Виды резины и их применение
11.05.11 11:02
Резина делится на пористую и непористую (монолитную), в зависимости от ее структуры.
На основе бутадиенового каучука изготавливается непористая резина. Благодаря высокой стойкости резины к истиранию, срок службы подошвенной резины в 2-3 раза больше, чем срок износа аналогичной кожи. Резина не пропускает воду и почти не набухает в ней. При растяжении, граница прочности резины несколько меньше, чем у натуральной кожи, зато при разрыве, ее удлинение в несколько раз превышает удлинение натуральной кожи для подошв.
По теплопроводности и морозостойкости, резина несколько уступает коже. Это снижает теплозащитные свойства обуви. Резина полностью паро- и воздухонепроницаема. Ее используют для производства набоек, формованных подошв, каблуков, накладок, полукаблуков и многих других деталей низа обуви. Непористая резина различается как кожеподобная, транспарентная и подошвенная.
Некоторые виды пористых резин применяют в производстве подошв и танкеток для зимней и весенне-осенней обуви.
Кожеподобная резина – резина, которая применяется для изготовления низа обуви. Она вырабатывается на основе каучука, с повышенным (до 85 %) содержанием стирола. Высокое содержание стирола в данном случае придает резинам твердость, что позволяет снизить их толщину до 2,5 -4,0 мм, не теряя отличных защитных функций. Потребительские качества кожеподобной резины во многом похожи на качества натуральной кожи. Резина обладает высокой пластичностью и твердостью. Эти качества позволяют создавать подошву обуви любой формы. При отделке обуви, она отлично окрашивается. Кожеподобная резина, благодаря устойчивости к многократным изгибам и деформациям, хорошей сопротивляемости к истираниям, имеет отличную износоустойчивость.
При отсутствии покраски носовой части обуви, срок носки этой обуви с подошвой, изготовленной из кожеподобной резины, составляет 179 — 252 дня. Существенным недостатком такой резины, являются ее низкие гигиенические качества — она воздухонепроницаема, негигроскопична и имеет высокую теплопроводимость.
Кожеподобная резина производится трех видов: пористой структуры, имеющую плотность 0,8—0,95 г/см3, непористой структуры с плотностью 1,28 г/см3, пористой структуры с волокнистым наполнителем, плотность которых не выше 1,15 г/см3. «Кожволон» — это и есть пористые резины с волокнистыми наполнителями. Они имеют большое внешнее сходство с натуральной кожей. Волокнистый наполнитель в такой резине повышает ее теплозащитные свойства. Данные резины выделяются отличным внешним видом, хорошей эластичностью и легкостью. Их применяют в производстве весенне-осенней и летней обуви, делают каблуки и подошвы.
Транспарентная резина — это материал с высоким содержанием натурального каучука. Имеет полупрозрачный внешний вид. Этот вид резины по износоустойчивости превосходит остальные виды резин, отличается высокой твердостью и повышенной стойкостью к истиранию. Транспарентные резины изготавливают в виде готовых подошв с каблуками, которые имеют глубокую рифленость на ходовой стороне. Стиронип – одна из разновидностей транспарентных резин, которая местит в себе еще большее содержание каучука. Он применяется для изготовления обуви клеевого метода крепления. У стиронипа показатели по сопротивлению к многократной деформации и изгибам в 3,5 раза превышают показатели обычных непористых резин.
Резины пористой структуры содержит замкнутые поры. Объем самих пор зависит от вида резины, и может достигать от 20% до 80% от общего объема. Перед непористыми резинами, пористые резины имеют ряд преимуществ. У них повышенная упругость, мягкость, отличная гибкость и высокие амортизационные свойства. Среди недостатков, стоит отметить, способность окрашиваться при ударах в носочной части и склонность давать усадку. Чтобы повысить твердость пористых резин, в процессе производства в их состав добавляются полистирольные смолы.
На сегодняшний день постоянно осваиваются все новые и новые виды пористых резин. Среди них вулканит и порокреп. Вулканит обладает отличное теплозащитой и износоустойчивостью. Это пористая резина с волокнистым наполнителем. К преимуществам порокрепа относятся его эластичность, повышенная прочность и красивый цвет. В основном, пористые резины применяют для производства подошв для зимней и демисезонной обуви.
Еще статьи:
| Полимербетон< Предыдущая | Следующая >Резина |
|---|
www.koros-plast.ru
Резина и ее применение
В машиностроении часто используется резина — сложная смесь, в которой основным компонентом является каучук. Резина обладает высокой эластичностью, которая сочетается с рядом других важнейших технических свойств: высоким сопротивлением разрыву и истиранию, газо- и водонепроницаемостью, химической стойкостью, высокими электроизоляционными свойствами и малым удельным весом. К недостаткам резины относятся ее невысокая теплостойкость и малая стойкость к действию минеральных масел (за исключением специальной маслостойкой резины).
Применение резины. Резиновые изделия находят самое широкое применение во всех отраслях народного хозяйства. Ассортимент резиновых изделий исчисляется в настоящее время десятками тысяч наименований. Основное применение резина находит в производстве шин.
Кроме шин, в автомобиле насчитывается около 200 самых различных резиновых деталей: шланги, ремни, прокладки, втулки, муфты, буфера, мембраны, манжеты и т. д.
Резина обладает высокими электроизоляционными свойствами, поэтому ее широко применяют для изоляции кабелей, проводов, магнето, защитных средств — перчаток, галош, ковриков.
Состав резины. В состав резины входят каучук, регенерат, вулканизирующие вещества, ускорители вулканизации, наполнители, мягчители, противостарители, красители. Каучук натуральный и синтетический является основным сырьем для получения резиновых изделий. В настоящее время резиновые материалы преимущественно производятся из синтетического каучука, который добывается из этилового спирта, нефти, природного газа и других веществ.
Регенерат — пластичный материал, получаемый путем переработки старых резиновых изделий и отходов резинового производства. Применение регенерата уменьшает содержание каучука в резиновой смеси, снижает себестоимость резиновых изделий и несколько повышает их пластичность.
Основным вулканизирующим веществом является сера. Изменяя количество серы в составе резиновых смесей, можно получить резину, обладающую различными степенями эластичности. Процесс химического соединения каучука с серой при нагревании называется
Наполнители бывают активные, неактивные и специальные. К активным наполнителям (усилителям) относятся сажа, цинковые белила, каолин и другие вещества, повышающие механические свойства резины (прочность на разрыв и сопротивление истиранию). Сажа является основным наполнителем для получения прочной резины, обладающей высоким сопротивлением истиранию. К неактивным наполнителям относятся тальк, мел, инфузорная земля и др. Их вводят с целью увеличения объема и удешевления резины. К специальным наполнителям относятся каолин и асбест, придающие резине химическую стойкость, и диатомит, повышающий электроизоляционные свойства резины.
Мягчители (пластификаторы) придают резиновой смеси мягкость, пластичность и облегчают ее обработку.
Противостарители — это вещества, предохраняющие резину от старения.
Основные виды резин. Армированной называют резину, внутрь которой введены прокладки из металлической сетки или спирали с целью повышения прочности и гибкости, что особенно важно для таких изделий, как автомобильные шины, приводные ремни, ленты транспортеров, трубопроводы и т. д. При ее приготовлении в резиновую смесь закладывают металлическую сетку, покрытую слоем латуни и обмазанную клеем, и подвергают одновременному прессованию и вулканизации.
Пористые резины по характеру пор и способу получения разделяются на губчатые — с крупными открытыми порами, однородные ячеистые — с закрытыми порами и микропористые. Способ их получения основан на способности каучука абсорбировать газы и на диффузии тазов через каучук. Пористая резина применяется при изготовлении амортизаторов, сидений, оконных прокладок, протекторных слоев покрышек.
Твердая резина, или эбонит, имеет темно-коричневую или красную окраску, теплостойкость от 50 до 90°С, выдерживает высокое пробивное напряжение (25— 60 кВ/мин).
Эбонит применяется для изготовления конструкционных деталей, измерительных приборов и различной электроаппаратуры и поставляется для этих целей в виде пластин, прутков и трубок двух марок: А и Б. Кроме этого, выпускаются, эбонитовые аккумуляторные моноблоки, сепараторы (в виде гладких и ребристых пластин) и различные детали для щелочных аккумуляторов.
Мягкие резины — это подавляющее большинство резин с самой различной твердостью, применяемые в производстве изделий промышленной техники, изделий широкого потребления и изделий электроизоляционного назначения.
Возможно, Вас так же заинтересует:mse-online.ru
Какие бывают разновидности шин для автомобилей
Тип автомобильных шин влияет на сцепление колес с дорожным покрытием. Различные виды автопокрышек, отличаются не только размерами изделия, но и имеют принципиальные отличия в протекторном слое (высота, ширина канавок, рисунок), составе резиновой смеси, конструкции изделия. Правильно подобранные покрышки обеспечивают безопасность, комфорт езды, управляемость и проходимость.
Различия в рисунке протекторного слоя
Различные типы рисунка протекторного слояСовременные автопокрышки имеют радиальное строение каркаса: нити кордового слоя расположены перпендикулярно окружности колеса. Есть автошины с диагональным строением: нити корда расположены внахлест друг на друга и под определенным уклоном. Второй вид шин встречается редко, многие производители отказались от выпуска диагональных шин из-за неустойчивости каркаса.
В зависимости от вида рисунка протекторного слоя разделяют автошины:
- С направленным рисунком. Маркируется такой протектор стрелочкой с направлением движения колеса, а также словом «Rotation». При покупке таких изделий необходимо учитывать, что нельзя переставлять колесо с левой стороны авто на правую без перебортирования колеса и наоборот. Возникают сложности и с «запаской»: заранее предугадать с какой стороны автомобиля колесо потребует замены невозможно, а при установке в форс-мажорных ситуациях запасного колеса на неверную сторону (левого на правую и наоборот), даже на маленькой скорости передвижения возникает эффект аквапланирования.
- Имеющие ненаправленный рисунок протекторного слоя. Указанные автопокрышки являются универсальными, их можно ставить с любой стороны машины.
- Асимметричные. Протекторный слой разделен на две части, отличающиеся рисунком и степенью жесткости. Первая часть рассчитана на дождливую погоду, вторая — сухую. Маркируются изделия надписями Outside и Inside (либо Side Facing Out и Side Facing Inwards), указывающими наружную и внутреннюю стороны. Указанные автопокрышки бывают двух видов: с направленным и ненаправленным рисунком протекторного слоя. Первый вариант встречается очень редко, большинство производителей авторезины сняли асимметричные шины с направленным рисунком с производства.
- Симметричные. Рисунок протекторного слоя состоит из двух одинаковых половинок. Такая конструкция обеспечивает хорошую устойчивость городских и компактных автомобилей при езде по ровной поверхности дороги. При этом конструктивные особенности авторезины не дают сделать ее поведение оптимальным для перемещения автомобиля по влажной дороге.
Рекомендуем посмотреть видео о правильном выборе рисунка протектора шин:
Сезонность автопокрышек
Отличия протектора автошин в зависимости от сезонности резиныТипы шин для автомобилей разделены в зависимости от сезона их использования на три группы.
Летние автошины обеспечивают должное сцепление колес с асфальтом, нагретым до высокой температуры. Они имеют большой индекс скорости, обладают увеличенной стойкостью к износу при воздействии абразивных частиц дорожного покрытия. При снижении температуры до +7 0С и меньше такая авторезина начинает утрачивать свои изначальные характеристики, ее эластичность падает, снижается управляемость автомобилем. Шины, разработанные на лето, во время минусовых температур за бортом авто начинают «дубеть».
Зимняя авторезина, рассчитана на применение в условиях минусовых температур. Отличается узкими канавками протекторного слоя, достаточно мягкая, позволяет ездить на заснеженной либо обледененной поверхности. При возрастании температуры выше +90С шины, разработанные на зиму быстро истираются и становятся непригодными к использованию. Их небезопасно применять при очень высоких температурах, они могут расплавиться при езде по раскаленному асфальту.
Различают такие типы зимних шин для автомобилей:
- Ошипованные на их поверхности присутствуют специальные шипы, для увеличения проходимости машины по заснеженной либо обледененной дороге. При этом ламели, характерные для обычной резины отсутствуют. Применять шипованные покрышки без необходимости не стоит: шипы могут вырываться с мест крепления, а также способны повредить асфальтированную поверхность дороги.
- Шипуемые. На поверхности указанных автопокрышек расположены специальные отверстия для установки шипов. Приобретая такие автошины учитывайте: ошиповать легко новую резину, протекторный слой которой не истерт, в противном случае подобрать высоту шипов можно в определенных рамках в зависимости от остаточной высоты протекторного слоя.
- Фрикционные покрышки. У таких изделий рисунок протекторного слоя имеет яркий волнообразный характер. Автолюбители именуют указанные автошины «липучками» за их способность прилипать к дорожному покрытию. При минусовых температурах эти шины обеспечивают хорошее сцепление с обледененной поверхностью, гарантируют хорошую устойчивость транспортного средства. Они разделяются на резину скандинавского и европейского типа. Первый вид рассчитан на суровую зиму, в состав такой резины многие производители домешивают силику, обеспечивающую большую устойчивость автомобиля при езде по льду. При этом, маневрирование на асфальтированной поверхности затруднено из-за мягкости резины, резкое торможение может привести к увеличению тормозного пути. Применение таких шин актуально для езды на размеренной скорости в достаточно холодных регионах. Использование европейского типа покрышек позволяет ездить по асфальту. Такая резина имеет уменьшенное количество ламелей и обладает достаточной жесткостью. Указанные шины позволяют быстро ездить в условиях теплой зимы с умеренными осадками. Им характерна высокая маневренность на асфальтированной поверхности.
Подбирая покрышки на зиму, особое внимание уделите маркировке, можно легко перепутать всесезонные шины с зимними изделиями. В обоих вариантах на боковой поверхности шин присутствует обозначение M&S, но шины, предназначенные для зимы, дополнительно маркируются знаком со снежинкой внутри, на всесезонке, такого рисунка нет.
Всесезонные автопокрышки занимают промежуточное значение между зимним и летним типом резины для автомобилей. Их можно применять в температурном диапазоне от-50С до +100С. Они характеризуются специальным протекторным слоем, обеспечивающим нужное сцепление колес с дорожным покрытием в условиях мягкой зимы и не слишком жаркого лета. В регионах с большим перепадом температур, применение всесезонной авторезины не актуально: с увеличением температуры выше нормы покрышки могут поплавиться, они больше подвержены деформации. Если температура упадет ниже рекомендованной нормы, то всесезонная авторезина «задубеет».
Многие автолюбители отдают предпочтение всесезонным шинам, с целью экономии: нет необходимости покупать два типа шин для автомобиля (на зиму и на лето), а также не нужно беспокоиться о правильном хранении автопокрышек. Такая позиция является правильной, если в регионе, в котором эксплуатируется автомобиль, температурный диапазон составляет от-50С до +100С. В противном случае стоит задуматься о приобретении двух комплектов авторезины (для зимы и лета).
Низкий профиль?
Маркировка шины, имеющей низкий профильКакие автошины являются низкопрофильными? Многие автолюбители отдают предпочтение покрышкам с низким профилем, желая украсить внешний вид автомобиля и немного изменить его характеристики. В таких изделиях процентное соотношение ширины и высоты профиля шины должно быть меньше 55%. Узнать высоту профиля автопокрышки можно из маркировки, к примеру, в обозначении 205/45R14, цифра 45 указывает на низкий профиль авторезины. Отношение ширины изделия к его высоте составляет 45%. Ширина автопокрышки составляет 205 мм, а высота профиля находится следующим образом: 205*0,45=92,25 мм.
Применение автошин, имеющих низкий профиль, дает возможность:
- увеличить пятно контакта колес с дорожным покрытием;
- улучшить устойчивость машины;
- улучшить торможение;
- улучшить разгон.
Недостатки при применении указанного типа покрышек:
- увеличение шумности во время езды;
- большая вероятность возникновения эффекта аквапланирования;
- возрастание жесткости покрышек;
- увеличивается вероятность деформации диска при езде по неровной поверхности дорожного покрытия либо наезде на бордюры.
Беспрокольные автопокрышки
Очень популярна беспрокольная авторезина, имеющая название Run Flat. В таких изделиях производителями усиливается боковина автошин: наносится специальное вязкое вещество с внутренней стороны покрышки, заклеивающее отверстие прокола во время езды без снижения давления внутри шины. Указанная технология дает возможность проезжать около 150 километров со скоростью 80 км/ час без деформации покрышки. Многие автомобильные заводы-гиганты базовую комплектацию известных моделей авто делают с беспрокольной авторезиной.
Шины для внедорожников
Модель автопокрышки для внедорожниковОтдельным видом выступают шины для внедорожников. Применение указанного типа транспорта подразумевает езду по бездорожью, авторезина при этом должна иметь высокий профиль и быть устойчивой к проколам. Различают следующие виды автопокрышек для внедорожников:
- Шоссейные. Предназначенные для езды по твердому дорожному покрытию. Для их производства применяется специальный состав резиновой смеси, устойчивый к абразивным частицам покрытия дороги. Используется специальный рисунок протектора и жесткость каркаса, они непредназначенные для езды по бездорожью. Мягкость автошин обеспечивает бесшумность изделий во время езды по трассе, а протектор — прекрасные ходовые качества авто.
- Внедорожные (грязевые). Предназначенные для езды по непроходимой грязи и передвижению транспорта в труднодоступных местах. Высокая проходимость машины обеспечивается специальным протекторным слоем, способным выдавливать грязь из пятна контакта колес с дорогой. Указанные покрышки устойчивы к деформации и механическим повреждениям благодаря жесткости резины, а также устойчивости каркаса автопокрышек. При этом высота профиля шин высокая, боковины усилены — это не позволяет ездить на высокой скорости и выполнять экстремальные маневры. Внедорожные шины по конструктивным особенностям могут быть разделены на покрышки для преодоления песка, непроходимой грязи, скалистой местности. Для каждого варианта используется специальный протектор, отличающийся высотой, толщиной канавок и жесткостью резины.
- Универсальная авторезина, применимая на шоссе и бездорожье. Указанный тип покрышек отличается от шоссейных шин крупным рисунком протектора и большей жесткостью резины. Указанные автопокрышки дают возможность ездить по песчаной поверхности, грязи. Автомобиль «обутый» в универсальные шины, обладает хорошей проходимостью.
От правильного выбора типа шин для внедорожников зависит тяга, управляемость, устойчивость, проходимость транспортного средства, снижает риск застревания машины во время преодоления различного рода препятствий.
Заключение
Внедорожник «обутый» в резину, предназначенную для езды по грязи и скалистой местностиРазработчиками автомобилей просчитываются нагрузки, действующие на колеса авто, определяются размеры дисков и покрышек, обеспечивающие должное сцепление колес с дорожной поверхностью для нормальной управляемости и курсоустойчивости автомобиля. Применение соответствующего типа шин для автомобиля влияет на безопасность и комфортность вождения.
Для правильного подбора покрышек необходимо учитывать эксплуатационные условия транспортного средства, температуру окружающего воздуха, сезонность резины, а также рекомендации завода-изготовителя машины. Кроме этого применение авторезины не по сезону, предусматривает штраф, который может быть выписан водителю.
pro-zamenu.ru
Ответы@Mail.Ru: Какие есть разновидности резины?
Виды резины и их применениеВ зависимости от структуры резину делят на непористую (монолитную) и пористую.
Нeпoристую резину изготовляют на базе бутадиенового каучука. Она различается высочайшим сопротивлением истиранию. Срок износа подошвенной резины в 2-3 раза превосходит срок износа подошвенной кожи. Предел прочности резины при растяжении меньше, чeм нaтурaльнoй кожи, но относительное удлинение при разрыве вo много раз превосходит удлинение натуральной подошвенной кожи. Резина не пропускает воду и фактически в ней не нaбуxaeт.
Резина уступает коже по морозостойкости и теплопроводимости, что понижает теплозащитные характеристики обуви. И, в конце концов, резина является полностью вoздуxo- и паронепроницаемой. Непористая резина бывает подошвенная, кожеподобная, и транспарентная. Обыденную непористую резину используют для прoизвoдствa формованных подошв, накладок, каблуков, пoлукaблукoв, набоек и остальных дeтaлeй низа обуви.
Пoристыe резины используют в качестве подошв и платформ для весенне-осенней и зимней обуви.
Кoжeпoдoбнaя резина — это резина для низa обуви, сделанная на базе каучука с высочайшим сoдeржaниeм стирола (до 85%). Завышенное содержание стирола придаёт резинам твёрдость, вследствие что может быть понижение их толщины до 2,5-4,0 мм при сохранении не плохих защитных функций. Эксплуатационные характеристики кожеподобной резины сходны со качествами натуральной кoжи. Она владеет высочайшей твёрдостью и пластичностью, что дозволяет создавать след обуви хоть какой формы. Кожеподобная рeзинa отлично окрашивается при отделке обуви. Она имеет высшую износостойкость благодаря отличному сопротивлению истиранию и стойкости к многократным изгибам.
Срок носки обуви с подошвой из кожеподобной резины составляет 179-252 дня при отсутствии выкрaшивaния в носовой части. Недочетом данной резины являются низкие гигиенические характеристики: высочайшая теплопроводимость и отсутствие гигроскопичности и воздухонепроницаемости.
Кожеподобную резину выпускают трёх разновидностей: непористой структуры с плотностью 1,28 г/см3, пористой структуры, имеющую плотность 0,8-0,95 г/см3, и пoристoй структуры с волокнистым наполнителем, плотность которых нe выше 1,15 г/см3. Пористые резины с вoлoкнистыми наполнителями именуются “кожволон”. Эти резины по внешнему облику сходны с натуральной кожей. Блaгoдaря волокнистому наполнителю увеличиваются их тeплoзaщитныe характеристики, они различаются лёгкостью, элaстичнoстью, неплохим внешним обликом. Кoжeпoдoбныe резины испoльзуют в кaчeствe подошвы и каблука при изготовлении летней и весенне-осенней обуви клеевого способа крепления.
http://www.bel-regrti.ru/katalog-rti/vidy-reziny-i-ix-primenenie
otvet.mail.ru
Классификация автомобильных шин.
Типы автомобильных шин
На автомобилях применяются шины различных типов, в зависимости от следующих определяющих показателей: назначение, степень герметизации, конструкция, габаритные размеры и профиль.
Типы автомобильных шин по назначению
По назначению различают шины для легковых и грузовых автомобилей. Их отличают, в первую очередь, размеры и масса, а также степень балансировки шины при ее изготовлении, поскольку легковые автомобили передвигаются с более высокими скоростями, чем грузовые. Кроме того, шины грузовых автомобилей имеют более широкий интервал применяемых профилей.
Шины современных легковых автомобилей обычно выполняются бескамерными.
***
Типы автомобильных шин по герметизации
По герметизации различают шины камерные и бескамерные. Как и следует из названия, камерная шина в своей конструкции содержит такой элемент, как эластичная камера (более подробно об устройстве камерной шины – на этой странице).
Бескамерные шины легковых автомобилей не имеют камеры, а у бескамерных шин грузовых автомобилей нет и ободной ленты.
Бескамерные шины
Герметичность бескамерной шины обеспечивается воздухонепроницаемым резиновым слоем на основе бутилкаучука толщиной 2…3 мм, привулканизированного к внутренней поверхности шин, а также плотным прилеганием бортов шины к полкам обода. Плотность прилегания достигается формой и устройством борта, а также более тугой посадкой шины на обод.
Борт бескамерной шины имеет снаружи резиновый уплотнительный слой.
Вентиль у бескамерных шин крепится непосредственно на ободе колеса. Герметичность крепления достигается установкой эластичных резиновых шайб.
Температура бескамерной шины во время движения существенно ниже чем у камерной (примерно на 15 ˚С) благодаря лучшему отводу теплоты через открытую часть обода. Это обеспечивает увеличение срока службы шины примерно на 10%. Кроме того, бескамерные шины легче камерных из-за отсутствия дополнительных элементов конструкции.
Бескамерные шины менее чувствительны к проколам и другим повреждениям, так как проколовший шину предмет плотно охватывается герметизирующим слоем резины, и воздух выходит из шины очень медленно. Это повышает безопасность движения в такой ситуации.
Легкость ремонта бескамерных шин заключается в том, что многие повреждения могут быть устранены без снятия их с обода. При ремонте в место повреждения с помощью специальной иглы вводят уплотнительные пробки.
К недостаткам бескамерных шин относятся затруднения при монтаже, ремонте больших повреждений, а также повышенные требования к техническому состоянию обода.
***
Типы автомобильных шин по конструкции
По конструкции различают диагональные, радиальные шины и шины с регулируемым давлением.
Диагональные и радиальные шины отличаются расположением нитей корда в каркасе и брекере.
Диагональные шины
В каркасе диагональных шин (рис. 1, а) нити соседних слоев корда перекрещиваются между собой под углом 95…115˚, а угол наклона нитей корда к радиальной линии профиля покрышки по короне составляет 50…55˚. В каркасе диагональных шин всегда четное количество слоев корда. Общее количество слоев корда зависит от нагрузки, назначения, давления воздуха в шине, а также материала корда. Нити корда подушечного слоя 1 также расположены под некоторым углом к оси колеса.
При работе диагональной шины в зоне контакта ее с дорогой происходит изменение угла наклона нитей корда, что вызывает сдвиг слоев, неравномерное распределение напряжений, повышение деформации и нагрев шины. Все это снижает срок службы шины.
В то же время диагональные шины менее подвержены повреждению от ударов и порезов.
Радиальные шины
Радиальные шины – шины с меридиональным (радиальным) расположением нитей корда (рис. 1, б). Они отличаются от диагональных конструкцией каркаса и брекера. Эти шины более износостойки, чем диагональные, более эластичны. Каркас у них неравновесной структуры.
При накачивании воздуха наружный диаметр стремиться увеличиваться, что не позволяет сделать жесткий брекер. У радиальных шин брекер изготавливается многослойным (от двух до восьми слоев) и практически нерастяжим. Для него используют чаще всего металлический корд. Поэтому у радиальных шин число слоев корда в каркасе меньше, чем у диагональных, и их число может быть нечетным.
Уменьшение слоев корда в каркасе снижает на 6…10% массу покрышки, теплообразование и сопротивление качению. У радиальных шин большая площадь контакта с дорогой и лучшее сопротивление боковому уводу.
Радиальное расположение нитей корда в каркасе и брекере создает по короне покрышки нерастяжимую и несжимаемую систему, что резко снижает проскальзывание элементов протектора в зоне контакта с дорогой и является основной причиной, повышающей износостойкость протектора радиальной шины.
Благодаря лучшей работоспособности каркаса, более высокой износостойкости протектора срок службы радиальных шин с текстильным брекером увеличивается на 20…30%, а с металлобрекером – на 30…40 % по сравнению с диагональными шинами. Радиальные шины обладают более высокими тягово-сцепными качествами, создают на 10…20% меньшие потери на сопротивление качению, благодаря чему возрастает топливная экономичность (на 3…4%) и улучшаются динамические качества автомобиля. Кроме того, более высокая эластичность радиальных шин существенно повышает мягкость движения автомобиля.
Радиальные шины могут быть камерными и бескамерными.
Шины с регулируемым давлением воздуха
Шины с регулируемым давлением воздуха отличаются тем, что они могут работать как при нормальном давлении воздуха, так и кратковременно при пониженном. Пониженное давление устанавливается при прохождении автомобиля по мягким и топким грунтам (0,2…0,1 МПа), по сыпучему песку (0,1…0,075 МПа), глубокому снегу и сырой луговине (0,075…0,05 МПа). Во всех этих случаях скорость движения автомобиля должна быть снижена.
Шины с регулируемым давлением воздуха устанавливаются на автомобилях повышенной проходимости. Такие автомобили снабжаются системой централизованной накачки шин, которая позволяет водителю изменять давление воздуха в шинах не выходя из кабины, в том числе и на ходу.
Шина с регулируемым давлением воздуха состоит из тех же частей, что и обычная, но у нее увеличена ширина профиля на 25…40% и наносится рисунок протектора повышенной проходимости. Общая площадь грунтозацепов рисунка протектора составляет 35…45% всей опорной площади, которая при пониженном давлении в полтора-два раза превышает площадь опоры обычных шин. Глубина грунтозацепов такой шины 20…30 мм.
Для большей эластичности, особенно при пониженном давлении, эти шины имеют каркас с меньшим числом слоев корда, между которыми расположены мягкие резиновые прослойки.
Так как шина с регулируемым давлением работает в более тяжелых условиях и при пониженных давлениях воздуха, чем обычная шина, она быстрее изнашивается. Чтобы увеличить срок службы такой шины она рассчитывается на меньшую нагрузку (на 30…50%), чем обычная шина такого же размера. Несмотря на это шина с регулируемым давлением работает меньший срок, чем обычная, и ее пробег не превышает 25…30 тыс. км.
***
Типы шин по габаритным размерам
По габаритным размерам различают малогабаритные, среднегабаритные и крупногабаритные шины.
Основными размерами шины является ширина В и высота Н профиля, посадочный диаметр d и наружный диаметр D (рис. 2).
Малогабаритные шины имеют наружный диаметр D менее 0,8 м, среднегабаритные имеют наружный диаметр D в пределах 0,8…1,5 м. Крупногабаритные автомобильные шины имеют наружный диаметр D в интервале от 1,5 до 3 м и более.
Крупногабаритные шины отличаются от прочих большой высотой профиля (Н = 350 мм и более), причем эта высота не зависит от посадочного диаметра. Эти шины выпускаются бескамерными, а их наружный диаметр достигает 2…3 м и даже больше.
Давление воздуха в крупногабаритных шинах составляет 0,02…0,035 МПа. Они имеют большую площадь опоры на грунт, и предназначены для работы в особо тяжелых условиях.
***
Классификация шин по типу профиля
Профиль шины определяется его высотой Н и шириной В.
Тороидные шины
У шин обычного профиля (тороидных) сечение близко к окружности, отношение высоты профиля Н к его ширине В более 0,9. Тороидные шины устанавливаются на большинстве грузовых автомобилей и автобусов.
Широкопрофильные шины
Широкопрофильные шины (рис. 3) устанавливаются вместо сдвоенных шин на задней оси грузовых автомобилей на специальном ободе. Они по сравнению с обычными шинами имеют примерно в два раза большую ширину беговой дорожки, специальный профиль с высотой, равной 0,6…0,9 В, эластичный каркас и уменьшенное внутреннее давление воздуха, которое можно снижать до 0,05 МПа при движении по мягким грунтам. Масса широкопрофильных шин примерно на 15…20% меньше массы двух сдвоенных шин.
Широкопрофильные шины устанавливаются также на автомобили повышенной проходимости на всех шести колесах (например, автомобиль КрАЗ-260).
У широкопрофильных шин удельное давление на грунт примерно в три раза меньше, чем у обычных (тороидных) шин, поэтому их применение существенно повышает проходимость автомобиля. По сравнению с обычными тороидными шинами широкопрофильные имеют повышенную грузоподъемность и пониженное сопротивление качению.
Низкопрофильные шины
Низкопрофильные шины имеют отношение высоты профиля к его ширине равным 0,7…0,88, а у сверхнизкопрофильных шин это отношение составляет не более 0,7. Такая пониженная высота профиля у обоих типов шин повышает устойчивость и управляемость автомобиля. Однако слишком низкий профиль шины делает обод колеса уязвимым при движении по дорогам плохого качества – неровности дороги могут повредить обод при наезде на препятствие. По этой причине при выборе профиля шин следует руководствоваться состоянием дорог, на которых будут эксплуатироваться эти шины.
Так, современные скоростные сверхнизкопрофильные шины с отношением Н/В равным 0,3…0,6 пригодны только для работы по гладким шоссейным дорогам с хорошим качеством покрытия, которых в нашей стране очень мало.
Для повседневной езды по российским дорогам целесообразно ограничится соотношением Н/В не ниже 0,65, причем это касается довольно больших шин, например для автомобилей класса «Волга». На моделях автомобилей марки «ВАЗ» лучше применять шины с отношением Н/В не ниже 0,7.
Кроме того, при выборе шины следует иметь в виду, что ширина профиля В связана с шириной обода колеса b, которая находится в пределах 0,7…0,75 В. Например, если ширина профиля В равна 165 мм, ширина обода колеса должна быть 115…124 мм или 4,52…4,9 дюйма, требуемый типоразмер колеса – 4,5 или 5 дюймов. Слишком узкое колесо ухудшает устойчивость автомобиля, а слишком широкое колесо увеличивает сопротивление качению, ухудшает эластичность шины, и снижает ее долговечность.
Арочные шины
Арочные шины (рис. 4) относятся к бескамерным и предназначены для движения по размякшим грунтам, рыхлому снегу, пахоте и т. п. Отношение высоты профиля к ширине у арочных шин составляет 0,39…0,5. Давление воздуха в них находится в пределах 0,05…0,20 МПа. Ширина профиля у арочных шин в 2,5…3,5 раза больше, чем у обычных тороидных шин, а радиальная деформация выше в два раза. Грунтозацепы у арочных шин расположены редко, и их высота составляет 35…40 мм, а шаг между ними – 100…250 мм.
Арочные шины используются, как правило, вместо обычных сдвоенных шин на заднем мосту грузового автомобиля с одним ведущим мостом. Для монтажа арочной шины необходимо применение специального обода.
Срок службы арочных шин существенно ниже, чем у обычных, а при работе с ними на твердых грунтах расход топлива увеличивается до 15%, поэтому арочные шины используются только как сезонное средство повышения проходимости автомобиля.
Пневмокатки
Пневмокатки (рис. 4, в) отличаются от шин, как по внешнему виду, так и по основным конструктивным показателям. Они представляют собой высокоэластичные оболочки бочкообразной формы. Бочкообразная форма катков обуславливает большую ширину профиля при ограниченных размерах наружного и посадочного диаметров. Жесткость превмокатков в три-четыре раза меньше, чем у арочных шин такого же размера.
Протектор снабжается невысокими редко расположенными направленными грунтозацепами. Грунтозацепы наряду со своим основным назначением (увеличивать сцепление шины с дорогой) повышают прочность каркаса пневмокатка и устойчивость его формы. Давление воздуха в пневмокатках 0,01…0,1 МПа. По сравнению со всеми другими типами пневматических шин пневмокатки имеют наибольшую площадь контакта и наименьшее удельное давление на грунт.
Высокая эластичность каркаса и значительные допустимые радиальные деформации позволяют пневмокаткам частично выполнять функции упругого элемента подвески. При движении по неровной дороге катки мягко обтекают небольшие неровности, не вызывая тряски автомобиля. Пневмокатки менее подвержены проколам и порезам из-за более мягкого взаимодействия с дорожными неровностями и предметами, способными вызвать их повреждение. В случае прокола воздух из пневмокатка выходит медленно из-за незначительного внутреннего давления.
Из-за низкого давления воздуха в пневмокатках при достаточно больших размерах они имеют относительно малую грузоподъемность. Пневмокатки предназначены для автомобилей, работающих в особо тяжелых дорожных условиях (сыпучие пески, снежная целина, заболоченная местность и т. п.).
Пневмокатки изготовляются преимущественно бескамерными. Они монтируются на специальных разборно-разъемных ободьях.
***
Обозначение и маркировка автомобильных шин
k-a-t.ru
Виды резины и их применение. Каучуки
Похожие главы из других работ:
Влияние косметических средств на организм человека
2) Виды косметики
Порой, приходя в магазин косметики, женщины часто чувствуют, что среди огромного количества помад, пудр и теней, они не могут найти то, что нужно…
Вода как реагент и как среда для химического процесса (аномальные свойства воды)
4. Виды воды
Бромная вода — насыщенный раствор Br2 в воде (3,5% по массе Br2). Бромовая вода — окислитель, бромирующий агент в аналитической химии. Аммиачная вода — образуется при контакте сырого коксового газа с водой…
Вторичная переработка металлов
Виды металлолома
Металлолом подразделяют в основном по виду металла, который имеет преимущественное процентное содержание в составе металлолома, или преимущественное экономическое значение при переработке металлолома…
Изомерия и её виды
2. Виды изомерии
В изомерии можно выделить два основных вида: структурная изомерия и изомерия пространственная или, как её ещё называют, стереоизомерия…
Каучуки
Применение резины в промышленных товарах
Каучук имеет огромное народнохозяйственное значение. Чаще всего его используют не в чистом виде, а в виде резины. Резиновые изделия применяют в технике для изоляции проводов, изготовления различных шин, в военной промышленности…
Коррозия железа — это болезнь
1.1 Виды коррозии
По характеру коррозионной среды различают следующие основные виды коррозии: газовую, атмосферную, жидкостную и почвенную. Газовая коррозия происходит при отсутствии конденсации влаги на поверхности…
Метаморфизм углей
Виды метаморфизма
…
Моносахариды и их физиологическая роль
1. Виды моносахаридов
Существует несколько видов классификации моносахаридов: 1) В зависимости от числа углеродных атомов, содержащихся в молекуле, моносахариды делятся на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, октозы, нонозы…
Окислительно-восстановительная реакция
1. Окисление. Понятие и виды
Окисление — это химическая реакция присоединения кислорода или отнятия водорода…
Применение радиоактивных изотопов в технике
2. Другие виды радиоактивности
Помимо альфа- и бета-распадов, известны и другие типы самопроизвольных радиоактивных превращений. В 1938 американский физик Луис Уолтер Альварес открыл третий тип радиоактивного превращения — электронный захват (К-захват)…
Применение УФ–спектрофотометрии в фармацевтической практике
3. Виды УФ-спектрофотометров
УФ-спектрофотометры применяемые в различных областях (пример нефтехимия) ASTM D 2269 — Исследование светлых минеральных масел ASTM D1840 — Нафталины в авиационном турбинном топливе ASTM D 4642 — Платина в катализаторах методом «мокрой химии» ASTM D 4046 -…
Производство технического углерода
1. Виды сажи
В настоящее время известно значительное число различных видов сажи. Основными видами являются: а) газовая канальная, газовая печная…
Теплообменник для нагрева смеси бензол-толуол
1.1.3 Виды теплообменников
Помимо вышеперечисленных одноходовых и многоходовых теплообменников, наиболее распространённые типы теплообменников представлены на следующей схеме: Рисунок 1.2 — Типы теплообменников…
Физико-химические основы процесса флокуляции
3. Виды флокулянтов
Флокулянты, которые применяют для очищения воды, можно разделить на 3 группы: неорганические полимеры, природные высокомолекулярные вещества и синтетические органические полимеры…
Хроматография, как метод разделения и анализа
3. ВИДЫ ХРОМАТОГРАФИИ
…
him.bobrodobro.ru
Отраслевая энциклопедия. Окна, двери, мебель
СОСТАВ И КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЗИН
Основой всякой резины служит каучук натуральный (НК) или синтетический (СК), который и определяет основные свойства резинового материала. Для улучшения физико-механических свойств каучуков вводятся различные добавки (ингредиенты).
Таким образом, резина состоит из каучука и ингредиентов, рассмотренных ниже.
- Вулканизирующие вещества (агенты) участвуют в образовании пространственно-сеточной структуры вулканизата.
Обычно в качестве таких веществ применяют серу и селен, для некоторых каучуков перекиси. Для резины электротехнического назначения вместо элементарной серы (которая взаимодействует с медью) применяют органические сернистые соединения.
Ускорители процесса вулканизации; полисульфиды, оксиды свинца, магния и другие влияют как на режим вулканизации, так и на физико-механические свойства вулканизатов. Ускорители проявляют свою наибольшую активность в присутствии оксидов некоторых металлов, называемых поэтому в составе резиновой смеси активаторами.
- Противостарители (антиоксиданты) замедляют процесс старения резины,который ведет к ухудшению ее эксплуатационных свойств.
Существуют противостарители химического и физического действия. Действие первыхзаключается в том, что они задерживают окисление каучука в результате окисления их самих или за счет разрушения образующихся перекисей каучука.
Физические Противостарители образуют поверхностные защитные пленки, они применяются реже.
- Мягчители (пластификаторы) облегчают переработку резиновой смеси,увеличивают эластические свойства каучука, повышают морозостойкость резины.
В качестве мягчителей вводят парафин, вазелин, стеариновую кислоту, битумы, дибутилфталат,растительные масла.
- Наполнители по воздействию на каучук подразделяют на активные (усиливающие) и неактивные (инертные).
Активные наполнители (углеродистая сажа и белая сажа) повышают механические свойства резин: прочность, сопротивление истиранию, твердость.
Неактивные наполнители (мел, тальк, барит) вводятся для удешевления стоимости резины.
Часто в состав резиновой смеси вводят регенерат — продукт переработки старых резиновых изделий и отходов резинового Производства. Кроме снижения стоимости регенерат повышает качество резины, снижая ее склонность к старению.
- Красители минеральные или органические вводят для окраски резин.
Некоторые красящие вещества (белые, желтые, зеленые) поглощают коротковолновую часть солнечного спектра и этим защищают резину от светового старения.
Свойства резины
Подавляющее большинство каучуков является непредельными, высокополимерными (карбоцепными) соединениями с двойной химической связью между углеродными атомами в элементарных звеньях макромолекулы. (Некоторые каучуки получают на основе насыщенных линейных полимеров.)
Молекулярная масса каучуков исчисляется в 400 000—450 000. Структура макромолекул линейная или слаборазветвленная и состоит из отдельных звеньев, которые имеют тенденцию свернуться в клубок, занять минимальный объем, но этому препятствуют силы межмолекулярного взаимодействия, поэтому молекулы каучука извилистые (зигзагообразные). Такая форма молекул и является
причиной исключительно высокой эластичности каучука (под небольшой нагрузкой происходит выпрямление молекул, изменяется их конформация).
Вулканизация
По свойствам каучуки напоминают термопластичные полимеры. Наличие в молекулах каучука непредельных связей позволяет при определенных условиях переводить его в термостабильное состояние. Для этого по месту двойной связи присоединяется двухвалентная сера (или другое вещество), которая образует в поперечном направлении как бы «мостики» между нитевидными молекулами каучука, в результате чего получается пространственно-сетчатая структура, присущая резине (вулканизату). Процесс химического взаимодействия каучуков с серой в технике называется вулканизацией.
Многие каучуки растворимы в растворителях, резины только набухают в них и более стойки к химикатам.
езины имеют более высокую теплостойкость (НК размягчается при температуре 90 °С, резина работает при температуре свыше 100°С).
На изменение свойств резины влияет взаимодействие каучука с кислородом, поэтому при вулканизации одновременно происходят два процесса: структурирование под действием вулканизующего агента и деструкция под влиянием окисления и температуры.
Преобладание того или иного процесса сказывается на свойствах вулканизата. Это особенно характерно для резин из НК.
Для синтетических каучуков (СК) процесс вулканизации дополняется полимеризацией: под действием кислорода и температуры образуются межмолекулярные углеродистые связи, упрочняющие термостабильную структуру, что дает повышение прочности.
Термическая устойчивость вулканизата зависит от характера образующихся в процессе вулканизации связей. Наиболее прочные, а следовательно, термоустойчивые связи —С—С—, наименьшая прочность у полисульфидной связи —С—C—С.
Современная физическая теория упрочнения каучука объясняет повышение его прочности наличием сил связи (адсорбции и адгезии), возникающих между каучуком и наполнителем, а также образованием непрерывной цепочно-сетчатой структуры наполнителя вследствие взаимодействия между частицами наполнителя.
Возможно и химическое взаимодействие каучука с наполнителем.
Классификация резины по назначению
По назначению резины подразделяют на резины общего назначения и резины специального назначения (специальные).
- Резины общего назначения
К группе резин общего назначения относят вулканизаты неполярных каучуков — НК, СКБ, СКС, СКИ.
Н К — натуральный каучук является полимером изопрена (С5Н8)n. Он растворяется в жирных и ароматических растворителях (бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и др.), образуя вязкие растворы, применяемые в качестве клеев. При нагреве выше 80—100 °С каучук становится пластичным и при 200 °С начинает разлагаться. При температуре —70 °С НК становится
хрупким. Обычно НК аморфен. Однако при длительном хранении возможна его кристаллизация.
СКБ — синтетический каучук бутадиеновый (дивинильный) получают по методу С. В. Лебедева. Формула полибутадиена (С4Н6)n. Он является некристаллизующимся каучуком и имеет низкий предел прочности при растяжении, поэтому в резину на его основе необходимо вводить усиливающие наполнители. Морозостойкость бутадиенового каучука невысокая (от —40 до —45
°С).
СКС — бутадиенстирольный каучук получается при совместной полимеризацией бутадиена (С4Н6) и стирола (СН2=СН—С6Н5). Это самый распространенный каучук общего назначения.
СКИ — синтетический каучук изопреновый — продукт полимеризации изопрена (С5Н8). Получение СКИ стало возможным в связи с применением новых видов катализаторов. По строению, химическим и физико-механическим свойствам СКИ близок к натуральному каучуку. Промышленностью выпускаются каучуки СКИ-3 и СКИ-ЗП, наиболее близкие по свойствам к НК; каучук СКИ-ЗД, предназначенный для получения электроизоляционных резин, СКИ-ЗВ — для вакуумной техники.
Резины общего назначения могут работать в среде воды, воздуха, слабых растворов кислот и щелочей. Интервал рабочих температур составляет от —35 до 130 °С. Из этих резин изготовляют шины, ремни, рукава, конвейерные ленты, изоляцию кабелей, различные резинотехнические изделия.
Резины специального назначения
Специальные резины подразделяют на несколько видов: маслобензостойкие, теплостойкие, светоозоностойкие, износостойкие, электротехнические, стойкие к гидравлическим жидкостям.
Маслобензостойкие резины получают на основе каучуков хлоропренового (наирит), СКН и тиокола.
Наирит является отечественным хлоропреновым каучуком. Хлоропрену соответствует формула СН2==ССI—СН=СН2.
Вулканизация может проводиться термообработкой даже без серы, так как под действием температуры каучук переходит в термостабильное состояние.
Резины на основе наирита обладают высокой эластичностью, вибростойкостью, озоностойкостью, устойчивы к действию топлива и масел, хорошо сопротивляются тепловому старению. (Окисление каучука замедляется экранирующим действием хлора на двойные связи.)
По температуроустойчивости и морозостойкости (от —35 до —40 °С) они уступают как НК, так и другим СК.
Электроизоляционные свойства резины на основе полярного наирита ниже, чем у резины на основе неполярных каучуков.
(За рубежом полихлоропреновый каучук выпускается под названием неопрен,
пербунан-С и др.).
СКН — бутадиеннитрильный каучук — продукт совместной полимеризации бутадиена с нитрилом акриловой кислоты —СН2—СН =СН—СН2—СН2—СНСN—
Резины на основе СКН обладают высокой прочностью ((в = 35 МПа), хорошо сопротивляются истиранию, но по
эластичности уступают резинам на основе НК, превосходят их по стойкости к старению и действию разбавленных кислот и щелочей. Резины могут работать в среде бензина, топлива, масел в интервале температур от -30 до 130 °С.
Резины на основе СКН применяют для производства ремней, конвейерных лент, рукавов, маслобензостойких резиновых деталей (уплотнительные прокладки,манжеты и т. п.).
Тиоколы – торговое название полисульфидных каучуков.
Из смеси каучука с серой, наполнителями и другими веществами формуют нужные изделия и подвергают их нагреванию. При этих условиях атомы серы присоединяются к двойным связям макромолекул каучука и «сшивают» их, образуя дисульфидные «мостики». В результате образуется гигантская молекула, имеющая три измерения в пространстве — как бы длину, ширину и толщину. Полимер приобретает пространственную структуру. Если к каучуку добавить больше серы, чем нужно для образования резины, то при вулканизации линейные молекулы окажутся «сшитыми» в очень многих местах, и материал утратит эластичность, станет твёрдым — получится эбонит. До появления современных пластмасс эбонит считался одним из лучших изоляторов.
Полисульфидный каучук, или тиокол, образуется при взаимодействии галоидопроизводных углеводородов с многосернистыми соединениями щелочных металлов:
…—СН2—СН2—S2—S2— …
Тиокол вулканизуется перекисями. Присутствие в основной цепи макромолекулы серы придает каучуку полярность, вследствие чего он становится устойчивым к топливу и маслам, к действию кислорода, озона, солнечного света. Сера также сообщает тиоколу высокую газонепроницаемость (выше, чем у НК), поэтому тиокол — хороший герметизирующий материал.
Механические свойства резины на основе тиокола невысокие.
Эластичность резин сохраняется при температуре от —40 до —60 °С.
Теплостойкость не превышает 60—70 °С. Тиоколы новых марок работают при температуре до 130 °С.
Акрилатные каучуки — сополимеры эфиров акриловой (или метакриловой)кислоты с акрилонитрилом и другими полярными мономерами — можно отнести к маслобензостойким каучукам.
Каучуки выпускают марок БАК-12, БАКХ-7, ЭАХ.
Для получения высокопрочных резин вводят усиливающие наполнители.
Достоинством акрилатных резин является стойкость к действию серосодержащих масел при высоких температурах; их широко применяют в автомобилестроении.Они стойки к действию кислорода, достаточно теплостойки, обладают адгезией к полимерам и металлам.
Недостатками БАК являются малая эластичность,низкая морозостойкость, невысокая стойкость к воздействию ; горячей воды и
пара.
Износостойкие резины получают на основе полиуретановых каучуков СКУ.
Полиуретановые каучуки обладают высокой прочностью, эластичностью, сопротивлением истиранию, маслобензостойкостью. В структуре каучука нет ненасыщенных связей, поэтому он стоек к кислороду и озону, его газонепроницаемость в 10—20 раз выше, чем газопроницаемость НК.
Рабочие температуры резин на его основе составляют от —30 до 130°С.
Уретановые резины стойки к воздействию радиации. Зарубежные названия уретановых каучуков — , вулколлан, адипрен, джентан, урепан.
Резины на основе СКУ применяют для автомобильных шин, конвейерных лент, обкладки труб
и желобов для транспортирования абразивных материалов, обуви и др.
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕЗИН И КАУЧУКОВ
Общие понятия
Механические свойства каучуков и резин могут быть охарактеризованы комплексом свойств.
К особенностям механических свойств каучуков и резин следует отнести:
- высокоэластический характер деформации каучуков;
- зависимость деформаций от их скорости и продолжительности действия деформирующего усилия, что проявляется в релаксационных процессах и гистерезисных явлениях;
- зависимость механических свойств каучуков от их предварительной обработки, температуры и воздействия различных немеханических факторов (света, озона, тепла и др.).
Различают деформационно-прочностные, фрикционные и другие специфические свойства каучуков и резин.
К основным деформационно-прочностным свойствам относятся: пластические и эластические свойства, прочность при растяжении,относительное удлинение при разрыве, остаточное удлинение после разрыва,условные напряжения при заданном удлинении, условно-равновесный модуль,модуль эластичности, гистерезисные потери, сопротивление раздиру, твердость.
К фрикционным свойствам резин относится износостойкость, характеризующая сопротивление резин разрушению при трении, а также коэффициент трения.
К специфическим свойствам резин относятся, например, температура хрупкости, морозостойкость, теплостойкость, сопротивление старению.
Очень важным свойством резин является сопротивление старению (сохранение механических свойств) после воздействия света, озона, тепла и других факторов.
Механические свойства резин определяют в статических условиях, т. е. при постоянных нагрузках и деформациях, при относительно небольших скоростях нагружения (например, при испытании на разрыв), а также в динамических условиях, например, при многократных деформациях растяжения, сжатия, изгиба или сдвига. При этом особенно часто резины испытывают на усталостную
выносливость и теплообразование при сжатии.
Усталостная выносливость характеризуется числом циклов деформаций, которое выдерживает резина до разрушения. Для сокращения продолжительности определения усталостной выносливости испытания проводят иногда в условиях концентрации напряжений, создаваемых путем дозированного прокола или применения образцов с канавкой.
Теплообразование при многократных деформациях сжатия определяется по изменению температуры образца резины в процессе испытания в заданном режиме (при заданном сжатии и заданной частоте деформаций).
Пластические и эластические свойства
Пластичностью называется способность материала легко деформироваться и сохранять форму после снятия деформирующей нагрузки. Иными словами, пластичность — это способность материала к необратимым деформациям.
Эластичностью называется способность материала легко деформироваться и восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после снятия деформирующей нагрузки, т. е. способность к значительным обратимым деформациям.
Эластическими деформациями, в отличие от упругих, называются такие обратимые деформации, которые характеризуются значительной величиной при относительно малых деформирующих усилиях (низкое значение модуля упругости).
Пластические и эластические свойства каучука проявляются одновременно; в зависимости от предшествующей обработки каучука каждое из них проявляется в большей или меньшей степени. Пластичность невулканизованного каучука постепенно снижается при вулканизации, а эластичность возрастает.
В зависимости от степени вулканизации соотношение этих свойств каучука
постепенно изменяется. Для невулканизованных каучуков более характерным свойством является пластичность, а вулканизованные каучуки отличаются высокой эластичностью. Но при деформациях невулканизованного каучука наблюдается также частичное восстановление первоначальных размеров и формы,т. е. наблюдается некоторая эластичность, а при деформациях резины можно наблюдать некоторые неисчезающие остаточные деформации.
Упругая деформация практически устанавливается мгновенно при приложении деформирующего усилия и также мгновенно исчезает после снятия нагрузки; обычно она составляет доли процента от общей деформации. Этот вид деформации обусловлен небольшим смещением атомов, изменением межатомных и межмолекулярных расстояний и небольшим изменением валентных углов.
Высокоэластическая деформация резин увеличивается во времени по мере действия деформирующей силы и достигает постепенно некоторого предельного (условно-равновесного) значения. Она так же, как и упругая деформация, обратима; при снятии нагрузки высокоэластическая деформация постепенно уменьшается, что приводит к эластическому восстановлению деформированного
образца.
Высокоэластическая деформация, в отличие от упругой,характеризуется меньшей скоростью, так как связана с конформационными изменениями макромолекул каучука под действием внешней силы. При этом происходит частичное распрямление и ориентация макромолекул в направлении растяжения. Эти изменения не сопровождаются существенными нарушениями межатомных и межмолекулярных расстояний и происходят легко при небольших усилиях. После прекращения действия деформирующей силы вследствие тепловогодвижения происходит дезориентация молекул и восстановление размеров образца.
Специфическая особенность механических свойств каучуков и резин связана с высокоэластической деформацией.
Пластическая деформация непрерывно возрастает при нагружении и полностью сохраняется при снятии нагрузки. Она характерна для невулканизованного каучука и резиновых смесей и связана с необратимым перемещением макромолекул друг относительно друга.
Скольжение молекул у вулканизованного каучука сильно затруднено наличием прочных связей между молекулами, и поэтому вулканизаты, не содержащие наполнители, почти полностью восстанавливаются после прекращения действия внешней силы.
Наблюдаемые при испытании наполненных резин неисчезающие деформации являются следствием нарушения межмолекулярных связей, а также следствием нарушения связей между каучуком и компонентами, введенными в нею, например вследствие отрыва частиц ингредиентов от каучука. Неисчезающие остаточные деформации часто являются кажущимися вследствие малой скорости эластического восстановления, т. е. оказываются практически исчезающими в течение некоторого достаточно продолжительного времени.
Твердость резины
Твердость резины характеризуется сопротивлением вдавливанию в резину металлической иглы или шарика (индентора) под действием усилия сжатой пружины или под действием груза.
Для определения твердости резины применяются различные твердомеры.
Часто для определения твердости резины используется твердомер ТМ-2 (типа Шора), который имеет притупленную иглу, связанную с пружиной, находящейся внутри прибора.
Твердость определяется глубиной вдавливания иглы в образец под действием сжатой пружины при соприкосновении плоскости основания прибора с поверхностью образца (ГОСТ 263—75). Вдавливание иглы вызывает пропорциональное перемещение стрелки по шкале прибора.
Максимальная твердость, соответствующая твердости стекла или металла, равна 100 условным единицам.
Резина в зависимости от состава и степени вулканизации имеет твердость в пределах от 40 до 90 условных единиц.
С увеличением содержания наполнителей и увеличением продолжительности вулканизации твердость повышается; мягчители (масла) снижают твердость резины.
Теплостойкость
О стабильности механических свойств резины при повышенных температурах судят по показателю ее теплостойкости. Испытания на теплостойкость производят при повышенной температуре (70 °С и выше) после прогрева образцов при температуре испытания в течение не более 15 мин (во избежание необратимых изменений) с последующим сопоставлением полученных результатов с результатами испытаний при нормальных условиях (23±2°С).
Количественной характеристикой теплостойкости эластомеров служит коэффициент теплостойкости, равный отношению значений прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и других показателей, определенных при повышенной температуре, к соответствующим показателям, определенным при нормальных условиях. Чем ниже показатели при повышенной температуре по сравнению с показателями при нормальных условиях, тем ниже коэффициент теплостойкости.
Полярные каучуки обладают пониженной теплостойкостью.
Наполнители значительно повышают теплостойкость резин.
Износостойкость
Основным показателем износостойкости является истираемость и сопротивление истиранию, которые определяются в условиях качения с проскальзыванием (ГОСТ 12251—77) или в условиях скольжения по истирающей поверхности, обычно, как и в предыдущем случае, по шлифовальной шкурке (ГОСТ 426—77).
Истираемость ( определяется как отношение уменьшения объема образца при истирании к работе, затраченной на истирание, и выражается в м3/МДж [см3/(кВт(ч)].
Сопротивление истиранию ( определяется как отношение затраченной работы на истирание к уменьшению объема образца при истирании и выражается в МДж/м3 [см3/(кВт(ч)].
Истирание кольцевых образцов при качении с проскальзыванием более соответствует условиям износа протекторов шин при эксплуатации и поэтому применяется при испытаниям на износостойкость протекторных резин.
Теплообразование при многократном сжатии
Теплообразование резины при многократном сжатии цилиндрических образцови характеризуется температурой, развивающейся в образце вследствие внутреннего трения (или повышением температуры при испытании).
Морозостойкость резины
Морозостойкость—способность резины сохранять высокоэластические свойства при пониженных температурах. Свойства резин при пониженных температурах характеризуются коэффициентом морозостойкости при растяжении, температурой хрупкости и температурой механического стеклования.
Коэффициент морозостойкости при растяжении (ГОСТ 408—66) представляет собой отношение удлинения образца при пониженной температуре к удлинению его (равному 100%) при температуре 23±2°С под действием той же нагрузки.
Резина считается морозостойкой при данной температуре, если коэффициент морозостойкости выше 0,1.
Температура хрупкости Тхр—максимальная минусовая температура, при которой консольно закрепленный образец резины разрушается или дает трещину при изгибе под действием удара! ГОСТ 7912—74). Температура хрупкости резин зависит от полярности и гибкости макромолекул, с повышением гибкости молекулярных цепей она понижается.
Температурой механического стеклования называется температура, при которой каучук или резина теряют способность к высокоэластическим деформациям.
По ГОСТ 12254—66 этот показатель определяется на образцах,замороженных при температуре ниже температуры стеклования. Образец резины цилиндрической формы нагружают (после предварительного замораживания) и затем медленно размораживают со скоростью 1 °С в минуту и находят температуру, при которой деформация образца начинает резко возрастать.
Сопротивление старению и действию агрессивных сред
Старением называется необратимое изменение свойств каучука или резины под действием тепла, света, кислорода, воздуха, озона или агрессивных сред, т.е. преимущественно немеханических факторов.
Старение активируется, если резина одновременно подвергается воздействию механических нагрузок.
Испытания на старение производят, выдерживая резину в различных условиях (на открытом воздухе, в кислороде или воздух при повышенной температуре; в среде озона или при воздействии света и озона).
При атмосферном старении на открытом воздухе или термическом старении в среде горячего воздуха (ГОСТ 9.024—74) результат испытания оценивают коэффициентом старения, который представляет отношение изменения показателей каких-либо свойств, чаще всего предела прочности и относительного удлинения при разрыве к соответствующим показателям до
старения. Чем меньше изменения свойств при старении и коэффициент старения, тем выше сопротивление резины старению.
Сопротивление действию различных сред (масел, щелочей, кислот и др.) оценивается по изменению свойств — предела прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве в 1этих средах.
Оно характеризуется коэффициентом, представляющим отношение показателя после воздействия агрессивной среды к соответствующему показателю до ее воздействия.
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И УСТАЛОСТНАЯ ВЫНОСЛИВОСТЬ РЕЗИН
- Долговечность резин в условиях статической деформации
Прочность любого твердого тела понижается с увеличением продолжительности действия напряжения и поэтому разрушающая нагрузка не является константой твердого тела.
Разрушающая нагрузка — условная мера прочности только при строго определенных скорости деформации и температуре. Снижение прочности материала, находящегося в статически напряженном состоянии, называется статической усталостью. Продолжительность пребывания тела в напряженном состоянии от момента нагружения до разрушения называется долговечностью
материала под нагрузкой.
При температурах ниже ТХР полимеры ведут себя подобно хрупким твердым телам.
- Долговечность резины в условиях динамических деформаций
Снижение прочности материала вследствие многократных деформаций называется динамической усталостью или утомлением.
Сопротивление резин утомлению или динамическая выносливость выражается числом циклов деформации, необходимым для разрушения образца.
Максимальное напряжение в цикле деформации, соответствующее разрушению образца в условиях многократных деформаций, называется усталостной прочностью, а время, необходимое для разрушения резины в условиях многократных деформаций, —
динамической долговечностью.
Наиболее распространенным режимом испытаний на многократное растяжение является режим постоянных максимальных удлинений, который осуществляется на машине МРС-2. Это испытание проводится при постоянной амплитуде и заданной частоте (250 и 500 цикл/мин), а также при постоянном максимальном и среднем значениях деформации.
Влияние структуры и состава резин на ее долговечность.
Как правило, резина имеет высокую усталостную выносливость, если она обладает высокой прочностью, малым внутренним трением и высокой химической стойкостью. Влияние структуры или состава резины на эти свойства различно. Влияние типа каучука, характера вулканизационной сетки наполнителей, пластификаторов,антиоксидантов также неоднозначно.
Методы испытания долговечности выбираются с учетом реальных условий эксплуатации резины, видов и условий деформаций, имеющих решающее значение.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
- Ю. М. Лахтин “Материаловедение”, 1990, Москва, «Машиностроение”
- Н. В. Белозеров “Технология резины”, 1979, Москва, “Химия”
- Ф. А. Гарифуллин, Ф. Ф. Ибляминов “Конструкционные резины и методы определения их механических свойств”, Казань, 2000
- Руздитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Химия-11: Органич. химия. Основы общей химии: (Обобщение и углубление знаний): Учеб. для 11 кл. сред. шк. — М.: Просвещение, 1992. — 160 с.: ил. — ISBN 5-09-004171-7.
- Глинка Н. Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. — 23-е изд., стереотипное. / Под ред. В. А. Рабиновича. — Л.: Химия, 1984. — 704 с.ил.
- Большой Энциклопедический словарь. — М.: Большая российская энциклопедия,1998.
- Мегаэнциклопедия, http://mega.km.ru
Вклад участников
Сотников Виталий Александрович
www.wikipro.ru