Какой тип резины наиболее морозоустойчив

Содержание

1 Какой тип резины наиболее морозоустойчив

Какой тип резины наиболее морозоустойчив

Электронный научный журнал “ТРУДЫ ВИАМ”

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
«ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»
НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЦЕНТРА «КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

О Журнале
Редакционный совет
Правила направления, рецензирования и опубликования статей
Этические нормы
Открытый доступ к содержанию журнала
Свежий номер
Архив
Архив 1932-1994
Наши авторы
Контакты

Авторизация

Статьи

2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013

Представлены особенности применения морозостойких резин на основе различных каучуков в авиации и космонавтике. При эксплуатации низкотемпературных резин в изделиях для авиации и космонавтики требуются – наряду с высокими упругодеформационными характеристиками – сочетание морозостойкости с высокой озоно- и атмосферостойкостью, работоспособность во всепогодных условиях, а ряде случаев необходима и стойкость к воздействию агрессивных сред. Систематизированы особенности применения морозостойких резин, используемых в авиации и космонавтике, на основе каучуков различных типов. В проведенном исследовании определены факторы, влияющие на морозостойкость резин, изготовленных из полярных и неполярных каучуков. Выявленные в работе закономерности позволяют в максимальной степени прогнозировать свойства морозостойких резин на основе различных каучуков.

Морозостойкие резины широко применяются в различных областях техники [1–9]. Особенностью работы низкотемпературных резин в области авиации и космонавтики является сочетание морозостойкости с высокой озоно- и атмосферостойкостью, эксплуатацией во всепогодных условиях, а в ряде случаев необходима и стойкость к воздействию агрессивных сред. Влияние различных рецептурных и технологических факторов на свойства морозостойких резин рассмотрены в работе [10].

Представляет интерес систематизация особенности применения используемых в авиации и космонавтике морозостойких резин на основе различных каучуков [11–22].

Резины на основе неполярных каучуков. Число каучуков, резины из которых могут надежно эксплуатироваться при температурах -50÷-60°С, ограничено. Наиболее морозостойким каучуком общего назначения является некристаллизующийся каучук СКМС-10. Резины из него работоспособны при температурах до -70°С, однако их использование затруднено из-за неудовлетворительных технологических свойств каучука вследствие его жесткости. Некристаллизующийся бутадиен-стирольный каучук (БСК) растворной полимеризации марки ДССК-18 также обеспечивает высокую морозостойкость и не требует термопластикации, однако его промышленный выпуск в настоящее время осуществляется в ограниченном количестве.

Перспективным каучуком для работы в условиях Арктики является синтетический пропиленоксидный каучук (СКПО), который имеет низкую температуру стеклования Т_с (-74°С), малую склонность к кристаллизации и высокий коэффициент морозостойкости по эластическому восстановлению K_в=0,63 (при -50°С).

Следует отметить, что применение резин на основе неполярных каучуков общего назначения в авиации и космонавтике ограничено их низкой атмосферо- и озоностойкостью.

Резины на основе фторкаучуков. Резины на основе фторкаучуков не являются морозостойкими вследствие отсутствия двойных связей в главной цепи и наличия полярных фторсодержащих групп в боковой цепи. Однако они необходимы для экстремальных условий авиации и космонавтики, когда требуется высокая масло- и топливостойкость, а также устойчивость к воздействию высокого давления. Относительно морозостойки каучуки СКФ-260, СКФ-260В и СКФ-260 МПАН. Серийно выпускаются резиновые смеси на основе фторкаучуков 51-1742 и 51-1780, работоспособные при температуре до -40°С.

Резины на основе бутадиен-нитрильных каучуков (БНК). Морозостойкость резин на основе сульфонатных нитрильных каучуков (СКН) определяется содержанием нитрила акриловой кислоты. С увеличением его содержания морозостойкость резин падает. При этом чем ниже температура Т_с, тем хуже маслостойкость каучука и резин на его основе. Из производимых в России БНК наилучшую морозостойкость имеет каучук СКН-18 и заменивший его БНКС-18. Однако при замене эмульгатора при переходе от сульфонатного каучука (СКН) к парафинатному (БНКС) морозостойкость ряда резин снижается. Это связано не с ухудшением низкотемпературных свойств самого каучука, а с изменением структуры вулканизата в присутствии эмульгатора. Введение пластификаторов является эффективным способом повышения морозостойкости БНК. В зависимости от содержания и типа пластификатора минимальная рабочая температура резин из СКН составляет:

Температурный интервал, °С

СКН-18, БНКС-18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -45÷-55

СКН-26, БНКС-26 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -40÷-50

СКН-40, БНКС-40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -10÷-30.

Наиболее морозостойкими (работоспособны – до -55°С) являются серийные резины следующих марок: В-14-1, 7-В-14-1, 7130, 7-7130, 51-1666-2, ИРП-1353, ИРП-1352, 51-1668, 51-1683, 98-1, 4326-1 НТА, 57-037, ИРП-1078.

Резины на основе этилен-пропиленовых каучуков (СКЭП). Морозостойкость резин на основе тройного каучука (СКЭПТ) определяется происходящими процессами микрокристаллизации, скорость и степень которых тем меньше, чем выше содержание пропилена. Для получения морозостойких резин предпочтительнее выбирать каучуки с высоким содержанием пропиленовых звеньев и относительно невысокой молекулярной массой. Пластификаторами резин на основе каучуков СКЭП и СКЭПТ служат насыщенные соединения, такие как парафиновые и минеральные масла. В смесях на основе СКЭПТ применяют вулканизующие пластификаторы – низкомолекулярные полибутадиены с высоким содержанием винильных соединений и без функциональных концевых групп. На основе морозостойких смесей СКЭП и СКЭПТ, работоспособных в интервале температур от -50 до +150°С, получают серийные резины марок: ИРП-1375, ИРП-1376, ИРП-1377, 51-1481, 51-1524, 51-5015, ПС-04, 57-7018, 9123, 6235, 2682,
18-429.

Резины на основе силоксановых каучуков. Важнейшим преимуществом резин на основе силоксановых каучуков является возможность длительной эксплуатации в очень широком интервале температур: от -50÷-55 до 250–270°С (кратковременно – до 300–330°С), морозостойких композиций – от -80 до -90°С, а также стойкость к воздействию озона, влаги, УФ-излучения. Макромолекулы полиорганосилоксанов имеют форму спиралей, что обеспечивает высокую сегментальную подвижность, следствием чего являются низкие значения температуры Т_с. В то же время большая гибкость цепей и регулярность строения полисилоксанов приводят к высокой способности к кристаллизации при низких температурах. Характерной особенностью этих каучуков является повышенная способность к кристаллизации при увеличении густоты пространственной сетки до определенного предела, зависящего от типа и содержания наполнителя, а также антиструктурирующей добавки. Таким образом, морозостойкость резин на основе силоксановых каучуков полностью определяется процессами стеклования и кристаллизации каучука. Средства рецептурного управления морозостойкостью резин для данных каучуков практически отсутствуют. Высокая скорость кристаллизации полисилоксанов приводит к тому, что даже кратковременная их морозостойкость определяется не стеклованием, а кристаллизацией. Наиболее морозостойки (сохраняют эластичность до температур -80÷-90°С) резины на основе каучука СКТЭ-30, содержащие этильные звенья, а также СКТФВ-2101 и СКФВ-2103, содержащие 8–10% (мольн.) дифенилсилоксановых звеньев. Для изготовления резиновых деталей, которые должны эксплуатироваться до температур -55÷-60°С, используют резины следующих марок: ИРП-1265, ИРП-1266, ИРП-1267, ИРП-1338, ИРП-1354, ИРП-1401. При необходимости продолжительной эксплуатации деталей следует проверять их длительную морозостойкость.

Резины на основе фторсилоксановых каучуков. Особый интерес с точки зрения морозостойкости представляют резины на основе каучука СКФТ-50. При температуре -90°С они не кристаллизуются и не требуют введения пластификаторов, улучшающих морозостойкость, т. е. они не теряют морозостойкость при длительной эксплуатации. Менее работоспособны резины из каучука СКТФТ-100. Их рекомендуется использовать при температурах до -50°С, и закономерности поведения таких резин при низких температурах аналогичны закономерностям их поведения при микрокристаллизации. Все свойства резин на основе фторсилоксановых каучуков находятся в прямой зависимости от содержания в них трифторпропильных звеньев, связанных с атомом кремния. Однако увеличение содержания трифторпропильных звеньев, обеспечивающее работоспособность резин в жидких углеводородных средах, значительно снижает морозостойкость резин. У них линейно возрастает Т_с с увеличением содержания этих звеньев. Коэффициент морозостойкости по эластическому восстановлению K_в резин на основе каучуков СКФТ-50 и СКТФТ-100 при -50°С составляет 0,6 и 0,2 соответственно. Несмотря на это, резины на основе фторсилоксановых каучуков являются наиболее морозостойкими материалами для эксплуатации в топливах и других углеводородных средах. На основе фторсилоксановых каучуков производятся серийные резины марок 51-1434 (температура эксплуатации: -50÷-55°С), 51-1570 и 51-1749 (температура эксплуатации: -70°С). Выпускаются также резины марок: ФС-55-1 и ФС-55-2, предназначенные для работы при -60°С; ФС-55 и ФС-55-3 – для работы при -55°С. При необходимости продолжительной эксплуатации деталей из резин на основе каучука СКТФТ-100 следует проверять их длительную морозостойкость.

Проведенный анализ показал, что морозостойкость резин зависит, прежде всего, от типа применяемых для их изготовления каучуков (полярные и неполярные). Морозостойкость резин на основе неполярных каучуков определяется главным образом скоростью кристаллизации при отрицательных температурах. Морозостойкость резин из полярных каучуков – типом и содержанием полярных групп, а также их положением в структуре полимерной цепи. Ингредиенты резиновых смесей, такие как наполнители, пластификаторы, компоненты вулканизующей системы, во многом влияют на морозостойкость резин [10]. Таким образом, выявленные в работе закономерности позволяют в максимальной степени прогнозировать свойства морозостойких резин на основе различных каучуков.

Какой тип резины наиболее морозоустойчив

Морозостойкими являются резины на основе каучуков, имеющих низкие температуры стеклования. Например, резины на основе СКС-10 и СКД могут работать при температуре до –60°С; НК, СКБ, СКС-30, СКН — до –50°С, СКТ — ниже –75°С.

Светоозоностойкие резины

Светоозоностойкие резины вырабатывают на основе насыщенных каучуков — фторсодержащих (СКФ), этиленпропиленовых (СКЭП), бутилкаучука.

Фторсодержащие каучуки получают сополимеризацией ненасыщенных фторированных углеводородов.

Отечественные фторкаучуки выпускают под марками СКФ-32, СКФ-26; Каучуки устойчивы к тепловому старению, воздействию масел, топлива, различных растворителей, негорючи. Вулканизованные резины обладают высоким сопротивлением истиранию. Теплостойкость длительная (до 300°С). Недостатками является малая стойкость к большинству тормозных жидкостей и низкая эластичность. Резины из фторкаучуков широко применяют в авто- и авиапромышленности.

СКЭП — сополимер этилена с пропиленом — представляет собой белую каучукообразную массу, которая обладает высокой прочностью и эластичностью, очень устойчива к тепловому старению, имеет хорошие диэлектрические свойства.

Резины на основе фторкаучуков и этиленпропилена стойки к действию сильных окислителей (HNOз, Н2О2 и др.), применяются для уплотнительных изделий, диафрагм, гибких шлангов и т.д., не разрушаются при работе в атмосферных условиях в течение нескольких лет.

Хлорсульфополиэтилен (ХСПЭ) является насыщенным полимером. Его вулканизация основана на взаимодействии с группами SО2Сl и Сl. Вулканизаты ХСПЭ имеют высокую прочность (=26 МПа). Применяют эти резины как конструкционный и защитный материал (противокоррозионные, не обрастающие в морской воде водорослями и микроорганизмами покрытия, для защиты от воздействия -излучения).

Бутилкаучук (Б К) получают совместной полимеризацией изобутилена с небольшим количеством изопрена (2–3%).

В бутилкаучуке мало ненасыщенных связей, вследствие чего он обладает стойкостью к кислороду, озону и другим химическим реагентам. Каучук обладает высоким сопротивлением истиранию и высокими диэлектрическими характеристиками. Бутилкаучук — химически стойкий материал. В связи с этим он в основном предназначен для работы в контакте с концентрированными кислотами и другими химикатами; кроме того, его применяют в шинном производстве (срок службы покрышек в 2 раза выше, чем покрышек из НК).

Износостойкие резины

Износостойкие резины получают на основе полиуретановых каучуков СКУ.

Полиуретановыв 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. На основе сложных полиэфиров вырабатывают каучуки СКУ-7, СКУ-8, СКУ-50; на основе простых полиэфиров — СКУ-ПФ, СКУ-ПФЛ. Уретановые резины стойки к воздействию радиации. Резины на основе СКУ применяют для автомобильных шин, конвейерных лент, обкладки труб и желобов для транспортирования абразивных материалов, обуви и др.

Электротехнические резины включают электроизоляционные и электропроводящие резины. Электроизоляционные резины, применяемые для изоляции токопроводящей жилы проводов и кабелей, для специальных перчаток и обуви, изготовляют только на основе неполярных каучуков НК, СКБ; СКС, СКТ и v = 10 бутилкаучука.

Электропроводящие резины для экранированных кабелей получают из каучуков НК, СКН, наирита, особенно из полярного каучука СКН-26 с введением в их состав v = 10углеродной сажи и графита (65–70%).

Резину, стойкую к воздействию гидравлических жидкостей, используют для уплотнения подвижных и неподвижных соединений гидросистем, рукавов, диафрагм, насосов; для работы в масле применяют резину на основе каучука СКН, набухание которой в жидкости не превышает 1–4%. Для кремнийорганических жидкостей применимы неполярные резины на основе каучуков НК, СКМС-10 и др.

Морозостойкая резина

Мир технологий и производства давно трудно представить, чтобы он не использовал в различных своих областях такой материал, как резина. Она широко применяется и для производства товаров бытового назначения, в промышленности, для изготовления медицинского оборудования. Это материал, встреча с которым не станет сюрпризом в любой сфере деятельности человека. В свою очередь и разработчики резиновых смесей не стоят на месте, постоянно выдавая новые более совершенные продукты.

Почему выбирают резину

Композиционный материал, основой которого будет вулканизированный каучук, называется резиной. Чтобы получить продукт, наделенный определенными свойствами, в состав этой смеси добавляют другие химические элементы.

Ценным качеством резины является то, что она способна возвращаться в первоначальную форму после различных физических воздействий и деформации. В науке они получили название обратимых или по другому эластических. Процесс возврата может происходить в условиях как высоких, так и низких температур. К другим плюсам резины, как материала, можно добавить: устойчивость к различным температурным воздействиям, вредоносному влиянию агрессивных сред и ее способность работать в условиях экстремальных нагрузок.

Морозостойкая резина и коэффициент ее морозостойкости

При необходимости эксплуатации техники в режиме предельно низких температур выбирается специальная морозостойкая резина. Она способна выдержать воздействие температуры со значением от –50 градусов. Основой такого материала будут каучуки, имеющие низкую способность к стеклованию в условиях пониженных температур.

Под морозостойкостью понимается качество резиновой смеси сохранять свою эластичность в условиях пониженных температур. Способности резины в условиях такого температурного режима характеризуются несколькими показателями, такими как: морозостойкость, значение хрупкости и коэффициентом стеклования.

Показатель морозостойкости это отношение удлинений испытуемого образца при требуемой низкой температуре к удлинению его при температуре +23 градуса под действием одинаковых нагрузок в обоих случаях. Когда полученное значение выше 0,1, то испытуемая резина будет считаться морозостойкой.

Такой материал как фторсилоксановые каучуки считаются наиболее технологичными для производства морозостойкой резины. Даже при температуре –90 градусов они не подвержены кристаллизации, что позволяет не использовать дополнительные пластификаты при производстве резины.

Морозостойкие резины

Изделия из резины считаются прочными и долговечными. Но это утверждение верно только при правильном подборе марки резиновой смеси из которой они изготовлены. Важность выбора резиновой смеси уже была затронута в нашей статье. Сегодня мы обратим Ваше внимание на морозостойкие резины.

Для подобного рода материалов не существует каких-либо специфических областей применения. Из них изготавливают все виды РТИ: шины, рукава, формовые и неформовые изделия, работающие в разных средах при различных скоростях и нагрузках. Однако помимо стандартного набора требований, предъявляемых к каждому виду изделий, добавляется требование повышенной морозостойкости.

Что такое морозостойкость

Под морозостойкостью резин понимают их способность сохранять эксплуатационные свойства при низких температурах. Морозостойкость определяется совместным действием двух процессов – стеклования и кристаллизации.

При понижении температуры в резинах замедляются релаксационные процессы, уменьшается эластичность, восстанавливаемость и контактное напряжение при сжатии. А также увеличиваются жесткость, статический и динамический модули, изменяется модуль потерь. Чем ниже температура, тем значительнее эти изменения, и при температуре ниже температуры стеклования резина переходит в стеклообразное состояние.

Температура стеклования разделяет стеклообразное состояние полимера и область перехода из стеклообразного в высокоэластическое состояние. Свойства, связанные с процессом стеклования, изменяются сразу после установления в материале соответствующей температуры, что может привести к потере работоспособности резин и изделий из них.

Процессы кристаллизации и стеклования обратимы. Изменения свойств, обусловленные стеклованием, исчезают после нагревания, причем каждой температуре в переходной области соответствует свой уровень свойств.

Изменения свойств, связанные с кристаллизацией, также исчезают после нагревания, однако при температуре, иногда значительно более высокой, чем температура, при которой проходила кристаллизация. Полностью все изменения исчезают лишь при нагревании до температуры выше равновесной температуры плавления. При более низкой температуре, чем температура плавления, изменение свойств не происходит, однако при повторном охлаждении кристаллизация протекает быстрее, так как сохраняются зародыши кристаллизации.

При этом возможны три предельных случая влияния стеклования и кристаллизации на морозостойкость эластомеров:

для резин из некристаллизующихся каучуков морозостойкость определяется только замедлением релаксационных процессов, приводящим к стеклованию. К ним относятся бутадиеннитрильные, бутадиенстирольные, некоторых типы эпоксидных каучуков;
для резин из медленно кристаллизующихся каучуков морозостойкость при кратковременном воздействии низких температур («кратковременная морозостойкость») определяется стеклованием. А время работоспособности резин при температурах, более высоких, чем температура стеклования («длительная морозостойкость») – кристаллизацией. К таким каучукам относятся натуральный каучук (НК), его синтетические аналоги, бутилкаучук и полиуретанов, резины на основе смесей бутадиенового каучука (СКД) с некристаллизующимися каучуками и СКИ-3;
для резин из быстро кристаллизующихся каучуков (бутадиеновых, силоксановых) морозостойкость определяется только кристаллизацией. Нижний предел температуры эксплуатации таких резин иногда превышает температуру стеклования на 70-80°C.

Параметры, характеризующие морозостойкость

В отсутствие кристаллизации морозостойкость эластомера можно характеризовать температурой, до которой сохраняется нужный уровень физико-механических свойств, определяющих работоспособность изделия.

Морозостойкость эластомеров характеризуют также температурой хрупкости, т.е. температурой, при которой полимер разрушается в заданных условиях механического воздействия.

Для кристаллизующихся каучуков основной характеристикой морозостойкости является
время сохранения заданного уровня свойств при определенной температуре. Это время минимально при температуре максимальной скорости кристаллизации. Следовательно, определение морозостойкости резин на основе кристаллизующихся каучуков в общем случае состоит из двух частей: сначала определяют наиболее низкую температуру, при которой сохраняется необходимый уровень эластических свойств, затем время сохранения заданного уровня свойств в результате кристаллизации.

Часто для практических целей важна не только температурная граница морозостойкости, но и степень сохранения тех или иных свойств при данной низкой температуре по сравнению с этими же свойствами при комнатной температуре.

Существует ряд методов, характеризующих морозостойкость резин по их восстанавливаемости при отрицательных температурах. Они основаны на регистрации изменения соотношения между обратимой и необратимой составляющими деформации и заключаются в определении способности образца восстанавливать свои размеры после деформации. Такой подход характеризует релаксационные свойства резин и может быть использован при разных видах деформации (как при растяжении, так и при сжатии).

В России стандартизованы три метода определения относительной морозостойкости:

ГОСТ 13808-79 «Определение морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия»;
ГОСТ 13270-85 «Метод определения способности к кристаллизации при
сжатии»;
ГОСТ 408-78 «Определение морозостойкости при растяжении».

Принципы создания морозостойких резин

Выбор типа каучука

Морозостойкие резины изготавливают, как правило, из морозостойких каучуков. Для получения морозостойких резин необходимо, по возможности, выбирать каучуки с низкой температурой стеклования, в которых затруднена кристаллизация.

Введение пластификаторов

После того, как выбран тип каучука, наиболее эффективным способом снижения температуры стеклования резин является введение пластификаторов. Следует различать пластификаторы, которые понижают температуру стеклования, т.е. улучшают морозостойкость, и мягчители, которые понижают температуру текучести резиновых смесей, но не оказывают заметного влияния на морозостойкость резин.

Из всего многообразия пластификаторов для получения морозостойких резин в основном используют сложные эфиры – фталаты, себацинаты, адипинаты. При составлении рецептов резин традиционно в течение многих лет применяют дибутилфталат (ДБФ), диоктилфталат (ДОФ), дибутилсебацинат (ДБС) и ряд других пластификаторов. Их применение для других целей нецелесообразно не только из-за их относительно высокой стоимости, но и из-за снижения механических свойств вулканизатов при введении больших количеств этих пластификаторов в резиновые смеси. Чем эффективнее пластификатор снижает температуру стеклования, тем меньше он замедляет, а иногда и ускоряет кристаллизацию резин на основе кристаллизующихся каучуков.

Выбор вулканизующей группы

Правильный выбор вулканизующей группы является важным рецептурным фактором повышения морозостойкости резин. Сшивание каучуков приводит к уменьшению свободного объема и повышению температуры стеклования, снижению коэффициента морозостойкости.

Для резин на основе полярных каучуков серной вулканизации превалирует снижение коэффициента морозостойкости. А для резин пероксидной вулканизации – повышение коэффициента морозостойкости.
В случае неполярных каучуков при повышении плотности сшивания повышение коэффициента морозостойкости возникает у резин и серной, и пероксидной вулканизации.

Не все типы вулканизующих групп одинаково эффективно замедляют кристаллизацию. Для резин на основе НК, СКИ-3 и СКД наиболее сильное замедление кристаллизации достигается при использовании вулканизующих групп, приводящих к образованию полисульфидных связей и модификации цепи полимера в присутствии ускорителей типа каптакса и альтакса.

Выбор наполнителя

Влияние наполнителя на морозостойкость резин определяется особенностями структуры, возникающей при взаимодействии наполнителя с каучуком.

Между частицами активного техуглерода и каучуком образуются разнообразные связи – от слабых физических до прочных химических, а на частицах наполнителя возникает слой адсорбированного каучука. Введение техуглерода, как правило, не изменяет или незначительно повышает температуру стеклования резин, однако существенно влияет на их поведение в области перехода от высокоэластического в застеклованное состояние, т.е. при температурах выше температуры стеклования. Коэффициент морозостойкости снижается с увеличением дисперсности техуглерода и его содержания в резине, причем этот эффект заметнее для резин из неполярных каучуков. Так, введение техуглерода вызывает снижение морозостойкости резин на основе СКМС-30АРКМ-15 в большей степени, чем резин на основе СКН-26.
Для каучуков, способных к кристаллизации, влияние наполнителя на морозостойкость резин неоднозначно и связано с его воздействием на каждую стадию процесса кристаллизации.

Исследование наполненных систем на основе бутадиенового, изопреновых, хлоропреновых, силоксановых каучуков показало, что влияние наполнителя на кристаллизацию эластомеров проявляется в трех направлениях:

увеличении скорости зародышеобразования в присутствии частиц наполнителя;
ориентации молекул каучука на поверхности раздела с наполнителем;
в уменьшении молекулярной подвижности в слое каучука, прилегающем к поверхности наполнителя.

Чем сильнее взаимодействие наполнителя с каучуком, тем сильнее его влияние на кристаллизацию – как ускоряющее зародышеобразование, так и замедляющее рост кристаллов.

Смеси каучуков

В ряде случаев для улучшения морозостойкости в резиновые смеси на основе индивидуального каучука добавляют второй каучук с хорошими низкотемпературными свойствами. Как правило, большинство подобных композиций являются термодинамически несовместимыми, для них характерно наличие двух температур стеклования. Для резин из таких смесей каучуков характерна широкая переходная область из высокоэластического состояния в стеклообразное. Эта область начинается с начала переходной области каучука с наиболее низкой температурой стеклования и завершается с концом переходной области каучука с наиболее высокой температурой стеклования.

Введение второго каучукового компонента в резиновые смеси на основе кристаллизующихся каучуков широко применяется для снижения скорости кристаллизации композиций. При кристаллизации смесей кристаллизующегося каучука с некристаллизующимся система разбавляется, и кристаллизация замедляется даже в случае несовмещающихся каучуков тем больше, чем выше содержание добавки в смеси.

Морозостойкие резины области применения

Существенную роль играют конструкция и условия эксплуатации резиновых изделий. Так, при увеличении коэффициента формы изделий (отношение площадей нагруженной и свободной поверхностей недеформированного образца) уменьшаются изменения механических свойств, обусловленных протеканием процессов стеклования и кристаллизации (например, в таких изделиях как резинометаллические опоры мостов). Подобным образом решается проблема повышения герметичности длинномерных уплотнителей при их работе при отрицательных температурах. Путем выбора конструкции резинометаллических манжет, уплотняющих вращающиеся валы, можно повысить их морозостойкость. Выбор конструкции позволяет также получать изделия, работоспособные при сверхнизких температурах за счет использования различий в коэффициентах теплового расширения материалов, входящих в конструкцию.

Помимо выбора «морозостойких конструкций» создают условия, в которых от резины, по существу, не требуется сохранения эластических свойств при низких температурах (саморазогрев изделия при эксплуатации, поджатие уплотнителя, приводящее к возникновению дополнительной деформации в застеклованном материале, использование местного подогрева). Однако большое снижение предельной температуры эксплуатации при этом практически не достигается. Поэтому задача создания эластомерных материалов, обладающих высокими низкотемпературными характеристиками, по-прежнему, остается весьма актуальной.

Также у нас есть статья об особенностях создания морозостойкой резины для арктического применения.

Компания Гидросервис может произвести для вас любые резиновые изделия. Заказать РТИ можно обратившись в нашу компанию по адресу г. Казань, ул. Обнорского, д.30А. А также прислав всю необходимую информацию об интересующих вас изделиях на почту gidroservis-kazan@mail.ru или отправив образец изделия. Наши специалисты разработают необходимую документацию, подберут оптимальный для заказчика материал изделия исходя из его потребностей.

Больше новостей о группе компаний Гидросервис в наших группах в Facebook и ВКонтакте.