Резина (продукт вулканизации каучука)

Определение "Резина (продукт вулканизации каучука)" в Большой Советской Энциклопедии

Резина (от лат. resina — смола), вулканизат, продукт вулканизации каучука (см. Каучук натуральный, Каучуки синтетические). Техническая Резина (продукт вулканизации каучука) — композиционный материал, который может содержать до 15—20 ингредиентов, выполняющих в Резина (продукт вулканизации каучука) разнообразные функции (см. Резиновая смесь). Основное отличие Резина (продукт вулканизации каучука) от др. полимерных материалов (см. Пластические массы, Полимеры) — способность к большим обратимым, так называемым высокоэластическим, деформациям в широком интервале температур, включающем комнатную и более низкие температуры (см. Высокоэластическое состояние). Необратимая, или пластическая, составляющая деформации Резина (продукт вулканизации каучука) намного меньше, чем у каучука, поскольку макромолекулы последнего соединены в Резина (продукт вулканизации каучука) поперечными химическими связями (так называемая вулканизационная сетка). Резина (продукт вулканизации каучука) превосходит каучук по прочностным свойствам, тепло- и морозостойкости, устойчивости к действию агрессивных сред и др.

Классификация. В зависимости от температурных и др. условий эксплуатации, в которых Резина (продукт вулканизации каучука) сохраняет высокоэластические свойства, различают следующие основные группы Резина (продукт вулканизации каучука)

Резина (продукт вулканизации каучука) общего назначения, эксплуатируемые при температурах от —50 до 150 °С. Изготовляются на основе натурального, синтетических изопреновых, стереорегулярных бутадиеновых, бутадиен-стирольных, хлоропреновых каучуков и их разнообразных комбинаций. Теплостойкие Резина (продукт вулканизации каучука), предназначенные для длительной эксплуатации при 150—200 °С. Основой таких Резина (продукт вулканизации каучука) служат этилен-пропиленовые и кремнийорганические каучуки, бутилкаучук. Для Резина (продукт вулканизации каучука), эксплуатируемых при более высоких температурах (до 300 °С и выше), используют некоторые фторсодержащие каучуки, а также каучукоподобные полимеры типа полифосфонитрилхлорида. Морозостойкие Резина (продукт вулканизации каучука), пригодные для длительной эксплуатации при температурах ниже —50 °С (иногда до —150 °С). Для их получения применяют каучуки с низкой температурой стеклования (см. Стеклование полимеров), например стереорегулярные бутадиеновые, кремнийорганические, некоторые фторсодержащие. Такие Резина (продукт вулканизации каучука) могут быть получены и из неморозостойких каучуков, например бутадиен-нитрильных, при введении в состав резиновой смеси некоторых пластификаторов (эфиров себациной кислоты и др.). Масло- и бензостойкие Резина (продукт вулканизации каучука), длительно эксплуатируемые в контакте с нефтепродуктами, маслами и др. Их получают из бутадиен-нитрильных, полисульфидных, уретановых, хлоропреновых, винилпиридиновых, фторсодержащих, некоторых кремнийорганических каучуков. Резина (продукт вулканизации каучука), стойкие к действию различных агрессивных сред (кислото- и щёлочестойкие, озоностойкие, паростойкие и др.). Изготовляются на основе бутилкаучука, кремнийорганических, фторсодержащих, хлоропреновых, акрилатных каучуков, хлорсульфированного полиэтилена. Электропроводящие Резина (продукт вулканизации каучука) Для их получения используют различные каучуки, наполненные большими количествами электропроводящей (ацетиленовой) сажи. Диэлектрические (кабельные) Резина (продукт вулканизации каучука), характеризующиеся малыми диэлектрическими потерями и высокой электрической прочностью. Получают их из кремнийорганических, этилен-пропиленовых, изопреновых каучуков, наполненных светлыми минеральными наполнителями. Радиационностойкие Резина (продукт вулканизации каучука) (рентгенозащитные и др.). Основой их служат фторсодержащие, бутадиен-нитрильные, бутадиен-стирольные каучуки, наполненные окислами свинца или бария.

Помимо перечисленных Резина (продукт вулканизации каучука), различают также вакуумные, вибро-, свето-, огне-, водостойкие, фрикционные Резина (продукт вулканизации каучука), а также медицинские, пищевые и др.

Механические свойства резин на основе различных качуков¹

Показатели	Натуральный		Синтетический изопреновый		Стереорегуляр- ный бутадиеновый		Бутадиедн-a-метилстироль- ный маслонаполнен- ный		Бутилкаучук		Этиленпропи- леновый		бутадиен-нитрильный		Хлоропрено- вый
	I	II	I	II	I	II	I	II	I	II	I	II	I	II	I	II
Напряжение при 300% удлинения2, Мн/м2	2-3	12-14	1,5-3	8-13	1-1,3	7-11	0,8-1,3	10-11	0,6-1,5	4-7	9-15	11-19	1,5-2,5	11-12	1-1,5	6,5-10,5
Прочность при растяжении2, Мн/м2	25-33	25-35	23-35	23-35	2-5	16-19	2-3	19-25	15-20	15-23	17,5-28	20-26	3-4	28-31	21-28	19,5-21
Относительное удлинение, %	800-850	600-850	700-1000	600-800	250-750	400-600	700-800	550-650	800-950	400-850	400-600	370-500	500-700	550-700	750-1100	450-700
Сопротивление раздиру, кн/м, или кгс/см	50-100	130-150	30-90	110-160	5-7	35-45	7-10	70-90	8-20	50-85	40-55	40-50	—	65-80	25-45	55-70
Твёрдость по ТМ-2	35-40	60-75	30-40	60-70	40-52	57-68	32-43	50-60	27-32	60-85	42-68	40-68	—	69-72	37-50	55-60
Эластичность по отскоку, %	68-75	40-55	65-75	37-51	65-78	45-50	50-55	35-46	8-20	20-25	—	55	50-55	28-32	40-42	32-40
Модуль внутреннего трения, Мн/м2	0,12-0,26	1,8-2,2	0,13-0,26	2-2,4	0,25	1,6-1,8	0,28-0,35	2,2-2,6	—	—	—	—	—	—	—	—
Коэффициент истираемо-сти, cм3l(квт•ч)	—	270-330	—	280-340	0,5	170-190	—	300-340	—	300-350	—	220-300	—	170-200	—	350-450
Выносливость при многократных деформациях, тыс. циклов	—	170-180	—	130-160	—	100-130	—	60-85	—	—	—	—	—	—	—	—

¹Данные для температуры 22 ± 2 •С; I — ненаполненная резина; II — резина, наполненная активной сажей.
² 1 Мн/м² » 10 кгс/см².
 

  Свойства. Комплекс свойств Резина (продукт вулканизации каучука) определяется прежде всего типом каучука. Существенное влияние на механические характеристики Резина (продукт вулканизации каучука) (деформационные, прочностные) оказывают наполнитель (см. табл.), а также структура и плотность вулканизационной сетки. Важнейшее деформационное свойство Резина (продукт вулканизации каучука) — модуль (отношение напряжения к деформации) зависит от ряда факторов: условий механического нагружения (статические или динамические ); абсолютного значения напряжения и деформации, а также от вида последней (растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб); длительности или скорости нагружения, что обусловлено релаксационными явлениями, т. е. изменением реакции Резина (продукт вулканизации каучука) на механическое воздействие (см. Релаксация, Релаксационные явления в полимерах); состава (рецептуры) Резина (продукт вулканизации каучука)

В области относительно небольшой деформации (< 100%) модуль Резина (продукт вулканизации каучука) при растяжении на 5 порядков ниже модуля Юнга для стали [соответственно 0,5—8,0 и 2•10⁵ Мн/м² (5—80 и 2•10⁶ кгс/см²)] (см. также Модуль высокоэластический, Модули упругости). В указанной области деформации модуль Резина (продукт вулканизации каучука) при сдвиге примерно в 3 раза меньше, чем при растяжении. Вследствие практической несжимаемости Резина (продукт вулканизации каучука) (коэффициент Пуассона 0,48—0,50 против 0,28—0,35 для металлов) объёмный модуль Резина (продукт вулканизации каучука) на 4 порядка выше, чем модуль при растяжении.

Зависимость модуля Резина (продукт вулканизации каучука) от её состава может быть в отдельных случаях описана обобщёнными соотношениями, использование которых позволяет прогнозировать значение модуля Резина (продукт вулканизации каучука) и создавать т. о. материалы с заданными свойствами.

Деформирование саженаполненных Резина (продукт вулканизации каучука), характеризующихся высоким внутренним трением, обусловливает преобразование механической энергии деформации в тепловую. Этим объясняется высокая амортизационная способность Резина (продукт вулканизации каучука), косвенной характеристикой которой служит показатель эластичности по отскоку. Однако из-за низкой теплопроводности Резина (продукт вулканизации каучука) многократное циклическое нагружение массивных изделий, например шин, приводит к их саморазогреву (т. н. теплообразование), обусловленному упругим гистерезисом. Следствием этого может быть ухудшение эксплуатационных свойств изделий.

В реальных условиях эксплуатации Резина (продукт вулканизации каучука) находится в сложнонапряжённом состоянии, поскольку на изделия действуют одновременно различные деформации. Однако разрушение Резина (продукт вулканизации каучука) вызывается, как правило, максимальным растягивающими напряжениями. По этой причине прочностные свойства Резина (продукт вулканизации каучука) оценивают в большинстве случаев при деформации растяжения.

Технические характеристики Резина (продукт вулканизации каучука) существенно зависят от режимов приготовления резиновой смеси и ее вулканизации, от условий хранения полуфабрикатов и изделий и др. Свойства Резина (продукт вулканизации каучука) на основе каучуков, макромолекулы которых содержат ненасыщенные связи (например, натурального или синтетического изопренового), могут ухудшаться при эксплуатации Резина (продукт вулканизации каучука) в условиях длительного воздействия повышенных температур, кислорода, озона, ультрафиолетового света (см. Старение полимеров).

  Применение. Резиновая промышленность — один из важнейших поставщиков комплектующих деталей и изделий для многих отраслей народного хозяйства. Резина (продукт вулканизации каучука) — незаменимый материал в производстве шин, различных амортизаторов и уплотнителей; её применяют также для изготовления конвейерных лент, приводных ремней, рукавов, разнообразных изделий бытового назначения, в частности обуви (см. Резиновые изделия). Из Резина (продукт вулканизации каучука) изготовляют изоляцию кабелей, эластичные электропроводящие покрытия, протезы (например, искусственные клапаны сердца), детали наркозных аппаратов, катетеры, трубки для переливания крови и многое др. Объём мирового производства изделий из Резина (продукт вулканизации каучука) в 1974 превысил 20 млн. т. Наиболее крупные потребители Резина (продукт вулканизации каучука) — шинная промышленность (свыше 50%) и промышленность резинотехнических изделий (около 22 % ).

Лит.: Кошелев Ф. Ф., Корнев А. Е., Климов Н. С., Общая технология резины, 3 изд., М., 1968; Резниковский М. М., Лукомская А. И., Механические испытания каучука и резины, 2 изд., М., 1968; Усиление эластомеров, под ред. Дж, Крауса, пер. с англ., М., 1968; Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М., 1971; Труды международной конференции по каучуку и резине, М., 1971; Лукомская А. И., Евстратов В. Ф., Основы прогнозирования механического поведения каучуков и резин, М., [в печати].
  В. Ф. Евстратов.