого уровня износостойкости и термостойкости. Благодаря своей прочности и сжимаемости натуральный каучук используется в инженерных целях, таких как антивибрационные опоры, приводные муфты, пружины, подшипники, резиновые ленты и клеи. Но большая часть — 50% натурального каучука — используется в высокопроизводительных шинах для гоночных автомобилей, автобусов и самолетов благодаря своей прочности и термостойкости. Он также используется в шлангах, автомобильных деталях, поролоновых матрасах и аккумуляторных ящиках.

  Однако благодаря своим адгезионным свойствам натуральный каучук также используется в резиновом цементе и материалах для стабилизации грунта, используемых вокруг новых дорог. Даже сырой каучук иногда используется для клея и как часть подошвы обуви. Кроме того, около 10% латекса, собранного с деревьев, просто перерабатывается до 60% раствора каучука для изготовления таких изделий, как латексные перчатки, или для использования в качестве покрытия.

  Заключение

  В этом руководстве обобщены определение, свойства, производственный процесс и области применения натурального каучука. Мы надеемся, что эта информация поможет вам в поиске поставщика. Для получения дополнительной информации о различных типах резины вы можете прочитать наш справочник по резине. Если вы больше заинтересованы в поиске поставщиков, мы приглашаем вас посетить сайт Thomasnet, где у нас есть профили более 70 поставщиков натурального каучука.

  Источники:

  1. https://www.cmu.edu/gelfand/education/k12-teachers/polymers/natural-synthetic-polymers/
  2. https://www.explainthatstuff.com/rubber.html
  3. https://www.britannica.com/science/rubber-chemical-compound#ref948933
  4. https://sciencing.com/properties-natural-synthetic-rubber-7686133.html
  5. https://polymerdatabase.com/Elastomers/Isoprene.html
  6. https://www.researchgate.net

  Прочие резиновые изделия

  • Типы каучука
  • Неопрен и резина — в чем разница?
  • Все о резине Epdm — свойства, применение и использование
  • EPDM и силикон — в чем разница?
  • О формованных резиновых изделиях
  • О резиновых изделиях
  • Все о нитриловом каучуке — свойства, применение и использование
  • Ведущие производители и поставщики резины в США
  • Все о бутилкаучуке
  • Все о каучуке Sbr — свойства, применение и использование

  Больше из пластика и резины

  Все о бутилкаучуке: свойства, применение и использование

  Бутилкаучук представляет собой синтетический эластомер, полученный путем объединения изобутилена и изопрена. Это был первый синтезированный каучук. Обладает хорошими амортизирующими характеристиками, низкой влаго- и газопроницаемостью и используется во многих коммерческих целях. В этой статье кратко рассказывается о материале, о том, как он сделан, и о некоторых популярных приложениях. Другие эластомеры включают EPDM, нитрил, силикон, неопрен и т. д., информацию о которых можно найти в нашей статье «Типы резины».

  Основы

  Бутилкаучук, или полиизобутилен, представляет собой виниловый эластомер, очень похожий на полиэтилен и полипропилен по своей структуре, за исключением того, что каждый второй атом углерода замещен двумя метильными группами, а не одной. Он производится с помощью процесса, называемого катионной виниловой полимеризацией, из мономера изобутилена. Обычно к изобутилену добавляют 1-2% изопрена. Реакция протекает очень быстро, поэтому ее обычно синтезируют при очень низких температурах. Добавление изопрена создает двойные связи, которые позволяют сшивать материал путем вулканизации, как натуральный каучук. Это был важный шаг в использовании исходного материала во время Второй мировой войны в качестве заменителя натурального каучука при производстве шин и гусениц танков. Полиизобутилен был впервые синтезирован в 19 г.31 и превратился в бутилкаучук в 1937 году. Скорость отверждения улучшилась в 1960-х годах с разработкой галогенированных, хлорированных и бромированных форм. Эти формы часто обозначаются аббревиатурой CIIR (для хлорированного изобутилен-изопренового каучука) и BIIR (для бромированного изобутилен-изопренового каучука).

  Проще говоря, вулканизация — это процесс, который связывает все молекулы каучука вместе, образуя одну большую молекулу, которая не плавится при нагревании и не становится хрупкой при охлаждении. Вулканизация была изобретена Чарльзом Гудиером в 1839 году.. Это термореактивный процесс, поэтому вулканизация происходит после формирования продукта.

  Преимущества

  Бутилкаучук — единственный известный эластомер, непроницаемый для газов. Материал гибкий, с хорошими характеристиками демпфирования при комнатной температуре. Этот материал биосовместим, устойчив ко многим кислотным и щелочным химическим веществам, озону, теплу и атмосферным воздействиям, а также обладает хорошими свойствами старения. Он устойчив к воздействию гидравлических жидкостей на основе сложных эфиров фосфорной кислоты и кетонов, но плохо работает в присутствии минеральных или нефтяных жидкостей, углеводородов или пламени. Обладает хорошими электроизоляционными свойствами. Бутилкаучук можно использовать при температуре от -50 до 250 ° F, но его демпфирующие характеристики ухудшаются при более высоких температурах. Он остается гибким при более низких температурах. Твердость по Шору А находится в диапазоне от 40 до 80. Краткий обзор механических преимуществ и недостатков бутилкаучука включает:

  • Компрессионный комплект: светлый
  • Рейтинг отскока: плохой
  • Стойкость к растрескиванию при изгибе: от хорошей до отличной
  • Стойкость к истиранию: от хорошей до отличной
  • Прочность на разрыв: хорошая
  • Ударопрочность: хорошая
  • Огнестойкость: низкая
  • Погодостойкость: отличная
  • Стойкость к солнечному свету: отличная
  • Озоностойкость: отличная
  • Стойкость к окислению: отличная
  • Водонепроницаемость: очень хорошая
  • Паростойкость: отличная
  • Газопроницаемость: хорошая

  Приложения

  Из-за низкой газо- и паропроницаемости бутилкаучук является важным материалом при производстве бескамерных шин, камер, камер для спортивных мячей, перчаток для перчаток и т. д. В качестве гидроизоляционного материала применяется в качестве подкладки в резервуары и пруды. Он используется в качестве герметика для мембранных крыш и в качестве герметика для утепленных окон. В сочетании с другими химическими веществами полиизобутилен используется для производства присадок к маслам и топливу, а также противозапотевающих средств для смазочных материалов для механической обработки.

  В качестве гасителя вибрации бутилкаучук используется для амортизаторов, втулок подвески и креплений кузова легковых и грузовых автомобилей. Края конуса динамика сегодня часто изготавливаются из бутилкаучука, тогда как раньше они обычно делались из пенопласта. Из материала изготавливают пробки для лабораторной посуды и медицинского оборудования. Из-за низкой проницаемости он используется для изготовления противогазов. Хотя бутилкаучук не такой мягкий и податливый, как силиконовый каучук, он достаточно гибок, чтобы обеспечить хорошее уплотнение поверхности.

  Бутилкаучук доступен в виде плит, листов и лент, а также в виде клея/герметика в тубах. Материал можно формовать (с помощью процессов переноса, литья под давлением и компрессионного формования) и экструдировать. Используется для изготовления прокладок, шлангов, уплотнительных колец и т. д.

  По сравнению с натуральным каучуком бутилкаучук дороже из-за более сложных требований к обработке. Существуют некоторые отдельные дискуссии относительно камер мотоциклетных шин из натурального каучука и бутилкаучука, поскольку считается, что натуральный каучук обладает лучшей устойчивостью к проколу и прочностью на разрыв, но камеры из бутилкаучука могут дольше прослужить между проветриваниями. Натуральный каучук, или полиизопрен, также считается устойчивым ресурсом, изготавливаемым из сока дерева Hevea brasiliensis, произрастающего в Южной Америке. Полиизопрен также может быть синтезирован с использованием процесса полимеризации Циглера-Натта.

  Бутилкаучук в пищевой форме используется для изготовления жевательной резинки. Он практически заменил камедь чиклового дерева, за исключением нескольких специальных натуральных продуктов.