Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Губчатые резины из твердых каучуков
|
|
Губчатые резины на основе твердых каучуков получают из многокомпонентных резиновых смесей. Для изготовления губчатых резин общего назначения применяют натуральный и синтетический изопреновый каучук, бутил-каучук, бутадиеновый, бутадиен-стирольный, этнлен-пропиленовый каучуки. Губчатые резины с повышенными тепло-, морозо-, бензо-, масло- и озоностойкостью и " другими специальными свойствами изготовляют на основе кремнийорганического, бутадиен-нитрильного, полисульфидного, хлоропренового каучуков, а также фторкаучука и др.
Основные требования, предъявляемые к каучукам для губчатых резин,
— высокая пластичность (для натурального ≥ 0, 6, для синтетических ≥ 0, 4) и
однородность свойств.
Для изготовления губчатых резин с замкнутыми порами применяют
органические порообразователи («порофоры»): 2, 2-азо-бис-
(изобутиронитрил) — порофор ЧХЗ-57; диамид азо-дикарбоновой кислоты
— порофор ЧХЗ-21; ^'-динитрозопентаметилентетрамин — порофор ЧХЗ-
18; различные сульфогидразиды, например, парауретилапфенил-
сульфонилгидразид — порофор ЧХЗ-5, смесь мочевины и биурета и др.
Губчатые резины с сообщающимися пли смешанными порами изготовляют с
применением неорганических порообразователей: NaНCO3, (NH4)2C03,
смеси NH4C1 с NaNO2. Для получения некоторых губчатых резин, в
особенности с небольшой усадкой после вулканизации, часто используют
смеси органических и неорганических порообразователей. В состав
резиновых смесей для губчатых резин чаще всего вводят неактивные
наполнители (мел, каолин и др.). Для подошвенных и специальных губчатые
резины используют активные (типа ДГ-100) или полуактивные (типа ПМ-15,
ТГ-10) сажи, тонкодисперсную SiO2. Эти наполнители должны содержать
минимально возможное количество влаги. Иногда резиновые смеси наполняют измельченными отходами губчатых резин в количестве 20 -30 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. В смесях для некоторых губчатых резин применяют также органические усилители — полистирол, высокостирольные сополимеры стирола с бутадиеном, полиэтилен, полипропилен, феноло-формальдегидные смолы. Пластификаторами губчатых резин служат вазелиновое масло, различные легкие нафтеновые масла, масло ПН-6, технический вазелин и др. Фактис, кумароно-инденовые смолы, канифоль, масло ПН-6 придают губчатым резинам высокие адгезионные свойства.
Наиболее распространенные ускорители серной вулканизации губчатых резин — каптакс, альтакс, дифенилгуанидин. Для серн ой вулканизации губчатых резин из бутилкаучука используют ультраускорители — дитиокарбаматы и тиурамдисульфиды.
Вулканизующие агенты для этиленпропиленового и
кремнийорганических каучуков — opганические перекиси, для хлоропренового — производные тиомочевины. Повышенная склонность губчатых резин к тепловому и атмосферному^старению требует обязательного введения в смеси противостарителей. Наиболее широко используют N-фенил-β -нафтиламин — неозон Д, N-фенил-№-изопропил-п-фенилендиамин — продукт 4010 NA. Эти^противостарители обычно применяют в сочетании с парафином или микрокристаллическими восками. В смеси для светлых губчатых резин вводят неокрашивающие антиоксиданты.
Сыпучие ингредиенты (порообразователи, противостарители, ускорители вулканизации, сера), которые вводят в резиновую смесь в относительно небольших количествах, применяют в виде паст на основе вазелинового или других масел. Этим достигается лучшее диспергирование ингредиентов в резиновой смеси.
Типы и количество ингредиентов определяются не только технологическими свойствами смесей и требованиями к губчатым резинам (плотность, жесткость), но также и способами их вулканизации (см. ниже), от которых зависит скорость порообразования.
Получение. Технология получения губчатых резин из твердых каучуков аналогична технологии получения монолитных резин. Исключением является стадия вулканизации, которую осуществляют в прессах, автоклавах, котлах с примененном (в основном для изготовления губчатых резин с замкнутыми порами) и без применения (для получения губчатых резин с сообщающимися пли смешанными порами) внешнего давления на резиновую смесь. В первом случае сначала производят частичную вулканизацию смеси для губчатых резин под высоким давлением. При этом газы, образующиеся в результате разложения порообразователя, растворяются в смеси. Затем при пониженном давлении происходят вспенивание резины (так называемый рост) и ее довулканизация. К
технологическим процессам, в которых вулканизация опережает порообразование, относятся прессовые («запрессовка» и двухстадийный) и автоклавный («оназот»).
Способ «запрессовки», разработанный в 1948, используют для получения губчатых резин в виде пластин. Ею особенность заключается в применении заготовки резиновой смеси, высота которой несколько больше, чем у гнезда пресс-формы. Вулканизацию осуществляют при 140 — 180°С с использованием двух различных внешних давлений: высокого и низкого. Продолжительность вулканизации при высоком и низком давлениях определяет плотность губчатых резин.
Двухстадийный способ отличается от способа «запрессовки» тем, что рост губчатых резин после ее частичной вулканизации при высоком давлении происходит после извлечения губчатых резин из пресс-формы. Довулканизацию губчатых резин производят в пресс-формах, размер которых больше, чем у используемых в первой стадии вулканизации. Применение двухстадийного способа позволяет получать губчатые резины более равномерные по толщине, чем в случае их вулканизации способом «запрессовки». При получении этим способом губчатых резин с замкнутыми порами (довулканпзацию производят при повышенных температурах 170 — 200°С).
При использовании автоклавного способа «оназот» заготовку резиновой смеси определенной толщины помещают па специальном барабане в автоклав высокого давления, где смесь в течение 2 — 6 ч при 135 —140°С насыщают газом (в данном случае N2 или СО2) под давлением 20 — 30 Мн/м2 (200 - 300 кгс/см2). Затем автоклав охлаждают и снижают давление до атмосферного. Частично сформировавшуюся губчатую резину довулканизовывают в прессе или в котле в течение 20 — 60 мин при 145 — 160° С.
При использовании способов вулканизации без применения внешнего давления на резиновую смесь (или в некоторых случаях при давлении, не превышающем 0, 5 Мн/м2 (5 кгс/см2) рост губчатых резин происходит за счет расширения газов, внутреннее давление которых в смеси больше, чем внешнее. При этом порообразование происходит либо одновременно с вулканизацией, либо ее несколько опережает. К указанным способам относятся: прессовый способ «роста», автоклавный (для получения туалетной губки), различные непрерывные способы.
Прессовый способ «роста» предусматривает вулканизацию (10 — 40 мин, 140 — 170° С) резиновой смеси в пресс-форме, высота гнезда которой больше, чем высота заготовки смеси. Соотношение между этими высотами определяет плотность губчатых резин. Непрерывную вулканизацию губчатых резин (10 сек— 20 мин, 170 — 240° С) осуществляют в ваннах, заполненных расплавами металлов пли их солей, стеклянными шариками или кварцевым песком (псевдоожиженный слой), пли в камерах, обогреваемых
горячим воздухом. Для получения губчатых резин из смесей па основе кремнийорганических, фторсодержащих или других каучуков специального назначения иногда применяют радиационную вулканизацию с последующим термостатированием материала в течение 1 — 24 ч при 200 — 250°С.
Из всех перечисленных способов вулканизации наибольшее распространение получили непрерывные и прессовые способы «запрессовки» и «роста». Смеси для губчатых резин, получаемых прессовыми способами, содержат меньшие количества ускорителей вулканизации и больше порообразователей, чем смеси для губчатых резин, изготовляемых непрерывными способами. В смесях для прессового способа «роста» больше ускорителей и меньше порообразователей, чем в смесях для прессовых способов «запрессовки» и «двухстадийного». При вулканизации губчатых резин двумя последними способами возможно применение активных наполнителей (сажа ДГ-100, Si02), в то время как при использовании др. способов рекомендуются менее активные («мягкие») наполнители.
Пластичность смесей: 0, 5 — 0, 8 для губчатых резин, которые
вулканизуют способом «роста», и 0, 25 — 0, 45 для вулканизуемых способом
«запрессовки». j£
Свойства. Губчатые резины из твердых каучуков характеризуются более высокой прочностью, чем губчатых резин из латекса. Характер пор влияет на жесткость, накопление остаточной деформации при сжатии, старение и набухание в различных жидкостях, прочностные, тепло- и звукоизоляционные свойства. Для сжатия губчатых резин с замкнутыми порами требуются значительно! большие усилия, чем для сжатия губчатых резин с сообщающимися порами, но последние характеризуются меньшей остаточной деформацией после сжатия. При одинаковой плотности прочность при растяжении и остаточная деформация у губчатых резин, изготовленных по способу «запрессовки», значительно выше, чем у изготовленных по способу «роста». Губчатые резины с замкнутыми порами (плотность 0, 15 — 0, 25 г/см3) — хороший теплоизоляционный материал; коэффициент теплопроводности около 0, 044 Вт/(м·К); обладает большей прочностью, чем губчатые резины с сообщающимися порами.
Прочность, твердость, а также тепло- и звукоизоляционные свойства губчатых резин зависят от их плотности. При повышении плотности губчатых резин возрастает и их жесткость. Например, пластина из губчатой резиныс плотностью 0, 15 — 0, 50 г/см3 сжимается на 30 — 70 % при нагрузке 0, 2 Мн/м2 B кгс/см2), а с плотностью 0, 5 — 0, 85 г/см3— на 25 — 65 % при нагрузке 0, 4 Мн/м2 (4 кгс/см2).
Тип применяемого каучука определяет свето- и озоностойкость губчатых резин, их масло- и бензостойкость, адгезионные свойства, температурные пределы эксплуатации, прочностные свойства и остаточную деформацию после сжатия.
Применение. Губчатые резины из твердых каучуков применяют в качестве амортизаторов, уплотнителей, плавучих и спасательных средств, звуке- и теплоизоляционных материалов. Наиболее широко их используют для уплотнения дверей и люков автомашин, самолетов, су- судов, тракторов и др. Губчатые резины с замкнутыми порами находят широкое применение как высококачественный подошвенный материал.
|
|