Шины. Некоторые проблемы эксплутации и производства - Ильясов Р.С.
ISBN 5-7882-0140-3
Скачать (прямая ссылка):
Специально синтезированные олигомеры, особенно с функциональными группами, являются относительно дорогим материалом. По этой причине было бы заманчивым модифицировать шинные резины олигомерами на основе отходов нефтехимических производств. В этой связи интересным является сообщение [123] о разработанной в НПО "Леннефтехим" технологии низкотемпературной деструкции шинных отходов с получением модификатора композиционных материалов, в частности, брекерных резин. Модификатор представлял собой смесь олигомеров со среднемассовой молекулярной массой 7-20 тысяч. Брекерные смеси, модифицированные данными олигомерами, характеризовались высокой когезионной прочностью.
При производстве изопреновых каучуков в большом количестве получается пиперилен (пентадиен-1,3) - побочный продукт, содержащийся в кубовом остатке ректификации изопрена. Известна олигомеризация пиперилена, проводимая в присутствии катализаторов А1С13 и комплекса NiCl2 AlCl3. При определенных условиях можно получать линейные олигопипери-
143
лены с молекулярной массой 1000-5000, представляющие собой вязкую светло-коричневую жидкость. Данные олигомеры исследовались в качестве пластификаторов каучука СКД [124]. Опытные смеси изготавливались на вальцах при 30-40° С, дозировка олигомера варьировалась от 5 до 20% масс.
На основании полученных данных сделан вывод, что наибольшим модифицирующим эффектом обладает олигомер пи-перилена с молекулярной массой 1000 при содержании 10 масс.ч. в каучуке. Модифицирующий эффект при замене масла ПН-6 проявляется в снижении усадки при каландрировании, увеличении сопротивления подвулканизации, в возрастании условной прочности при растяжении и сопротивления раздиру. Надо отметить, что замена масла ПН-6 на олигомер пипериле-на несколько ухудшает вязкостно-пластические свойства резиновых смесей. Несколько работ посвящено изучению оксидированных олигодиенов пипериленовой фракции [125, 126]. В обоих работах отмечается улучшение адгезии. Особенно привлекателен факт увеличения адгезии [125] резины из бутилкау-чука к латуни в 1,6-1,8 раза, так как хорошо известно, что одним из сдерживающих факторов выпуска автомобильных камер из бутилкаучука является невысокая величина адгезии этих резин к пятке вентиля. В работе [126] наблюдалось также возрастание прочностных характеристик резин, термостойкости и усталостной выносливости при многократных деформациях.
Упомянутые олигомеры оксидированного пиперилена, но уже металлсодержащих (0,7-1,2 %), использованы в патенте [127] для модификации изопренового каучука на стадии введения в него стабилизатора в процессе синтеза. Итоговое содержание металла (Ni, Со, Mn, Mg) в каучуки составляет 0,001-0,015 %.
На ОАО "Нижнекамскшина" были проведены широкие производственные испытания протекторных и брекерных резин, модифицированных олигомерами пиперилена и сополимера пиперилена с винилацетиленом. Выяснилось, что олигоме-
144
ры пиперилена в количестве до 3 масс.ч. существенно повышают пластичность, уменьшают вязкость по Муни и эластическое восстановление. Сопротивление подвулканизации и скорость вулканизации практически не изменились. Существенно возросло сопротивление раздиру и стойкость к многократному растяжению. Остальные показатели находятся на уровне эталонных резин. Дальнейшее увеличение содержания олигомера пиперилена резко снижает модуль упругости при 300% удлинении, практически не влияя на пластоэластические свойства резиновых смесей. В таблице 2.69 приведены свойства резиновой протекторной смеси автопокрышки 165/70Р-13 и резины на ее основе, модифицированные олигопипериленом и его сополимером.
Таблица 2.69 Результаты расширенных испытаний протекторной смеси а/п 165/70Р-13 и резины на ее основе с добавлением олигопип ери лена или сополимера пиперилена с винилацетиленом
Показатель Серий- ный обра- зец Олигопиперилен, масс.ч. Сополимер пиперилена с винилацетиленом, масс.ч.
3,0 5,0 8,0 3,0 5,0 8,0
Резиновая смесь
Пластичность 0,32 0,34 0,34 0,36 0,36 0,36 0,34
Эластическое восстановление, мм 1,10 1,05 1,25 1,08 1,23 1,13 1,15
Вязкость по Муни 63,5 59,0 58,0 56,0 58,0 55,0 57,0
Сопротивление подвулканизации при 130° С:
Wmhh, ед. Муни 46,5 42,0 41,0 38,5 40,5 39,5 36,5
Тб, мин 22,0 22,2 20,3 21,1 22,0 24,5 24,3
Тз5, мин 26,0 27,2 26,0 27,4 27,6 29,9 29,5
Когезионная прочность, МПа 0,52 0,55 0,54 0,50 0,52 0,49 0,47
145
Продолжение таблицы 2.69
П оказатель Серий- ный обра- зец Олигопиперилен, масс.ч. Сополимер пиперилена с винилацети-леном, масс.ч.
3,0 5,0 8,0 3,0 5,0 8,0
Свой< Условное напряжение при 300 % удлинении, МПа ;тва вулк 10,4 ;анизат< 8,5 эв, 155° 8,0 х 25' 6,9 7,3 6,6 6,1
Условная прочность при растяжении, МПа 20,8 20,8 20,0 18,8 20,35 19,8 19,2
Относительное удлинение, % 510 590 580 600 610 630 660
Сопротивление раздиру, кН/м 67 72 75 66 71 72 76
Коэффициент теплостойкости при 100° С: - по условной прочности 0,63 0,56 0,55 0,53 0,53 0,52 0,55
- по сопротивлению раздиру 0,26 0,24 0,25 0,26 0,26 0,26 0,28
Коэффициент теплового старения по условной прочности, 100° С х 72 ч. 0,93 0,83 0,87 0,87 0,90 0,92 0,97
