Шины. Некоторые проблемы эксплутации и производства - Ильясов Р.С.
ISBN 5-7882-0140-3
Скачать (прямая ссылка):
В ряде работ проведены исследования, позволяющие проследить влияние химического строения функциональной группы олигомера на вулканизационные характеристики резиновых смесей. Так, в работе Давыдовой и др. [112] установлено, что олигомеры, содержащие гидроксильные группы, в большей степени увеличивают скорость серной вулканизации смеси на
136
i
основе СКИ-3, нежели олигомеры с концевыми гидразидными группами. Выяснилось, что индукционный период определяется в первую очередь фазовой структурой композиции, на характер которой влияет молекулярная масса олигомера. Скорость процесса структурирования в большей степени определяется природой совмещаемых каучука и олигомера. Применение олигомеров с гидразидными группами в протекторах крупногабаритных шин позволяет повысить их работоспособность при одновременном снижении содержания натурального каучука [113, 114]. В более полной работе эти же авторы привели уже подробные данные по использованию олигомеров с гидразидными группами [115]. В качестве олигомера был использован олигоизопрен с концевыми гидразидными группами:
[H2NHNCOC(CH3)2-]2 [-СН2 С(СН3)=СН-СН2-]„
Молекулярная масса олигомера составляла 2950, содержание гидразидных групп 4%, среднечисленная функциональность 1,94, вязкость при 25° С 45,0 Па.с. В качестве удлинителя цепи и структурирующего агента олигомера применялся бисмалеи-мид следующего вида:
СО СО
со со
Как показывают данные таблицы 2.68, эффективность модификации наполненных резин олигомерами с гидразидными группами проявляется в существенном повышении прочностных свойств при воздействии локальных нагрузок (сопротивление раздиру), термостойкости, сопротивления тепловому старению, улучшается усталостная выносливость.
137
Таблица 2.68
Результаты сравнительных испытаний резин, содержащих олигоизопрен с гидразидными группами (СКИ-ГД)
Характеристика Номер образца
1 2 3 4
Состав резиновой смеси, масс, ч.: СКИ-3 100 100 30 30
НК - - 70 70
ПН-бш - - 8 -
СКИ-ГД - 10 - 10
МФБМ - 1,4 - 1,4
П234 - - 52 52
Показатели вулканизатов: Условная прочность при 300 % удинении, МПа 1,8 1,7 16,3 16,7
Условная прочность при растяжении, 20 °С, МПа 19,4 21,4 24,5 25,3
Условная прочность при растяжении после 72 ч. при 100 °С, МПа . _ 12,8 15,1
Относительное удлинение, % 635 710 440 475
Сопротивление раздиру, Кн/м 22 49 102 130
Усталостная выносливость при многократном растяжении на 150 %, тыс. циклов 5,8 37,4 17,0 40,0
Сопротивление разрастанию трещин (до 12 мм) при многократном изгибе, тыс. циклов 35 143 73 322
Обстоятельное исследование влияния химической природы функциональных групп олигомера проведено в работе Кур-лянда с соавторами [116]. Объектами исследования служили полученные свободнорадикальной полимеризацией олигомеры с различными статистически распределенными по цепи и концевыми функциональными группами: карбоксильными, эпоксидными, гидроксильными, амидными, амидооксидными, гидразидными и гидразонными. Большинство олигомеров выполняло роль пластификаторов, снижая вязкость по Муни и улучшая технологические свойства: повышая пластичность и уменьшая
138
I
склонность к подвулканизации. Олигомеры с концевыми амидными, гидразидными и гидразонными группами вызывали существенный рост когезионной прочности резиновых смесей.
По величине обобщенного показателя П, представляющего собой произведение ак Е3оо- <TZ N (ак - когезионная прочность резиновой смеси; Езоо- условная прочность при 300% удлинении резины; ог - сопротивление раздиру; N - динамическая выносливость - все показатели приведены к показателям из натурального каучука, для которого они взяты за единицу), наилучшие значения достигнуты у СКИ-3 с олигомерами, имеющими концевые гидразидные (П=0,95) и гидразонные группы (П=1,56) при дозировке 5 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука. Помимо олигомеров с вышеперечисленными концевыми функциональными группами, в работе [117] был исследован блок-сополимер бутадиена с изопреном (80:20) молекулярной массы 3000-4000 и имеющий концевые изоцианатные группы (ОДДИ) с содержанием NCO - групп 2,4 масс. %. Кроме того3были изучены уже известный олигомер на основе изопрена с концевыми гидразидными группами (СКИ-ГД с содержанием CONHNH2 - групп 3,74 масс. %) и блок-сополимер, аналогичный СКИ-ГД, но без концевых NCO-групп (ПДИ-О). Исследования были проведены на резиновых смесях протекторного типа с модификатором РУ-1 или без него (СКИ-3-100 масс.ч.; тех. углерод - 52 масс.ч.). Оказалось, что резиновые смеси, содержащие СКИ-ГД в отсутствии РУ-1, характеризуются существенно большей вязкостью по Муни и склонностью к преждевременной подвулканизации. Смесь с ПДИ-0 без РУ-1 отличается повышенной пластичностью и несколько меньшей, чем у эталонной смеси, вязкостью по Муни. Технические свойства резин без РУ-1 показывают, что Езоо уменьшается в ряду: эталон = СКИ-ГД > ПДИ-0 > ОД ДИ, а твердость снижается в ряду СКИ-ГД > ОДДИ> эталон ~ ПДИ-О. Модификация протекторных резин любым из исследованных олигомеров практически не влияет на эластичность, термостой-
139
кость и стойкость к тепловому старению и несколько повышает относительное и остаточное удлинение, а также сопротивление раздиру. Значения К и Е (модули внутренний и динамический) и отношение К/Е увеличиваются при введении олигомеров с функциональными группами, а при использовании ПДИ-О, наоборот, К и Е уменьшаются. Независимо от природы олигомера существенно улучшается сопротивление многократному растяжению и разрастанию трещин.
