0 просмотров

Основные свойства резин как конструкционного материала

Особенности свойств резин как конструкционного материала

Кроме того. Должно быть полностью исключено образование взрывоопасных концентраций газо-, паро- и пылевоздушных смесей в объеме всего помещения и отдельных

Особенности свойств резин как конструкционного материала

Другие рефераты по предмету

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Южно-Казахстанский государственный университет

Кафедра «Технология нефти, газа и полимеров»

по учебной практике

________________ Составила студент (ка)

(защищен на оценку) группы _____________

«___» __________200__г. ____________________

  1. История становления, роста и развития кафедры «Технология нефти, газа и полимеров»………………………………………………………..3
  2. Особенности свойств резин как конструкционного материала………7
  3. Общая характеристика методов испытания……………………………9
  4. Подготовка и проведение физико-механических испытаний резин. 15
  5. Приготовление резиновых смесей…………………………………….15
  6. Вулканизация…………………………………………………………. 16
  7. Приготовление образцов………………………………………………17
  8. Условия испытания…………………………………………………… 18
  9. Оформление результатов………………………………………………19
  10. Общие правила безопасности работы в лаборатории и производственных помещениях……………………………………….20
  11. Основные свойства резин и методы их определения: прочностные свойства резин…………………………………………………………..21

История становления, роста и развития кафедры

«Технология нефти, газа и полимеров«

В 1962 году в связи с необходимостью в специалистах по производству полимеров, переработке пластмасс, нефти и газа в Казахском химико-технологическом институте (КазХТИ) была открыта кафедра «Технология пластмасс» (кафедрой заведовал Мирфаизов Х.М.), а в 1968 году кафедра «Технология переработки нефти и газа» (с 1968-1976гг кафедрой заведовал д.х.н., профессор Надиров Н.К., ныне академик НАН РК).

В конце 60-х и начале 70-х годов в Западном Казахстане было начато освоение Джетыбайских, Узеньских и других новых месторождений нефти и газа, и Атырауский нефтеперерабатывающий завод (НПЗ) начал перерабатывать местное сырье. В строй действующих предприятий вступили первые заводы: г. Гурьев — завод по производству полиэтилена и полипропилена, в г. Шевченко -завод по производству полистирола и различных сополимеров, которые являлись флагманами индустрии пластмасс в Республике. По запросам производства на кафедре под научным руководством д.х.н., профессора Надирова Н.К. начались исследования по направлениям: «Каталитический крекинг керосино-газойлевых фракций Мангышлакских нефтей», «Разработка буровых растворов для нефтяных скважин», «Регенерация отхода сернокислотного алкилирования». Этот период явился началом плодотворной не только в учебно-воспитательной, но и в научном плане работы кафедры. Активно начали исследования аспиранты и сотрудники, появились первые научные публикации преподавателей кафедры по нефтепереработке, переработке полимеров.

Важным направлением в деятельности кафедры является научно-исследовательская работа под руководством д.х.н., профессора Мирфаизова Х.М. на тему: «Синтез, модификация и переработка реакционноспособных олигомеров на основе гидроксилсодержащих продуктов пентозного гидролизата — растительного материала». Эта тема относится к числу актуальных и перспективных. В первую очередь из-за богатого источника сырья — пентозансодержащих растительных материалов, которые благодаря ежегодной возобновляемости, практически неисчерпаемы.

В 1997 году в связи с реорганизацией структуры университета кафедра «Технология переработки пластмасс» и «Технология переработки нефти и газа» были объединены в одну кафедру «Технология нефти, газа и полимеров».

Кафедра в соответствии с запросами нефтеперерабатывающих предприятий Республики Казахстан расширила тематику исследований и начала заниматься комплексным исследованием новых нефтей Западного Казахстана и Западной Сибири с целью интенсификации процессов их переработки и улучшения качества получаемых из них нефтепродуктов. Одновременно проводились научные исследования по проблемам создания новых ингредиентов полифункционального действия для резин, а также по синтезу новых водорастворимых полимеров.

В результате таких широкомасштабных исследований в этот период аспиранты, научные сотрудники и преподаватели под научным руководством к.х.н., доцентов Омаралиева Т.О., Мирфаизова Х.М. защитили кандидатские диссертации: Пусурманова Г.Ж., Калдыгозов Е.К., Мадыханова К.С, Джалилов К.А., Керимбеков С.К., Евдокимов Ю.В., Палачев В.Н., Галеев Р.Г., Белоусов А.Н., Еркебаева Г.Ш., Абубакиров Р.Ш., Шалбаев Б.Б., Танашев СТ., Хлебова СВ., Долгополова В.А., Даутбаев М.Т., Сулейменов Т.С, Тасанбаева Н.Е., Сакибаева С А., Бейсебаев М.Ж., Яковлева Е.И., Ривкина Т.В., Сырманова К.К.

В этот период результаты выполненных научных исследований были внедрены на нефтеперерабатывающих заводах Атырау, Павлодара, Куйбышева, Красноводска, «Шымкентский шинный завод», завод «Электроаппарат». Профессорско-преподавательским составом кафедры «Технология нефти, газа и полимеров» опубликованы более 500 научных трудов, получено более 50 авторских свидетельств и патентов СССР и РК, в том числе 4 монографии, они выступали с докладами на международных, всесоюзных и республиканских научно-технических, научно-теоретических, научно-практических конференциях.

В результате обобщения выполненных теоретических и практических научных исследований защитили докторские диссертации Мирфаизов Х.М., Омаралиев Т.О., Калдыгозов Е.К., Сырманова К.К., Галеев Р.Г., Айтымбетов Н.Ш., кандидатские диссертации Алимбаев К.Р., Махашов Е.Ж., Дауренбек Н.М.

Профессорско-преподавательским составом кафедры разработаны государственные общеобязательные стандарты образования специальностей 390140, 390640 и 390840, типовые учебные планы и программы специальных дисциплин.

В настоящее время кафедрой заведует д.х.н. Надиров К. С. При кафедре действует аспирантура, магистратура для подготовки молодых ученых. Кафедра сотрудничает с вузами и предприятиями, такими как «Харикейн Ойл продактс», ТОО «Саудс Ойл», АОО «Казинтеркомшина», Актюбинский университет, КазНТУ им. аль-Фараби, ИХН HAH PK. Кафедрой в годы независимости Республики Казахстан достигнуты значительные успехи не только в улучшении обучения и повышения качества подготовки кадров, но и в создании учебно-методической базы и выполнении научно-исследовательской работы.

Особенности свойств резин как конструкционного материала

Резина является одним из важнейших конструкционных материалов, который находит широкое применение в различных отраслях народного хозяйства и в быту. Это обуславливается, прежде всего, ее уникальной способностью значительно деформироваться при сравнительно небольших напряжениях, изменять форму при механическом нагружении, практически сохраняя постоянный объем, восстанавливать исходную форму после удаления нагрузки, поглощать в процессе деформирования и рассеивать при последующем восстановлении механическую энергию.

По своим механическим свойствам резины и каучук отличаются от упругих тел и вязких жидкостей.

В идеально упругих твердых телах напряжение пропорционально соответствующей деформации, развивающейся мгновенно, и независит от скорости деформации. Для них характерны большие напряжения при сравнительно небольших деформациях. В вязких жидкостях напряжение определяется скоростью деформации.

Напряжение в резинах в отличие от упругих твердых тел зависит как от величины, так и от скорости деформации, т.е. в резинах сочетаются свойства упругих тел и вязких жидкостей. Основной исходный материал в производстве резины каучук, но механические свойст

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

Основные свойства резин как конструкционного материала

Промышленность переработки эластомеров (иначе резиновая промышленность) — это отрасль, основным назначением которой является переработка натурального (НК) и синтетических (СК) каучуков в резиновые изделия общего и специального назначения.

К началу XXI века мировое потребление каучуков разнообразного ассортимента превысило 15 млн. т. Каучуки в чистом виде находят ограниченное применение. Нс более 1 % их используется для изготовления клеев, изоляционной ленты, лейкопластырей. Остальная масса каучуков применяется в виде вулканизованных резин.

Понятие «резина» объединяет большую группу композиционных материалов, основным отличием которых является способность деформироваться под влиянием даже небольших внешних нагрузок и восстанавливать исходную форму после снятия значительных деформаций.

В процессе изготовления резин каучук смешивается на специальном смесительном оборудовании с рядом компонентов, каждый из которых имеет определенное назначение, и при этом получается так называемая «сырая резиновая смесь». Это достаточно пластичный материал, которому тем или иным способом можно придать практически любую форму. Форма затем фиксируется в процессе вулканизации, когда полимерная основа смеси переходит из вязкотекучего в высокоэластическое состояние вследствие сшивания макромолекул каучука. В итоге получается резиновое изделие, которое в большинстве случаев является деталью какой-либо машины или механизма, что позволяет считать резину конструкционным материалом

Вулканизованные резины обладают определенным комплексом ценных и даже уникальных свойств, которые очень хорошо охарактеризованы в высказывании одного из ведущих представителей международного института производителей каучука:

Из всех сырьевых материалов, которые требуются цивилизованному миру, резина является наиболее фантастическим материалом. Какой другой материал можно растянуть так, чтобы он вернул свою первоначальную форму? Что еще сопротивляется истиранию лучше, чем сталь? Что еще можно сделать твердым или мягким, черным или белым, жестким или растяжимым, хрупким или гибким? Что еще можно сгибать много раз и не сломать? Что еще может защитить от воды, удержать воздух, сопротивляться кислотам, изолировать электричество или стирать наши ошибки? Только вулканизованная резина!

Еще никто не знает резину по-настоящему. Если кому-нибудь вручить перечень перечисленных выше качеств и попросить сделать такой материал, нас сочтут не в своем уме.

Резина уникальна. И неизбежен единственный вывод: в природе нет больше ничего, что может занять ее место.

Таким образом, благодаря своим свойствам и возможности их широкого выбора, резина является незаменимым конструкционным материалом, применяемым во всех областях человеческой деятельности.

Механические и физические характеристики резины как конструкционного материала

Коэффициент Пуассона. Отношение относительной поперечной деформации к относительной продольной в сопротивлении мате­риалов называется коэффициентом Пуассона, представляющим третью константу материала, взаимосвязанную с Е и G. Для ре­зины, в широких пределах возможности ее деформации, коэффи­циент Пуассона и, вычисляемый по этому определению из уравне­ния

не будет константным. В зависимости от л в этом вычислении м изменялось бы, увеличиваясь при сжатии от 0,5 при л = 1 до 9, 10 при л = 0,01. Соответственно при растяжении м изменялось бы от 0,5, уменьшаясь с увеличением растяжения. Коэффициент Пуассона м’, определяемый в дифференциальной форме, с учетом изменения объема и в предположении, что в заданных граничных условиях или в пределах двух текущих их значений м’ является величиной постоянной, имеет реальное значение. Такое определение можно произвести по уравнениям

В том случае, когда dv/dh исчезающе мало, оба эти уравнения дают м’ = 0,5. Определения м’ в условиях сжатия при сухом тре­нии, произведенные автором и Н. В. Лепетовой, дали для про­изводственных резин следующие значения: резина № 1 м’ = = 0,483 / 0,485; резина № 2 м’ = 0,465 / 0,480.

Твердость резины, как и других материалов, определяется по сопротивлению вдавливанию более твердого тела. Твердость ре­зины измеряется различными методами, оценивается различными величинами и сама по себе не является расчетно-конструкторским показателем. Однако между твердостью резин и напряжением есть некоторая, хотя и ограниченная, корреляция. Так, разброс f при сжатии до л = 0,80 (замер твердости по Шору) не превышает ±20%. Для резин из натурального каучука предложена зависимость по следующему уравнению

Е по твердости для резин на основе каучуков: СКС-30, СКН-26 и НК.

Зависимость динамического модуля при ударе от числа твер­дости по ТМ-2 на ряде резин и различных каучуков показана на рис. 163.

В соответствии с методом испытания твердости вулканизатов натурального и синтетического по международному стандарту, в практику отечественной резиновой промышленности входит примене­ние твердомера ИСО с замерами глубины погружений в резину сталь­ного шарика диаметром 2,5 мм и с переводом этих показаний в шкалу градусов международной твердости от 1 до 100 (относительно близких к показаниям ТМ-2).

Наряду с этим находят применение микротвердомеры для кон­троля качества готовых малогабаритных резиновых и резинометаллических деталей. Индентором служит стальная игла с полу­сферическим наконечником. Возможность осуществления надеж­ного и несложного контроля продукции микротвердомером может сделать необязательным практикуемую в настоящее время косвен­ную оценку качества изделий с ссылкой на сдаточные нормы тех­нических условий или же сопровождение изделий образцами-спутниками для проверки по ним качества резины.

Жесткость резины. Жесткостью материала называют сопроти­вление образца деформации.

При растяжении и сжатии часто пользуются понятием отно­сительной жесткости С (или так называемым коэффициентом жесткости), представляющей собой жесткость, отнесенную к на­чальной длине стержня

Уравнение (8.32) позволяет экспериментально найти как отно­сительную жесткость С, так и жесткость образца EfS0, минуя определение модуля Ef. Для этого при заданном l0 достаточно определить Р и Аl. Как величина, прямо пропорциональная мо­дулю, жесткость является материальной характеристикой образца, имеет расчетное значение. Величина, обратная жесткости, назы­вается податливостью.

Относительная жесткость С, будучи, в свою очередь, отнесена к весу образца Q, дает его удельную жесткость.

При постоянстве s0 и l0 (или ho при сжатии), но переменном значении Ef относительная жесткость С образца резины является переменной величиной, зависящей, как и Ef, от формы и габа­ритов образца, от величины напряжения (или амплитуды в цикло­вой деформации), от скорости (или частоты) и температуры.

Относительная жесткость С, как и модуль Еj, а также и зави­сящие от модуля гистерезисные параметры ф, nK, vc изменяются (возрастают) с увеличением коэффициента формы Ф. Однако характер их изменения различный (как по видам этих параметров, так и по видам режимов) и не всегда монотонный. Увеличение коэффициента Ф характеризует возрастание жесткости образца в зависимости от его формы в любых условиях деформации, тогда как коэффициент М в уравнениях (8.14) и (8.15) отражает воз­растание жесткости образца в сложном напряженном состоянии сжатия.

Коэффициент внешнего трения резины. Механизм трения ре­зины по металлическим и другим подкладкам и величины расчет­ного коэффициента трения мT (как отношения силы трения к на­грузке Р), в зависимости от условий трения, был в последнее время предметом внимательного изучения.

По экспериментальным данным, приводим следующие формулы:

Определяемый по этим формулам; коэффициент трения мт стремится к постоянным значениям: или к 1/а при Р—>0, или к А при Р->оо. В теории, рассматривающей трение как молекулярно-кинетический процесс, предложенной Г. М. Бартеневым, учитывающей влияние скорости скольжения, температуры и величины, отражающей зависимость площади фактического контакта от нагрузки, дано новое полное уравнение

Экспериментальная проверка В. В. Лаврентьевым урав­нения Г. М. Бартенева показывгет применимость его во всей об­ласти нагрузок р от 1 до 200-10 5 Па (рис. 164).

Наличие смазки значительна снижает коэффициент трения. При водяной смазке коэффициент трения в резиновых подшип­никах составляет 0,058—0,012. Для сравнения уместно заметить, что коэффициент трения стали 1ри нагрузке 2,45-10 Н/см 2 равен 0,25. В условиях не загрязненноз абразивом смазки получены следующие данные при трении резины по стали со скоростью скольжения 0,4 м/с (табл. 8).

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector