Влияние условий эксплуатации на свойства резин

Пространственно-сетчатая структура вулканизированных резин опреде­ляет многие их свойства (табл. 9.6). Резинам свойственна большая обратимая деформация, достигающая 1000%, при сравнительно низких напряжениях. Структура резины и температура определяют скорость развития деформации под нагрузкой. Под действием приложенной нагрузки свернутые макромоле­кулы раскручиваются. Деформация развивается медленно и отстает по фазе от напряжения. При разгрузке резины макромолекулы принимают первона­чальную зигзагообразную форму. Наблюдается остаточная деформация ре­зины, состоящая из не успевшей восстановиться замедленной высокоэласти­ческой деформации и из деформации текучести, вызванной частичным раз­рывом поперечных химических связей при нагружении.

Удлинение, % Рис. 9.13. Диаграмма деформи­рования резины с заданной скоростью в цикле растяже­ние— восстановление

Разность работ нагружения и разгрузки количественно отражает амортизационные свойства резины (рис. 9.13). Площадь петли гистерезиса характеризует величину внут­реннего трения и степень разогрева резины при циклическом нагружении (шины, муфты, амортизаторы). Число циклов нагружения, которое выдерживает резина, не разрушаясь, называется усталостной выносливостью. Часто для амортизаторов, камер, шин используют резины на основе СКИ и натурального каучука.

Нагрев, как правило, снижает прочност­ные свойства резин (рис. 9.14). Термическая стабильность резин определяется прочно­стью химических связей в макромолекулах и их структурой. Наиболее ин­тенсивно прочность уменьшается у резины на основе хлоропрена. Органиче­ские резины после нагрева (150 °С) в течение 1—10 ч теряют прочность.

Таблица 9.6. Физико-механические свойства резни

Марка резины

15-РИ-10 14-РИ-324 3826 НО-68-1

В-14-1

ИРП-1287

ИРП-1338

Нк

Нк нк

СКН-26

Наирит + СКН

СКН

СКФ-26

СКТВ

20 17 8 9

12 12

5,0

О S а

ЕЗ

1 3

600 610—630

320 250

14 120 300

I!

30 30

20 12

10 10

I

о

I

Ре

н

45— 60

0,3—0,4 0,7—1,4 1,0—1,4

0,7—1,2

1,6-1,9 U-1,9 0,7—1,2

«U

О

-50

-55 -56 -28

-55

-50

-25 -70

III

в «8

?£&

I я ^и-5 S §

Й й о

I S §

Не стойкая

»

»

Стойкая

»

»»»

Одновременное действие на резины температуры, озона, кислорода, на­грузки, ультрафиолетовых лучей интенсифицирует развитие процессов ста­рения. Резины на основе СКТ способны длительное время работать при этой

температуре. Детали из резин на основе СКФ и СКТ — уплотни­тели подвижных и неподвижных соединений, прокладки, колпачки и т. п. — способны работать дли­тельное время при температурах до 250—300 °С.

—i------- 1----- г 2 3 4 Время, недели

Рис. 9.14. Прочность после термического старения (/ = 125 °С) резин на основе: / — хлоропрена, 2 — СКТ; 3 — бугалкаучука; 4 — СКН

При низких отрицательных температурах резины практиче­ски полностью утрачивают высо­коэластические свойства и пере­ходят в стеклообразное состоя­ние. Уровень потери свойств боль­ше проявляется в условиях сдви­га, чем сжатия или растяжения.

Под действием ионизирую­щего излучения резины стареют. Стойкость резин к радиации за­висит от природы каучука, сре­ды, состава резин (наличия антирадов). Наибольшая скорость старения под действием радиации отмечена у резин на основе СКН, СКБ, наирита и про­является в повышении их твердости и уменьшении вязкости. Более низкая скорость старения наблюдается у резин на основе НК, СКИ-3. Скорость ста­рения самым существенным образом зависит от мощности дозы облучения. В ядерной технике для изготовления уплотнительных деталей чаще применяют резины на основе СКИ и НК.

Контрольные вопросы

1. В чем заключаются преимущества и недостатки неметаллических материалов по сравнению с металлами?

2. Назовите особенности строения молекул полимеров.

3. Влияет ли форма макромолекул полимеров на их свойства?

4. Назовите признаки, по которым классифицируют полимеры. Приведите приме­ры классификации полимеров.

5. В чем состоит принципиальное отличие термопластических и термореактивных полимеров?

6. Что такое пластмассы? Их состав и свойства.

7. Приведите примеры классификации пластмасс по связующему и наполнителю.

8. Пластмассы с порошковыми наполнителями, их разновидности, свойства.

9. Газонаполненные пластмассы, их разновидности, свойства.

10. Что такое резина? Ее состав и назначение отдельных ингредиентов.

11. Сущность процесса вулканизации и его влияние на свойства резины.

12. Назовите основные виды каучуков, их состав и свойства.