Термическая стойкость.

Прочность химических связей в макромолекулах и их структура определяют термическую стойкость полимеров. По увеличению термической стойкости каучуки располагаются следующим образом: тиокол

При повышенных температурах (150 °С) органические резины теряют прочность после 1 —10 ч нагрева, резины на основе СКТ могут при этой температуре работать длительно. Прочность сило- ксановой резины при нормальной температуре меньше, чем прочность органических резин, при 200 °С их прочности одинаковы, а при температуре 250—300 °С она даже выше (рис. 230). Особенно ценны резины на основе СКТ при использовании их в условиях длительного нагрева.

Зависимость прочности различных резин от температуры

Рис. 230. Зависимость прочности различных резин от температуры:

/ — НК: 2 — хлоропрен; 3 — бутилкаучук: 4 — СКС; 5

СКН; 6 — СКТ

При повышенных температурах протекает деструкция макромолекул, выделяются жидкие и газообразные продукты, образуются циклические и ароматические структуры, обладающие высокой термостойкостью. При температуре в сотни и тысячи градусов термическая стойкость определяется по потере половины массы полимера за 30 мин (например, для НК, СКИ это 330 °С, для СКД — 410 °С).

Действие отрицательных температур. При низких температурах снижаются и даже полностью утрачиваются высокоэластические свойства, происходит переход в стеклообразное состояние и возрастание жесткости резины в тысячи и десятки тысячи раз. Коэффициент морозостойкости (уровень потери свойств) при сдвиге больше, чем при сжатии и растяжении (Кмсдв > Кмс>к > Кмраст).

Действие ионизирующего излучения на резину—радиационное старение. На стойкость к радиации влияет природа каучука, ингредиентов, защитных добавок (антирадов), среда. Наибольшая скорость старения у резин на основе структурирующихся каучуков (СКН, наирит, СКБ), под действием радиации у этих резин увеличивается твердость, уменьшается е. Наименьшая скорость старения у резин на основе НК, СКИ-3, СКЭП. Деструк- тируют резины из бутилкаучука Б К- Во фторкаучуке происходит сшивание линейных макромолекул, при этом растут твердость и модуль упругости, а о снижается незначительно. В порядке повышения относительной радиационной стойкости резин каучуки располагаются в следующий ряд: бутилкаучук < фторсодержащие каучуки < силиконовый каучук < хлоропреновый < акрилат- ный < бутадиен-нитрильный < бутадиен-стирольный < натуральный < этилениропиленовый < уретановый. Наиболее стойкими к старению являются уретановые резины (в макромолекулах каучука содержатся фенильные кольца). Стойкость резин к радиации может изменяться в зависимости от модификации каучука, ингредиентов, вида и количества защитных добавок (антирадов).

Резины на основе каучуков СКН и НК широко применяют в ядерной технике для изготовления уплотнительных резинотехнических деталей (РТД).

Зависимость статического модуля сжатия при радиационном старении на воздухе и в вакууме резины от температуры показана на рис. 231.

Действие вакуума. Резиновые уплотнители могут работать в вакууме при различных температурах, в агрессивных средах,

Рис. 231. Зависимость статического модуля сжатия при радиационном старении на воздухе (-) и в вакууме

(-) резины из СКН-26 от дозы

поглощенного излучения Д при различных температурах:

1, 5 — 20 °С; 2, 5 — 65 °С; 3, 7—80 ?С; 4, 8 — 100 “С: 9, 10 — 120 °С под высоким давлением. Однако недостатками резины являются газопроницаемость, газовыделе- ние, термоокисляемость. Оценка вакуумстойкости делается по потере массы и зависит от типа каучука.

По вакуумстойкости каучуки условно разделяют на три группы:

  • 1 — устойчивые в вакууме (термовакуумная стойкость выше термоокислительной) — СКИ-3, СКД, СКМС-10, СКЭП, СКФ-26, СКТФ-50, СКТФТ-100;
  • 2 — устойчивые в вакууме (термовакуумная стойкость ниже термоокислительной)—СКТ, СКТВ-1, СКТФВ-803;
  • 3 — неустойчивые в вакууме — СКУ, ПХП, СКН-40, СКФ-32. В промышленности в основном используются резины на основе

каучуков НК, СКИ-3, СКН-26, СКФ-26.

Вопросы для самопроверки
  • 1. Что называется резиной? Каковы ее состав и назначение отдельных компонентов (ингредиентов)?
  • 2. В чем сущность процесса вулканизации; как изменяются свойства ревины после вулканизации?
  • 3. Назовите основные синтетические каучуки, их состав и области применения резин на их основе.
  • 4. Назовите основные физико-механические свойства различных резиновых материалов и их применение.
  • 5. В чем сущность процессов старения резины? Какими способами защищают резину и резиновые детали от старения? Укажите эксплуатационную стойкость резин.
  • 6. Как изменяются свойства резин под действием озона, температуры, радиации и вакуума?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >