2 ГУМОВОТЕХНІЧНІ ТА УЩІЛЬНЮВАЛЬНІ ВИРОБИ
2.1 Матеріали, що застосовуються виробництва та відновлення гумовотехнічних виробів
У автомобілях широке застосування знаходять гумові вироби, що відповідають різноманітним вимогам відносно теплостійкості, морозостійкості, хімічної стійкості, твердості, еластичності і пружності. Початковим матеріалом для гум служать натуральний (НК) або синтетичний (СК) каучук.
Ізопентенові групи поліізопрену зв’язані в довгий молекулярний ланцюг, і це дозволяє віднести його до класу лінійних карболанцюгових полімерів.
Поліізопрен і його аналоги, а також полібутадієн і поліхлоропрен відносяться до класу еластомерів. Еластомерами називають полімери, що володіють в широкому температурному інтервалі високою еластичністю, –здатністю піддаватися значним (до тисячі і більше відсотків) оборотним деформаціям при модулі від сотих доль до декількох кілограмів на 1 см2. Ця здатність виявляється в інтервалі між температурою кристалізації (Г) або склування (Т) і температурою переходу еластомера у в’язкотекучий стан (Гт).
До еластомерів відносяться також співполімери дієнових і вінілових похідних (бутадієн-стирольний, бутадієн-нітрильний, бутилкаучук|, співполімери етилену і поліпропілену і ін.). Велике число еластомерів відноситься до еломентоорганічним з’єднань, наприклад кремнійорганічні і фторовмісні полімери. Загальною ознакою еластомерів є макромолекулярна будова, а також здатність до вулканізації. Каучуки (еластомери) в початковому стані для деталей не використовуються через їх високу пластичність.
Перехід пластичного каучуку в еластичну гуму називається вулканізацією, яка є процесом поперечного «зшивання» лінійних макромолекул в рідкосітчасту структуру. Як вулканізуючі агенти і прискорювачі вулканізація (curing) застосовує переважно сірку, тіурам, дифенілгуанідин, діазоз’єднання. До складу гумових сумішей (сирих гум), окрім каучуку і вулканізуючих агентів, входять наповнювачі (крейда, тальк, оксид цинку, оксид кремнію, вуглекисла магнезія, сажа), стабілізатори, пом’якшувальні засоби, сповільнювачі підвулканізації і інші спеціальні інгредієнти.
Вулканізована гумова суміш називається вулканізатом або гумою. До основних особливостей гуми як конструкційного матеріалу відносяться: малі значення модулів при зсуві, розтягуванні і стисканні; великий вплив тривалості дії прикладеного навантаження і температурного чинника на залежність напруга – деформація; практично постійний об’єм при деформації; значні механічні втрати при циклічних деформаціях.
Властивості каучуків і гум і сфера їх застосування можуть розрізнятися залежно від складу гумової суміші (таблиця 2.1).
Таблиця 2.1 – Характеристика каучуків і їх призначення
Найменування каучуків |
Коротке позначення |
Температура силування, °С |
Призначення |
Каучуки ізопренів: |
|||
натуральний |
НК |
-70 – -72 |
Загальне призначення, шини і гумотехнічні вироби (РТІ) |
синтетичні |
СКИ |
-66 – -70 |
Загальне призначення, шини, амортизатори, губчасті, вироби |
Бутадієнові каучуки |
СКД |
-95 – - 110 |
Протекторні, обкладочні гуми (каркас, брекер боковина) |
Бутадієнстірольні каучуки (БСЬК) |
СКС |
-72 – -30 |
Загальне призначення, шини, РТІ |
Етілегагропіленові каучуки |
скеп, скепт |
-55 – -65 |
Губчасті вироби, автомобільні віконні прокладки і інші деталі автомобілів |
Бутилкаучук |
БК |
-67 – -69 |
Загальне і спеціальне призначення, автомобільні камери, прогумовані тканини |
Бутадієн-нітрильні каучуки (БНК) |
скн |
-25 – -50 |
Маслобензостійкі РТІ (прокладки, манжети) |
Хлоропренові каучуки |
Наірит |
-40 |
Клинові ремені, прокладки і ущільнюючі деталі, зовнішній шар боковин шин |
Фторкаучуки |
СКФ |
-50 – -10 |
Ущільнення і герметизація виробів, що працюють у контакті з маслами, паливами і агресивними рідинами |
Силоксанові каучуки |
СКТВ СКТФВ СКТФТ СКТЭ |
-78 – -130 |
Герметизуючі, ущільнюючі і віброізолюючі прокладки |
Частковим замінником каучуку є регенерат– пластичний матеріал, який отримують шляхом переробки старих гумових виробів (покришок, камер, калош і т.д.) і відходів гумового виробництва. Гумові вироби з регенератом володіють підвищеною масло- і бензостійкою, стійкістю до дії кислот і лугів, але фізико-механічні властивості знижені.