0 просмотров

При какой температуре горит резина

Предельные температуры резиновых уплотнений

Диапазон рабочих температур должен приниматься во внимание при проектировании, изготовлении и эксплуатации резиновых уплотнений. Приводимые в технической литературе и специализированных справочниках информация о предельных рабочих температурах резины основана на достаточно продолжительном сроке службы. Однако следует отметить, что некоторые жидкости разлагаются при температуре ниже максимальной предельной температуры эластомера, поэтому для уплотнительной системы необходимо учитывать температурные пределы как для самого уплотнения, так и для рабочей жидкости. При неудовлетворительной совместимости материала уплотнения с рабочей средой повышение температуры существенно снижает его надежность и долговечность в эксплуатации. Потеря герметичности при низких температурх может быть связана также с химическим воздействием жидкости, вызывающим усадку уплотнительного резинового кольца или манжеты.

Резины для высоких температур

Фторкаучуки [FPM] являются наиболее часто используемыми материалами для уплотнений, работающих при высоких температурах. Испытания уплотнительных изделий, изготовленных из этих эластомеров, демонстрируют срок службы до 700. 1000 часов при температуре воздуха около +200 градусов Цельсия. С повышением экстримальной температуры до +230 градусов Цельсия предельный срок службы уменьшается до 300 часов.

Влияние на работу уплотнения параметров окружающей (рабочей) среды должно быть обязательно учтено. В присутствии водяного пара фторкаучуки, как правило, имеют склонность к потере эластичности. В этих условиях эксплуатации рациональным решением является применение резиновых деталей на основе этилен-пропиленового каучука [EPM / EPDM].

Испытания на долговечность уплотнений из силиконовой резины [VMQ] подтверждают, что они обладают большей стойкостью к воздействию высокой температуры по сравнению с фторкаучуком, однако это справедливо для испытуемых образцов только при обеспечении необходимой циркуляции воздуха для их охлаждения.

Нитрильные резины [NBR / HNBR] обладают достаточно высокой термической и химической стойкостью в нефтепродуктах, имеют хорошие показатели износостойкости и применимы для уплотнений подвижных соединений. Некоторые модификации этих эластомеров способны выдерживать температуры до +135 градусов Цельсия при работе на воздухе, в маслах и нефтепродуктах.

Из чего делают термостойкую резину

Многие элементы оборудования промышленного и бытового назначения при эксплуатации подвергаются нагреванию. Вследствие этого возникает потребность в использовании упругого материала для изготовления уплотнителей, прокладок, которые смогут эффективно работать при повышенных температурах.

Они должны также выдерживать механические и атмосферные нагрузки. Идеальные возможности, позволяющие обеспечить долговременную, бесперебойную работу механизмов, демонстрирует термостойкая резина.

Силиконы и каучуки

В отличие от обычных резиновых материалов, которые в процессе длительного применения претерпевают деструкцию уже при +150 ℃, негорючая продукция выдерживает +180 и даже + 280 ℃. Термостойкость такого уровня значительно расширяет сферу применения негорючей резины.

Продукции, имеющей свойства резины, существует немало, но термостойкими считаются всего два вида – силиконовые полимеры и фторированные каучуки.

Термостойкие материалы имеют следующие достоинства:

  • инертность по отношению к большинству химических реагентов, включая агрессивные вещества;
  • сохранение свойств в вакууме, магнитном поле, под действием ультрафиолета и радиации;
  • возможность длительной эксплуатации при высоких температурах.

Силиконовые изделия дополнительно характеризуется экологической чистотой, абсолютной безопасностью. Вся термостойкая пищевая резина представляет собой кремнийорганические полимеры. Ее безопасность подтверждена результатами многократных испытаний, сертификатами международного образца.

Жаростойкая резина из фторированных каучуков при нагревании свыше 300 ℃ может выделять пары канцерогенов. Опасность испарения ядовитых веществ сохраняется даже после охлаждения полимера.

Поэтому сопроводительные рекомендации по использованию термостойких фторкаучуков обязательно содержат требование – не превышать температуру эксплуатации свыше 300 °С.

Термостойкость силиконовой продукции несколько выше. Особые виды могут сохранять свойства при +400 ℃.

Силиконовые материалы

Кремнийорганические полимеры служат основой для производства продукции авиа- и автомобилестроения, электротехники; разнообразных видов пищевого оборудования; многочисленных изделий медицинского и гигиенического назначения; детских товаров.

Термостойкая силиконовая резина выпускается в нескольких цветовых решениях, с различными показателями твердости.

Существует разные виды продукции из термостойкой резины. Монолитная силиконовая резина имеет однородную структуру, гладкую поверхность. Ее твердость по стандартной шкале Шора равна 40 единиц, плотность — 1,15 г/см 3 .

Вспененная огнестойкая резина характеризуется, по вполне понятным причинам, низкой плотностью 0,5 г/см 3 . Большое количество пор в некоторой степени снижает термостойкие свойства.

Максимальная температура, которую вспененный материал переносит без изменений, меньше, чем показатели, допустимые для монолитов.

Пористые виды термостойкой силиконовой резины имеют очень хорошую способность амортизировать благодаря наличию многих мелких полостей с воздухом.

Монолитная и вспененная продукция выпускается в виде пластин, шнуров, профилей в обычном исполнении и вместе с зафиксированной липкой лентой. Клеевой слой обеспечивает надежное крепление к основе, герметизацию стыка.

Листы, рулонный материал из термостойкой силиконовой резины имеют следующую толщину: минимум — 1 мм, максимум — 60мм. Диапазон ширины пористой листовой продукции меньше.

Минимум составляет 2 мм, максимум – 10 мм. Вспененные термостойкие профили варьируются по толщине от 10 мм до 20 мм. Самоклеящиеся виды производятся с толщиной от 1 мм до 5 мм.

Термостойкие шнуры из силикона выпускают в нескольких видах: круглыми, квадратными и прямоугольными. Самые разнообразные размеры у термостойких силиконовых профилей.

Следует перед оформлением заказов внимательно обсудить все характеристики с поставщиками.

Фторированные каучуки

Фторорганические резины (каучуки) получают полимеризацией галогенпроизводных непредельных углеводородов. В качестве мономеров используют разные вещества.

Состав, структура исходного сырья определяют цифровые обозначения в маркировке. Так, например, продукция СКФ-26 сделана полимеризацией двух мономеров: дифторэтилена и гексафторпропилена.

Удивительные эксплуатационные качества фторкаучуки приобретают после вулканизации, в процессе которой происходит упрочение молекулы полимеров сшивками.

Термостойкий продукт выдерживает действие большинства органических растворителей, минеральных кислот, масел, топлива, окислителей. В некоторых сложных эфирах, кетонах фторкаучуки растворяются.

Это свойство нашло применение на практике. Раствор полимерной массы расфасовывают в тюбики и предлагают к продаже в качестве герметиков. После выдавливания субстанции растворитель улетучивается, образуется плотный изолирующий слой.

Фторированная резина прочна, долговечна, надежна. Диапазон рекомендуемых температур включает минимальное значение минус 40 ℃, максимальное — +200 ℃.

Резины, устойчивой к повышениям температур, представлены в продаже во всем многообразии. Планируя покупку, следует в деталях уточнить все требуемые характеристики.

Изменение свойств резины в зависимости от температуры

С изменением температуры очень сильно изменяются свойства резины, причем работоспособность деталей из нее по разным при­чинам уменьшается как при нагревании, так и при охлаждении.

Как следует из рис. 11.4, с понижением температуры резины предел прочности растет, а эластичность падает и при —80°С она становится практически равной нулю.

Отметим, что прочность резины, увеличивающаяся с пониже­нием температуры в первом приближении по линейному закону (рис. 11.4), достигает при —80°С примерно такого же значения, какое при комнатной температуре имеет совершенно лишенный эластичности вулканизат — эбонит.

Таким образом, основным неблагоприятным следствием пони­жения температуры является уменьшение эластичности резины, которая по мере охлаждения приближается по хрупкости к эбони­ту. Уже при —4 °С наиболее распространенные сорта резины не спо­собны обратимо деформироваться в необходимых пределах, и толь­ко вулканизаты на базе специальных морозостойких каучуков со­храняют требующуюся эластичность при температуре —50°С и ниже. Из чего следует, что резиновые изделия в зимнее время требуют к себе пристального внимания и осторожного обращения.

Рис. 11.4. Зависимости предела прочности на растяжение σz и относительного удлинения εz ре­зины из натурального каучука от температуры

Все работы, связанные с монтажом или демонтажем резиновых деталей в зимнее время, надо проводить, предварительно прогрев их до комнатной температуры. Особенно важно прогревать пнев­матические шины, сильно охладившиеся при длительной стоянке или продолжительной остановке автомобилей на морозе. Такое нагревание происходит само по себе в процессе движения автомо­биля за счет превращения в тепло энергии непрерывного дефор­мирования перекатывающихся шин. Однако первое время после трогания с места холодные шины имеют недостаточную эластич­ность и вследствие этого легко могут быть повреждены в результа­те больших динамических нагрузок. Поэтому сначала машина дол­жна двигаться с небольшой скоростью по наиболее ровным учас­ткам местности или дороги, избегать крутых поворотов, резкого торможения и т.д.

В высшей степени осторожное обращение при зимней эксплуа­тации автомобилей требуется с деталями, изготовленными из бензо- и маслостойкой резины. По сравнению с обычной рези­ной она обладает пониженной морозостойкостью, и поэтому уже при —20 °С изделия из нее становятся хрупкими.

С повышением температуры до ПО. 120°С относительное уд­линение резины увеличивается, а при дальнейшем нагревании, как видно из рис. 11.4, начинает уменьшаться. Переход от роста относительного удлинения к его спаду объясняется наступающим при этих температурах частичным разрывом серных мостиков между макромолекулами каучука, сопровождающимся одновременным резким снижением его эластичности и повышением пластичности.

Другие важные в эксплуатационном отношении свойства рези­ны с повышением температуры изменяются только в худшую сто­рону: прочность, износостойкость и твердость уменьшаются, а ос­таточное удлинение и способность к необратимым деформациям увеличиваются. Так, нагреванию резины с 20 до 100 °С соответству­ет двухкратное и даже трехкратное снижение предела прочности на разрыв. Еще в большей степени уменьшаются в этом случае износостойкость и твердость рези­ны. В результате при повышенной температуре пробег автомобильных шин уменьшается (рис. 11.5).

Кроме того, вследствие сильно­го понижения твердости и проч­ности резины с повышением тем­пературы увеличивается возмож­ность появления надрезов и вы­рывов целых кусков протекторов покрышек при наезде автомоби­лей на всякого рода неровности и препятствия.

Рис. 11.5. Зависимость пробега шин τпр от температуры воздуха tв

Итак, все резиновые детали и в особенности те, которые де­формируются в процессе работы, нужно в некоторых случаях зи­мой подогревать, а летом охлаждать, а также принимать меры по уменьшению их нагревания. В автомобильных шинах надо поддер­живать нормальное давление и не перегружать их. Несоблюдение этих элементарных правил эксплуатации шин ведет к чрезмерно­му тепловыделению в них со всеми вытекающими отсюда вредны­ми последствиями (рис. 11.6, 11.7).

В жару летом возможно значительное нагревание и нормально накачанных неперегруженных шин. В этом случае рекомендуется для их охлаждения периодически делать в пути остановки, а иногда, чтобы не довести до аварийного состояния покрышку вслед­ствие перегрева, — идти на снижение скорости движения, от ко­торой сильно зависит тепловой режим шин (рис. 11.8).

Рис. 11.6. Зависимость температуры воздуха в шине tШ от времени про­бега τпр:

1 — при нормальном давлении; 2 — при давлении, пониженном по срав­нению с нормой на 30 %

Рис. 11.7. Зависимость температуры деталей шины tш от времени про­бега τпр при различных нагрузках:

1 — в камере; 2 — в плечевой части шины

Рис. 11.8. Зависимость температуры деталей шины tШ от времени про­бега τпр при различных скоростях:

1 — в середине беговой дорожки; 2 — в боковой части

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Нагревание — резина

Нагревание резины и пластмасс приводит к быстрому падению их предела прочности. При охлаждении эти материалы становятся хрупкими, их характеристики пластичности уменьшаются. [1]

При нагревании резин в свободном состоянии в основном протекает процесс теплового старения, ускоряемый присутствием кислорода воздуха. Такой показатель монотонно изменяется во времени. [2]

При нагревании резины в закрытом сосуде с водой и кислотными или щелочными катализаторами также может происходить деполимеризация. При; этом одновременно действуют вода, теплота и катализатор, и деполимеризация наблюдается в определенных условиях. При нагревании в запаянной трубке в течение 24 ч при 250 С композиции, содержащей кислотные или щелочные катализаторы, она разрушается и становится мягкой и непрочной. Такая же термическая обработка в шкафу, в котором проба омывается током воздуха, вызывает только небольшое повышение твердости пробы. В нейтральных композициях реакция идет исключительно медленно, даже в неблагоприятных условиях. Хотя явление деполимеризации в прошлом часто создавало трудности, в настоящее время оно весьма эффективно может быть снижено выбором состава композиций и соответствующего оборудования. [3]

При нагревании резины скорость движения молекул увеличивается, усиливается бомбардировка ориентированных цепей, что приводит к более сильному их запутыванию. Последнее означает, что длина натянутой резины при нагревании уменьшается. [4]

Допустимая температура нагревания резины зависит от состава последней и равна примерно 80 С или 100 С при кратковременном нагревании. [5]

Так как при нагревании резин может произойти ухудшение их свойств, стараются выбрать минимальное время нагревания ( 10 — 30 мин), возможно низкие температуры и такие резины, которые обладают большим плато вулканизации. В некоторых случаях резины, предназначаемые для подобных методов крепления, немного недовулканизовывают. [6]

В связи с тем, что нагревание резин СКФ с ОЭА после прессовой вулканизации не вызывает улучшения прочности и сопротивления тепловому старению ( до 150 С), дополнительное термоста-тирование резин не требуется. [7]

Под режимом девулканизации понимается продолжительность и температура нагревания резины в девулканизационных котлах. Температура и время девулканизации являются факторами, взаимно связанными и назначаются заводской лабораторией. [8]

Старение резины оценивается ухудшением свойств при эксплуатации; оно определяется по результатам нагревания резины в специальном термоконтейнере в течение 144 ч при температуре 70 С. [9]

Старение резины оценивается ухудшением свойств при эксплуатации; оно определяется по результатам нагревания резины в специальном термоконтейнере в течение 144 ч при температуре 70 С. [10]

Применение микроволн, электронного луча и ультразвуковой вулканизации было разработано для вызывания внутреннего нагревания резины вместо неэффективной передачи теплоты из вне внутрь ее. В промышленности идет напряженная работа над устранением или нахождением безопасных заменителей свинца, пылящих агентов и летучих органических растворителей, а также над усовершенствованием смесей ( компаундов) для получения лучших и более безопасных свойств при их переработке и использовании. [11]

На резине вредно отражается не только высокая, но и низкая температура, при которой резина теряет свою эластичность; высокая температура, как уже говорилось, приводит к быстрому старению резины, при котором ее ценные качества теряются окончательно; при низкой температуре происходит лишь временная утрата эластичности, которая восстанавливается после нагревания резины до нормальной температуры. [12]

Поскольку при деформации происходит выпрямление свернутых макромолекул, энтропия системы уменьшается. Следовательно, при нагревании резины должно возрастать сопротивление деформированию. Эти представления позволяют объяснить экспериментальные факты, показывающие, что с ростом температуры модуль эластичности кау-чукоподобных полимеров увеличивается. [13]

Технически важная характеристика-плато вулканизации, т.е. отрезок времени, в течение к-рого значения измеряемого параметра, близкие к оптимальным, изменяются сравнительно мало. К перевулканизации приводит продолжение нагревания резины после израсходования агента В. Перевулканизация проявляется в дальнейшем повышении жесткости вулканизата ( напр. Эти изменения св-в связаны с термической перестройкой вулканизац. [14]

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector