Стойкость каучуков к воздействию различных факторов.
| Агрессивный фактор | Марка каучука | |||||||||||||
| НК | СКИ | СКС | БК | СКБ | СКЭП | ХП | СКН | ПБ | СКУ | СКТ | ХСПЭ | БАН | СКФ | |
| Пламя | ||||||||||||||
| Удар | ||||||||||||||
| Истирание | ||||||||||||||
| Растрескивание при изгибе | ||||||||||||||
| Атмосферные условия (старение) | ||||||||||||||
| Окисление | ||||||||||||||
| Озон | ||||||||||||||
| Радиация | ||||||||||||||
| Вода | ||||||||||||||
| Кислоты | ||||||||||||||
| Щелочи | ||||||||||||||
| Бензин, керосин | ||||||||||||||
| Бензол, толуол | ||||||||||||||
| Моющие жидкости | ||||||||||||||
| Спирты | ||||||||||||||
| Синтетические смазки | ||||||||||||||
| Силиконовые гидрожидкости | ||||||||||||||
| Фосфатные гидрожидкости | ||||||||||||||
| * 5 – вполне стойкие; 4 – стойкие; 1 – нестойкие |
Повышение стойкости к воздействию агрессивных сред в три-четыре раза осуществляется при дополнительном нанесении фторопластовых лаков на готовые изделия и также в результате радиационной вулканизации и модификации резиновых смесей.
Резины применяются для изготовления подшипников, колец, манжет и других деталей.
На рисунке приведен резинометаллический подшипник, состоящий из металлического корпуса, резиновых вкладышей, между которыми имеются смазочные канавки. Для облегчения вращения вала между резиновыми вкладышами и шейкой вала создается зазор 0,05-0,1 мм. Для защиты от коррозии, вызываемой контактом с резиной и смазкой, и для уменьшения абразивного износа шейка вала покрывается хромом толщиной 0,05-0,1 мм.
В торцевых уплотнениях применяются резиновые кольца круглого сечения по нормали Н 21 – 68, размеры которых соответствуют стандартам.
Резиновые кольца по Н 21-68 применяются в гидравлических устройствах в условиях возвратно-поступательного перемещения со скоростью до 0,3 м/с, в интервале температур от – 50 до + 1000С, при давлении до 100 кгс/см2. Давление может быть повышено до 1500 кгс/см2 в неподвижном соединении при использовании защитных шайб из фторопласта-4, подобранных по стандарту. В пневматических устройствах резиновые кольца применяются при давлении до 6 кгс/см2 и скорости перемещения до 0,5 м/с при условии жидкостного трения. Для изготовления колец по нормали Н 21-68, работающих при температуре до 1200С со смазкой маслом АМГ-10, применяется резиновая смесь ИРП-1225.
Для изготовления колец, работающих при температуре от – 60 до + 1000С со смазкой маслом АМГ-10 и водой, в воздухе при температуре от – 45 до + 1000С, применяется резиновая смесь В-14-1.
Для уплотнения валов и предотвращения вытекания минеральных масел, воды, дизельного топлива из внутренних полостей механизмов, а также для предотвращения проникновения извне воды и грязи применяются резиновые армированные манжеты.
Выпускаемые резиновые армированные манжеты, размеры которых соответствуют стандарту предназначены для уплотнения валов, работающих в минеральных маслах, воде, дизельном топливе при избыточном давлении до 0,5 кгс/см2, скорости до 20 м/с и температуре от – 45 до + 1500С.
Надежная работоспособность манжет и колец достигается при сопряжении с хромированным валом с шероховатостью поверхности по 9-му классу.
В зависимости от назначения резинового изделия и от технических требований к его свойствам в эксплуатации различают резины: общего назначения – используемые в производстве шин, ремней, рукавов, транспортных лент, резиновой обуви и других изделий массового применения, и специальные – масло-, нефте- и растворителестойкие; озоностойкие; морозостойкие, теплостойкие, газонепроницаемые, диэлектрические, токопроводящие, стойкие против действия агрессивных химикатов, радиационных излучений и др.
Для нужд современной техники применяют резины:
1. мягкие для пневматических шин, резиновых изделий и деталей промышленной техники, изделий широкого потребления и др.;
2. жесткие или эбонитовые для некоторых специальных электротехнических деталей, химически стойких обкладок и других целей; модуль упругости эбонита в 1000 раз больше модуля упругости мягкой резины;
3. пористые или губчатые, применяемые в производстве амортизаторов различного типа, сидений, матрацев, и изделий широкого потребления;
4. пастообразные для герметизации и уплотнения.
Существуют и другие классификации: в зависимости от видов сырья (резины из каучуков разных типов, саженаполненные и ненаполненные и т.п.), применяемого технологического процесса (клееные, формовые, штампованные и т.п.), от типа и конструкции изделий (шинные, камерные, рукавные, галошные и др.).
Основным носителем эластических, прочностных и других конструкционных свойств резины является каучук.
Каучуки массового назначения выпускаются в виде твердых полимерных продуктов, в форме крошки, брикетов, лент, а небольшую часть в виде жидких или лигомерных продуктов для герметизирующих паст и других специальных назначений. 5 – 10% мировой каучуковой продукции поставляется в виде латекса (водной дисперсии каучукового полимера), используемого для изготовления пенорезин, пропитки текстильного корда, тканей, бумаги и т.д.
Большинство резиновых изделий выпускается в виде резино-тканевых или резино-металлических конструкций, в которых текстильные материалы или металл служат арматурой. Расчеты прочности таких изделий, а также их эксплуатационные свойства подчиняются другим закономерностям, чем расчеты и свойства цельнорезиновых систем.
В текстильной арматуре – нитях и тканях – хлопчатобумажные и другие натуральные волокна все больше заменяются химическими – искусственными и синтетическими.
Одним из важнейших армирующих материалов для резиновой промышленности служит корд и металлокорд.
Вулканизация – основной и завершающий технологический процесс резинового производства, превращающий пластоэластические резиновые смеси в новый высокоэластический структурированный материал – резину. Подавляющее большинство заготовок резиновых изделий вулканизируется при нагреве под давлением и в процессе вулканизации приобретает заданную конфигурацию.
| Показатель | Сырой каучук (технический) | Мягкая резина (2%S) | Эбонит (32%S) | Резина из хлоропренового каучука |
| Плотность, г/см3 | 0,91 | 0,923 | 1,173 | 1,32 |
| Теплопроводность, кал/с×см×0С, х10-5 | 36 – 37 | |||
| Удельная теплоемкость, кал/г0С | 0,449 | 0,510 | 0,341 | 0,49 – 0,52 |
| Объемная сжимаемость, 1/бар, х10-6 | 51,0 | 51,0 | 24,3 | 44,0 |
| Коэффициент объемного расширения х105 | - | 66 – 72 | ||
| Коэффициент Пуассона | - | 0,5 | 0,2 | - |
| Скорость звука, м/с | - | - | ||
| Температура стеклования, 0С | -74…-69 | -72…-61 | - | -44 |
| Коэффициент преломления | 1,5190 | 1,5264 | 1,6 | - |
| Электрическая прочность, кв/мм | 20 – 30 | 25 – 100 | - | |
| Диэлектрическая проницаемость при 1000 циклах, с | 2,45 | 2,68 | 2,82 | 6,5 – 8,1 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь х10-3, при 1000 циклах, с | 1,8 | 1,8 | 5,1 | - |
| Электропроводность, ом×см, 10-18 | - |
Указанные в таблице типовые технические характеристики резин при комнатных и повышенных температурах могут существенно меняться в зависимости от конкретной рецептуры и технологии изготовления изделий. Однако они позволяют выбрать типы резин для получения машиностроительных деталей с заданными показателями долговечности и надежности.
Старение резин обусловливается окислением каучука под действием кислорода воздуха окружающей среды, разрушающим влиянием тепла, света, озона, механического утомления. Изменение свойств резин в естественных условиях хранения обычно называют естественным старением, в отличие от искусственного или ускоренного старения, под действием тепла, кислорода, озона, облучения и т.д. Показатели механических свойств резин после теплового или окислительного старения обычно определяют при комнатных температурах.