Библиографическое описание:

Костюченко Е. А. Модификация рецептуры резиновой смеси для производства резиноармированной детали муфты джуба // Молодой ученый. — 2015. — №24.1. — С. 35-37.

 

Эксплуатация воздушного, водного, автомобильного, железнодорожного транспорта и энергетических установок невозможно без использования долговечных и надежных резиновых, резинометаллических и резинотканевых деталей. В сельскохозяйственной технике, различных машинах и механизмах широко используют приводные ремни и рукава. В машиностроении и строительстве применяют резиновые амортизаторы, опоры и другие эластичные силовые изделия, и т.д.

Рост механизации производственных процессов в добывающей и обрабатывающей промышленности, развитие транспорта и сельского хозяйства обусловливают все увеличивающийся спрос на резинотехнические изделия.

Основными направлениями создания конкурентно-способных эластомерных материалов с заданными свойствами является регулирование состава и структуры известных типов каучуков и эластомерных материалов на их основе за счет рецептурно-технологических факторов, опираясь на полученные фундаментальные знания о процессах вулканизации, усилении и модификации, об особенностях поведения эластомерных материалов в процессе переработки и условиях эксплуатации.

К резинам, применяемым для изготовления изделий, предъявляется определенный комплекс требований в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. Диапазон требуемых свойств очень широк – механическая прочность, жесткость, эластичность, стойкость при высоких или низких температурах, стойкость к действию различных веществ (смазочных материалов, топлива, кислот, щелочей и др.), электроизолирующие свойства, нетоксичность и т.д.

На современном этапе развития резиновой промышленности для улучшения качества каучуков и резин на их основе экономически выгоден не синтез новых, а рациональное использование традиционных крупнотоннажных модифицированных каучуков. Поэтому перспективным направлением совершенствования свойств композиционных материалов является химическая модификация эластомеров как основного компонента резин.

Основные компоненты резиновой смеси 57-1016 для производства муфты резинометаллической приведены в таблице 1.

Таблица 1

Рецептура базовой резиновой смеси

Наименование ингредиентов

Массовая доля, %

Каучук СКИ – 3

37,35

Каучук СКД

6,59

Белила цинковые БЦО – М

1,32

Нафтам-2

0,44

Диафен ФП

0,88

Воск 3В-П

0,44

Масло ПН-6Ш

6,15

Углерод технический П 514

26,37

Кислота стеориновая, Т-32

0,88

Мел природнй

17,58

Сера молотая с. 9990

1,10

Масло-мягчитель

0,11

Сульфенамид М

0,79

Итого

100

 

В данной статье приводятся усовершенствования состава резиновой смеси марки 57-1016.

Предлагается замена активатора вулканизации стеариновой кислоты на карбоновую кислоту, полученную озонолизом α-олефинов.

Добавление стеариновой кислоты обуславливает повышение модуля, прочности на разрыв, твердости и эластичности вулканизатов.

Техническую стеариновую кислоту получают из растительных масел и жиров, поэтому разработка путей синтеза ее синтетических аналогов представляет практичес­кий интерес. Разработан способ получения кислот с числом углеродных атомов С17-С19 из фракции α-олефинов выпускаемых ОАО «Нижнекамскнефтехим»:

СН3(СН2)nСН=СН2CH3(CH2) n-1 COOH + CH2O

Свойства вулканизатов на основе изопренового каучука приведены в таблице 2.

Таблица 2

Свойства вулканизатов на основе изопренового каучука

Показатель

Значения

Стеариновая кислота

базового варианта резиновой смеси

Жирные кислоты С17-С19

проектного варианта резиновой смеси

Вязкость по Муни, (100оС), усл.ед.

68

65

Напряжение при удлинении 300%, МПа

7,9

8,4

Условная прочность при растяжении, МПа

28,4

30,2

Относительное остаточное удлинение, %

45

49

Сопративление раздиру, кН/м

102

103

Эластичность по откосу, %

48

50

Исследования влияния полученных карбоновых кислот и стеариновой кислоты проводили на каучуке СКИ-3.

Как видно из анализа физико-механических испытаний резин (таблица 1.2), введение карбоновых кислот С17—С19 по сравнению со стеариновой кис­лотой несколько снижает вязкость по Муни, что свидетельствует об улучшении обрабатываемости каучука при его смешивании с ингредиентами и их большей пластифицирующей способности.

Улучшаются прочностные характеристи­ки резин и эластичность, повышаются напряжение при удлинении 300 % и сопротивление раздиру. На другие характеристики резин природные и синте­тические жирные кислоты влияют практически оди­наково и полученные параметры соответствуют требованиям к этим резинам.

В качестве модификатора в данном статье предлагается ввести метакриловую кислоту с метакрилатом натрия.

Влияние модификаторов на свойства резин обычно связывается с изменением межфазного вза­имодействия техуглерод-полиизопрен.

Модификатор практически не влияют на напряжение при заданном удлинении, твердость, прочность при растяжении и динамическую вынос­ливость резин при испытании стандартными мето­дами.

По ходимости же при одновременном воздей­ствии большого статического сжатия (40 %) и высокочастотных знакопеременных деформаций сдвига (амплитуда ±37,5 %) резины с модификато­рами превосходят контрольную резину в два-три раза (таблица 1.2).

Влияние модификатора на свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе каучука СКИ-3 приведены в таблицы 3.

Таблица 3

Влияние модификатора метакриловой кислоты с метакрилатом натрия на свойстве резиновой смеси

Показатель

Резиновая смесь с сополимером метакриловой кислоты с метакрилатом натрия

Контрольная смесь без

модификатора

Минимальная вязкость по Муни (130 °С), усл.ед.

42

46

 

 

Условное напряжение при Мнении 300 %, МПа

10,8

10,9

Условная прочность при растяжении, МПа

32,4

33,0

Эластичность, %

48

47

 

Выносливость при многократных деформациях, тыс. циклов

-растяжение

-знакопеременного сдвига статически сжатых образцов

 

 

496

2023

 

 

 

483

1340

 

Резиновая смесь с модификатором имеет высокую динамическую выносливость резины с модификатором в жестких условиях эксп­луатации, когда подвижность эластомера среды при статическом сжатии образцов резко снижена ори­ентационной кристаллизацией и при динамических воздействиях в ориентационных процессах начина­ют участвовать узлы сетки, с которыми сравнялся по жесткости эластомер среды.

Проанализировав все способы производства муфты Джуба – компрессионный, литьевой, инжекционно-компрессионный, предлагается использовать литьевой способ производства, т.к. значительно сокращается длительность технологического процесса, увеличивается точность геометрических размеров деталей, повышается культура производства.

Основными стадиями производства резинометаллических изделий являются:

  1. Приготовление резиновой смеси
  2. Изготовление заготовки резиновой смеси
  3. Подготовка арматура
  4. Вулканизация
  5. Обработка изделий

На основании проведенного литературного обзора, анализа научно-технической и патентной литературы можно сделать вывод о целесообразности следующих усовершенствований состава резиновой смеси:

1. Замена стеариновой кислоты на карбоновую кислоту, полученную озонолизом α-олефинов

2. Введение модификатора метакриловой кислоты с метакрилатом натрия.

 

Литература:

  1. Гайфутдинова Э.К. Использование карбоновых кислот, полученных озонолизом α – олефинов, в резиновах смесях на основе СКИ-3/ Гайфутдинова Э.К., Береснев В.В./Каучук и резина.- 2008.- №3. с.15-16
  2. Никитин Ю.Н. О роли модификаторов в улучшении свойств наполненных резин на основе СКИ-3/ Никитин Ю.Н.// Каучук и резина.- 2010.- №6. с.45
  3. Карасева Ю.С.Влияния состава комплексной серосодержащей добавки на вулканизующую способность в резиновых смесях на основе ски-3/ Карасева Ю.С., Черезова Е.Н., Хусаинов А.Д. Изучение// Вестник казанского технологического университета . –2011. – №8. – с. 121-125.
  4. Минуленко Л.И. Активаторы вулканизации. / Л.И. Минуленко, Н.А. Бояркина, Л.Е. Заикина. // Сырье и материалы для производства РТИ. – 2001. – №3.-С. 17–22.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle