RTI- eli kumiteknisilla tuotteilla on erityispiirteitä, joiden ansiosta niillä on edelleen suuri kysyntä. Varsinkin nykyaikaiset. Niillä on parannetut kimmoisuuden, muiden materiaalien ja aineiden läpäisemättömyyden indikaattorit. Myös omistaa korkeat hinnat sähköeristys ja muut ominaisuudet. Ei ole yllättävää, että kumituotteita käytetään yhä enemmän paitsi autoteollisuudessa myös ilmailussa.
Kun ajoneuvo on aktiivisessa käytössä ja on korkea mittarilukema, tekninen kunto RTI pienenee merkittävästi.
Hieman kumin kumin kulumisen ominaisuuksista
Kumin ja joidenkin polymeerityyppien vanheneminen tapahtuu olosuhteissa, joihin vaikuttavat:
- lämpimästi;
- valo;
- happi;
- otsoni;
- stressi / puristus / laajentaminen;
- kitka;
- työympäristö;
- käyttöaika.
Olosuhteiden, erityisesti ilmastollisten, jyrkkä lasku vaikuttaa suoraan kumituotteiden tilaan. Niiden laatu heikkenee. Siksi polymeeriseoksia käytetään yhä enemmän, jotka eivät pelkää alentaa asteita ja lisätä niitä.
Kumiteknisten tuotteiden laadun heikkenemisen myötä ne epäonnistuvat nopeasti. Usein kevät-kesäjakso, talven kylmyyden jälkeen, on käännekohta. Kun lämpömittarin lämpötila nousee, kumituotteiden ikääntymisnopeus kasvaa 2 kertaa.
Kumiteknisten tuotteiden elastisuuden menettämisen varmistamiseksi riittää selviämään merkittävästä ja terävästä kylmästä. Mutta jos vuoraukset ja holkit muuttavat geometrisia muotojaan, pieniä repeämiä ja halkeamia ilmenee, tämä johtaa tiiviyden puutteeseen, mikä puolestaan johtaa järjestelmien ja liitäntöjen rikkoutumiseen autossa. Vähintään, joka voi ilmetä, on vuoto.
Kumituotteita verrattaessa neopreeni on parempi. Kumikumituotteet ovat alttiimpia muutoksille. Jos et suojaa sekä niitä että muita auringolta, polttoaineilta ja voiteluaineilta, happamilta tai syövyttäviltä nesteiltä, mekaanisia vaurioita, ne eivät voi ylittää edes valmistajan määrittelemää vähimmäiskäyttöaikaa.
Erilaisten kumituotteiden ominaisuudet
Polyuretaani- ja kumikumituotteiden ominaisuudet ovat täysin erilaiset. Siksi säilytysolosuhteet vaihtelevat.
Polyuretaani eroaa siinä, että se:
- muovi;
- elastinen;
- ei ole alttiina murenemiselle (toisin kuin kumituotteet);
- ei jäädy kuin kumi, kun lämpötila laskee;
- ei menetä geometrisiä muotoja;
- elastinen, riittävän kiinteä;
- kestää hankaavia aineita ja aggressiivisia aineita.
Tätä nestesekoituksella saatua materiaalia käytetään laajalti autoteollisuudessa. Synteettinen polymeeri on vahvempi kuin kumi. Homogeenisella koostumuksella polyuretaani säilyttää ominaisuutensa erilaisissa olosuhteissa, mikä yksinkertaistaa sen käyttöolosuhteita ja ominaisuuksia.
Kuten yllä olevasta materiaalista voidaan nähdä, polyuretaani hyötyy kumituotteista ominaisuuksiltaan. Mutta se ei päde yleismaailmallisesti. Lisäksi esiin tulee silikoniseoksia. Ja mikä on parempi - kaikki kuljettajat eivät ymmärrä.
Polyuretaanin valmistus kestää kauemmin teknisesti. Kumikumituotteiden valmistaminen kestää 20 minuuttia. Ja 32 tuntia polyuretaanille. Mutta kumi on materiaali, joka syntyy mekaanisella sekoituksella. Tämä vaikuttaa sen koostumuksen heterogeenisyyteen. Se aiheuttaa myös komponenttien elastisuuden ja homogeenisuuden menettämisen. Kumiletkut ja tiivistetyt vuoraukset jähmettyvät ja kovettuvat varastoinnin aikana, halkeilevat pinnalla ja pehmenevät sisältä. Niiden voimassaoloaika on vain 2-3 vuotta.
Hoito ja säilytys
Paljon riippuu kumituotteiden tilasta ja laadusta tärkeä prosessi- hallinnan hallinta. Ymmärtääksesi kumiteknisten tuotteiden tärkeyden, sinun on tiedettävä, että rikkomukset niiden rakenteessa johtavat seuraaviin seurauksiin:
- lisääntynyt renkaiden kuluminen raskaassa kuormituksessa joidenkin järjestelmien ja liitäntöjen virheellisestä toiminnasta johtuen;
- epäsäännöllisyydet jarrutusradalla;
- konkreettisia rikkomuksia palautetta ohjauspyörän ohjauksella;
- osien tuhoaminen - naapurit tai läheiset solmut.
Kumitavarat on säilytettävä:
- Taita vapaasti, jotta ei aiheudu tarpeetonta rasitusta tai tiivistymistä;
- Tarkkaile tarpeellista lämpötilajärjestelmä välillä nollasta plus 25 asteeseen;
- Olosuhteissa, joissa ei ole korkeaa kosteutta, yli 65 %;
- Huoneissa, joissa ei ole loistelamppuja (on parempi korvata ne hehkulampuilla);
- Olosuhteissa, joissa otsonia ei ole saatavilla suuria määriä tai sitä tuottavia laitteita;
- Kiinnitä huomiota suorien auringonsäteiden olemassaoloon / puuttumiseen (ei voi olla suoraa UV-altistumista sekä olosuhteita, jotka aiheuttavat kumituotteiden lämpöä ylikuumenemista).
Lämpötilavaihteluilla kylmän ja kuuman kauden aikana on ymmärrettävä, että kumituotteiden taattu varastointiaika on kaventunut lukuon, joka vastaa 2 kuukautta.
Renkaiden iästä tai "ikääntymisestä" on aina ollut kiistoja ja kiistoja. Joissakin maissa valmistajilta vaadittiin jopa painamaan käyttöaika kumiin, kuten elintarvikkeisiin. Joissakin Amerikan osavaltioissa esite, jossa kuvataan mahdollisia ongelmia jos renkaita ei vaihdeta pitkään aikaan.
Kemiallista prosessia, joka saa kumin vanhenemaan, kutsutaan hapetukseksi. Jatkuvassa kosketuksessa hapen kanssa kumi alkaa kuivua ja muuttuu jäykemmäksi, mikä ilmenee pinnan halkeamia. Mielenkiintoisinta on, että rengas alkaa ikääntyä rungon sisäkerroksista, ei ulkopuolelta. Koostumuksen elementtien kovettumisesta johtuen delaminaatioprosessi alkaa, kun kumipalat irtoavat johtokerroksista.
Ikääntymisasteen määrää neljä päätekijää.
Eristävän kerroksen laatu. Renkaan sisäpuolelta ohut butyylikumista kerros on suunniteltu estämään pyöriin pumpatun ilman karkaamista. Mutta silti, osa happea vuotaa tämän kerroksen läpi aiheuttaen kemiallisen reaktion sisäkerrosten kanssa.
Ilmanpaine. Hapettumisen vaikutus lisääntyy suhteessa ilmanpaineeseen, mitä enemmän, sitä nopeammin. Eli täytetty kumi vanhenee paljon nopeammin kuin tyhjennetty.
Lämpötila. Korkeat lämpötilat lisäävät hapen reaktiivisuutta, mikä helpottaa sen imeytymistä kumitiivistekerroksen läpi ja helpottaa vuorovaikutusta sisäpintakerrosten kanssa.
Käyttötiheys. Ajon aikana, paineen alla keskipakoisvoima, renkaan sisällä oleva voiteluaine kiertää mikrohuokosjärjestelmän läpi, eli se alkaa liikkua. Siten kumin "öljytys". Kun pyörät ovat joutokäynnillä, tätä ei tapahdu ja ne alkavat kuivua nopeammin.
Saksalainen ADAC suosittelee renkaiden vaihtoa kuuden vuoden välein ulkonäöstä riippumatta. Vuonna 1990 ryhmä BMW valmistajat, Volkswagen, Mercedes-Benz, Yleiset moottorit antoi yhteisen lausunnon, että yli 6 vuotta vanhoja renkaita ei suositella käytettäväksi. Daimler / Chrysler ilmoitti vuonna 2005, että se suosittelee, että renkaat tarkastetaan huolellisesti 5 vuoden kuluttua ja vaihdetaan 10 vuoden kuluttua. Myöhemmin Michelin ja Continental tukivat suositusta.
Amerikkalaiset tarkastelivat auton vakuutuskorvauksia pyöräongelmista ja keksivät mielenkiintoisen mallin. Kaikista vakuutuskorvauksista 77 % tehtiin viidessä eteläisimmässä osavaltiossa, ja näistä tapauksista 87 %:ssa renkaat olivat yli 6 vuotta vanhoja. Tämä vahvistaa epäsuorasti korkeiden lämpötilojen negatiiviset vaikutukset ajan myötä.
Trendiä seurattiin myös renkaiden kanssa korkea indeksi nopeudet menettävät kuntonsa hitaammin. On myös sanottava, että vanhemmat renkaat ovat alttiimpia epätasaiselle kulumiselle, etenkin mitä tulee kesärenkaat autoja varten.
Johtopäätökset:
Jos autosi renkaat ovat yli 6 vuotta vanhoja, se ei tarkoita, että ne pitäisi vaihtaa. Tarkista vain huolellisesti niiden sivuseinien halkeamia, jos niitä on, tämä on merkki siitä, että on aika etsiä uusia tai käytettyjä renkaita. Shinkomplekt-sivuston mukaan viime aikoina käytettyjen pyörien myynti maailmassa on kasvussa huonon taloustilanteen vuoksi.
Jeeppien varapyörät, jotka riippuvat takaluukussa ilmalla ja kesällä suorassa auringonpaisteessa, vanhenevat ja kuivuvat erityisen nopeasti. Jos renkaita säilytetään tasaisena ja suojattuna auringolta sisätiloissa, ne säilyttävät kuntonsa pidempään.
Ikääntyvä kumi- hapetusprosessi pitkäaikaisen varastoinnin tai käytön aikana, mikä johtaa sen fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksien muuttumiseen (kuva 8.4).
Pääasiallinen ikääntymisen syy on kumin hapettuminen eli hapen lisäys kumin kaksoissidoskohdassa, jonka seurauksena sen molekyylit repeytyvät ja lyhenevät.
Tämä johtaa kimmoisuuden menettämiseen, haurastumiseen ja lopulta halkeamien verkoston ilmestymiseen vanhentuneen kumin pinnalle.
Altistuminen lämmölle, valolle, säteilylle, mekaanisille muodonmuutoksille ja hapetuskatalyyttien (vaihtelevan valenssin metallien suolat) läsnäolo aktivoi ja nopeuttaa kumien ja kumin hapettumista.
Koska hapettumista aktivoivien tekijöiden rooli vaihtelee kumin luonteen ja koostumuksen mukaan, erotetaan seuraavat ikääntymistyypit.
Lämpö ikääntyminen
Taulukko 8.3.
Tärkeimpien lentokumien fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet ja niiden käyttö
| Kumi merkki | Kumi | σz, MPa | ε z | θ z | Shore-kovuus, MPa | t xp,°C | Suhde orgaanisiin liuottimiin | Sovellus |
| % | ||||||||
| NK NK | 1.6 | 45…60 0,4…0,6 | -50 -50 | Epävakaa Sama | Tiivisteosat, öljytiivisteet, iskunvaimentimet Tiivisteosat, iskunvaimentimet | |||
| 15RI10 | Nc | 0,3…0,4 | -55 | » | Lentokoneen pyöräkamerat | |||
| 14RI324 | Nc | 0,7…1,4 | -56 | » | Lentokoneen renkaat | |||
| SKN | 1,0…1,4 | -28 | Pysyvä | Sisäkerros ja liittimet joustaville polttoainesäiliöille | ||||
| NO-68-1 | Nairnt * SKN | 0,7…1,2 | -55 | Myös | Tiivisteosat liikkuville liitoksille | |||
| B-14-1 | SKN | 1,6…1,9 | -50 | » | Tiivisteosat kiinteisiin liitoksiin | |||
| IRP-1354 | SKTFV* | 0,6…1,0 | -70 | Epävakaa | Tiivisteet, korkit, putket, | |||
| IRP-1287 | SCF | 1,2…15 | -25 | Pysyvä | Tiivisteosat, kumi-metallitiivisteet | |||
| TRI-1401 | SKTV | 1,0…1,8 | -50 | Epävakaa | Tiivistysletkut | |||
| IRP-1338 | SKTV | 5,0 | 0,7…1,2 | -70 | Pysyvä | Tiivisteet, korkit, putket |
* Synteettinen lämmönkestävä kumi, jossa on fenyyli- ja vinyyliradikaaleja
Lämpö ikääntyminen(terminen, lämpöhapettava) tapahtuu, kun kohonneet lämpötilat 4 lämpöaktivoidun kumin hapettumisen seurauksena. Lämpövanhenemisnopeus kasvaa lämpötilan noustessa. Lämmölle altistuessaan ikääntyminen tapahtuu koko kumimassassa.
Riisi. 8.4 Ikääntymisen keston vaikutus tilapäiseen vastustuskykyyn ( a) ja venymä ( b) luonnonkumipohjaiset ( 1 ), styreenibutadieeni ( 2 ) ja kloropreeni ( 3 ) kumit
Kevyt ikääntyminen on tulosta valolla aktivoidusta kumin hapettumisesta. Käytännössä kumituotteiden (renkaat, ilmapallot jne.) käytön aikana hapen ja valon yhteisvaikutusta havaitaan aina. Tehokkain vaikutus on violetti ja ultraviolettivalosäteily. Kevyt ikääntyminen muuttaa kumin ominaisuuksia pintakerroksista alkaen. Kumin valon vanhenemisenkestävyys määräytyy kumien ja muiden kumin ainesosien ominaisuuksilla, jotka voivat toimia valonsuodattimina, valon stabilaattoreina, kuten sinkkioksidi tai titaanioksidi.
Otsonivanheneminen- Kumin tuhoutuminen otsonin vaikutuksesta on yksi aktiivisimmista ikääntymisen tyypeistä. Toisin kuin hapen vanheneminen, jota tapahtuu koko massassa, otsoni vaikuttaa kumin pintaan. Tapahtuvien reaktioiden luonteen vuoksi kumien otsonivanheneminen eroaa vanhenemisesta ilmakehän happi... Otsoni vuorovaikuttaa kumin kanssa kaksoissidoskohdassa muodostaen otsonideja:
jotka muuttuvat isootsonideiksi
hajoaa muodostaen kumin hapetustuotteita. Jos kumipinnalla on muodonmuutoksia otsonin vaikutuksesta, ilmaantuu halkeamia, jotka on suunnattu kohtisuoraan vetojännityksiin nähden. Nopeasti kasvavat ne johtavat kumin tuhoutumiseen.
Otsonin vaikutuksesta venyttämättömään kumiin sen pinnalle ilmestyy hauras kalvo, mutta halkeamia ei esiinny. Monien antioksidanttien, kuten vahan, läsnäolo vähentää otsonin ikääntymistä.
Vanheneminen mekaanisen rasituksen vuoksi ja hapettumisprosessit, jotka aktivoituvat mekaanisella vaikutuksella, johtavat kumin lujuuden ja taipuisuuden menettämiseen. Tietyntyyppiset kumituotteet (renkaat, hihat, vyöt jne.) altistuvat eri tyyppejä muodonmuutoksia, joiden seurauksena oksidatiiviset prosessit voimistuvat mekaanisten muodonmuutosten amplitudin kasvaessa. Kumiin on lisättävä asianmukaisia lisäaineita dynaamisten kuormien vaikutusten vähentämiseksi kumin ominaisuuksiin.
Säteilyn ikääntyminen ionisoivan säteilyn vaikutuksesta johtaa kumin fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksien jyrkkään heikkenemiseen. Säteilytettäessä kumiin muodostuu vapaita polymeeriradikaaleja, jotka ovat vuorovaikutuksessa hapen kanssa. Lisäksi ilmakehässä ilman ionisaation seurauksena syntyvän otsonin vaikutus voi heijastua kumin ikääntymisprosessiin säteilyn vaikutuksesta. Ikääntymisnopeus riippuu säteilyannosnopeudesta.
Ilmakehän ikääntyminen kumi etenee todellisissa ilmakehän käyttöolosuhteissa, kun hapen, otsonin, valon, lämmön, kosteuden ja mekaanisen rasituksen yhteisvaikutus. Kaikkien näiden tekijöiden vaikutuksesta syntyy useita samanaikaisesti tapahtuvia kemiallisia reaktioita, jotka edistävät kumin ikääntymistä.
Taistelu ikääntymistä vastaan koostuu antioksidanttien lisäämisestä kumiyhdisteeseen sekä auringonvalon heijastimiin, kuten alumiinijauheeseen. Lentokoneen pyörien käyttöiän pidentämiseksi ne ladataan käytön aikana typellä, mikä hidastaa merkittävästi kumin ikääntymistä. Ikääntymistä voidaan hidastaa noudattamalla vahvistettuja kumituotteiden käyttöä ja säilytystä koskevia sääntöjä.
Suorituskykyominaisuudet kumit määräytyvät tuhoamisen ja silloittumisen kilpailevien vaikutusten perusteella. Vakaimmat kumit perustuvat polysiloksaaneihin, fluoroelastomeeriin ja kloorisulfonoituun polyeteeniin. Tällaisten kumien lujuus ja plastisuus 10 vuoden avoimen altistuksen jälkeen ulkoiselle ympäristölle muuttuvat enintään 10 ... 15 %. . Kumien säänkestävyyteen vaikuttaa merkittävästi täyteaineiden, modifiointiaineiden ja vulkanointilisäaineiden läsnäolo.
Yhteenveto. Huolimatta olemassa olevasta muovien, kumien, tiiviste- ja tiivistysmateriaalien valikoimasta on olemassa suuri tarve kehittää uusia, lupaavia materiaaleja, jotka keskittyvät astronautiikan tarpeisiin. Se syntyi kiristysvaatimusten yhteydessä vähentämään määrää teknisiä prosesseja tuotteiden valmistuksessa, laajentaminen lämpötila-alue, avaruusalusten ja kantorakettien tehokkuus ja aktiivisen olemassaolon kesto. Tehtävien tavoitteena on luoda uusia muovi- ja kumiluokkia, tiivisteitä ja yhdisteitä (mukaan lukien johtavat kumit ja tiivisteet; lämpö-, pakkas- ja aggressiiviset kumit; lämpöä, aggressiivista kestävät anaerobiset tiivisteet; lämpöä johtavat yhdisteet, jotka imevät mikroaaltoja energia). Tällaisten materiaalien avulla on mahdollista luoda rakenteellisia elementtejä, jotka määrittävät 2000-luvun teknisen kehityksen.
Palvelevatko he sinua hyvin, hyvin pitkään? Luuletko, että ajoneuvojen kilometrimäärä on renkaiden suurin vihollinen? Mutta näin ei ole. Oletko koskaan miettinyt, mitä tapahtuu sellaisten autojen renkaille, joita ei todellisuudessa käytetä? Itse asiassa renkaat voivat olla täysin kuluneet, vaikka autosi vain seisoisi paikallaan.
Aluksi muistutetaan, että renkaat ovat ainoat ajoneuvon osat, jotka ovat suoraan vuorovaikutuksessa tienpinnan kanssa. Siksi kenenkään kuljettajan ei pitäisi koskaan unohtaa niitä. Muista, että joka päivä tiellä olevan auton renkaat saavat valtavan kuormituksen. Luonnollisesti renkaiden kunto heikkenee ajan myötä. Mutta tietysti kaikki tietävät tämän. Loppujen lopuksi kaikki on loogista. , sitä enemmän renkaat kuluvat. Loppujen lopuksi kaikki renkaat on suunniteltu tietylle mittarilukemalle.
Mutta valitettavasti monet autonomistajat unohtavat jostain syystä, että kilometrimäärän lisäksi kumi voi yksinkertaisesti vanheta ja kulua ajan myötä, vaikka autoa käytettäisiin hyvin harvoin tai se on paikallaan.
Joten vaikka autosi olisi paikallaan, uusi kumi muuttuu ajan myötä käyttökelvottomaksi.
Kiinnitä huomiota pihojen vanhoihin autoihin, jotka ovat seisoneet monta vuotta ja ovat vähitellen mätänemässä. Varmasti näit kuinka ajan myötä tällaisissa autoissa kumi halkeilee, turpoaa, mikä myöhemmin räjähtää.
Joten miksi auton renkaat saavuttavat tämän huononemisvaiheen, vaikka autoa ei käytetä?
Katsotaanpa ensin renkaan suunnittelua. Renkaan pääainesosa on ilmeisesti kumi. Myös rakenteessa on metallikerros, joka vahvistaa renkaan seinämiä.
Jos olet joskus nähnyt sen repeytyneenä tai repeytyneenä auton rengas, olet todennäköisesti huomannut, että metallikerroksen päät, kuten myös muut renkaan kerrokset, työntyvät esiin vaurioituneen kumin leikatuista repeytyneistä päistä.
Mitä tulee autokumin hajoamiseen, meidän on muistettava koulusta, että kumi on kumia.
Kumi on orgaaninen materiaali, jota löytyy kasveista ja puista. Luonnollisesti kumin tulee olla biohajoavaa.
Totta, moderni kumi ei tietenkään ole enää puhdasta kumia. Tänään kuitenkin auton renkaat edelleen kumia, mutta ei luonnollista. Kemianteollisuus ei pysy paikallaan. Jo pitkään maailmassa on autoteollisuudessa käytetty täysin synteettistä kumia, joka on paljon parempi kuin luonnonkumi sekä ominaisuuksiltaan että hinnaltaan.
Totta, huolimatta siitä, että renkaissa käytetty synteettinen kumi sekoitetaan erilaisiin polymeereihin, jotka tekevät kumista vahvemman ja kestävämmän ulkoisia aggressiivisia olosuhteita vastaan, ajan myötä jopa synteettinen materiaali vanhenee ja tuhoutuu. Asia on, että hiiltä on edelleen läsnä kumissa, joka on luonnollinen kemiallinen alkuaine, joka on osa monia aineita planeetalla. Joten hiilen osalta, joka vaikka tuotetaan keinotekoisella menetelmällä, on melko luonnollista muuttaa sen tilaa ajan myötä.
Olet ehkä huomannut, että vanhojen renkaiden suorituskyvyn heikkeneessä niistä tulee kovempia ja siten hauraampia. Etkö usko minua? Tule sitten mukaan vanha auto, joka on ollut pihalla pitkään ja potkaisee pyörään. Ja ymmärrät kuinka paljon vanha kumi muuttui kiinteäksi.
Miksi kumi jäykistyy ajan myötä?
Kumin vulkanointi, joka osoittaa kuinka polymeerien kemialliset sidokset vahvistuvat
Kaikki tämä liittyy vulkanointiprosessiin. Vulkanointi on teollinen prosessi, jossa kumia kovetetaan käyttämällä rikkiä ja muita "kiihdyttimiä", jotka luovat sidoksia kumin muodostavien molekyylien välille. Tämän prosessin seurauksena kumista tulee sopiva käytettäväksi vaadituissa olosuhteissa, joihin liittyy jatkuvaa rasitusta - kumi vahvistuu. Lisäksi vulkanointiprosessi antaa renkaille joustavuutta.
Tämä saavutetaan lämmön ja paineen avulla laitoksen olosuhteissa, joissa auton renkaat... Mutta vaikka renkaat ovat lähteneet tehtaalta, vulkanointiprosessi ei pysähdy. Kun renkaat ovat päällä avoin tila, sitten ne alkavat imeä valoenergiaa, lämpöä ja alkavat myös kärsiä jatkuvasta kitkasta auton käytön aikana. Tämän seurauksena renkaiden kumissa olevat kemialliset yhdisteet kovettuvat ajan myötä. Eli itse asiassa renkaat vahvistuvat ja vahvistuvat. Tässä tapauksessa kumin joustavuus kuitenkin menetetään. Viime kädessä vulkanointiprosessi tekee pahan tekonsa. Kumi vahvistuu ajan myötä pisteeseen, jossa se yksinkertaisesti alkaa halkeilla ja romahtaa.
Mutta tämä ei ole ainoa prosessi, joka pilaa minkä tahansa, vaikka autoa käytetään harvoin.
Luettelo renkaiden kulumisen syistä sisältää myös prosessin, joka johtaa kumin hapettumiseen. Hapen ja otsonin yhdistelmä heikentää renkaiden lujuutta ja joustavuutta.
Erityisesti hapen ja otsonin yhdistelmä tuhoaa renkaiden metallikerroksen ja kumin välisen sidoksen.
Lisäksi kun kumia kuumennetaan jatkuvasti, lämmön ja hapen yhdistelmä muuttaa kumin sisältämiä polymeerejä. Tämän seurauksena tämän prosessin kumi alkaa kovettua, kunnes se muuttuu hauraaksi. Tämän seurauksena renkaiden pintaan ilmestyy halkeamia.
Viimeinen luonnollinen syy renkaiden ikääntymiseen on vesi. Kumia pidetään vedenpitävänä. Mutta vuosien renkaiden käytön jälkeen vettä voi imeytyä kumiin ja sitoutua renkaan rakenteen sisällä oleviin metalliosiin. Näin ollen tämä johtaa metallirungon ja kumin renkaiden sidosominaisuuksien huononemiseen.
Ennemmin tai myöhemmin tämä johtaa lämmönkestävyyden ja lujuuden heikkenemiseen renkaan sisällä. Tämän seurauksena renkaan rakenteen sisäiset liitokset alkavat romahtaa, mikä johtaa väistämättä rengasvaurioihin.
Autonomistajien usein tekemät virheet johtavat nopeisiin rengasvaurioihin
Yksi yleisimmistä virheistä, joita autoilijat tekevät käyttäessään uusia renkaita, on väärä pysäköinti auto. Tämä pätee erityisesti aloitteleville kuljettajille, jotka eivät kiinnitä huomiota kumiin.
Esimerkiksi monet meistä ajavat autoa pysäköidessään reunakiveyteen, töyssyyn tai koloon. Tämän seurauksena auton pyörä jää alle korkea verenpaine kumin rypistymisestä johtuvan tilavuuden pienenemisen seurauksena. Tämä renkaan tilavuuden pieneneminen johtaa ilmanpaineen nousuun renkaan seinämissä.
Tämän seurauksena, kun jätät auton jatkuvasti epätasaiselle alustalle, nopeuttaa kumin hapettumista ja aiheuttaa myös paineilma vaikuttaa haitallisesti renkaan rakenteen sisäiseen rakenteeseen. Tämän seurauksena kiihtyy yleinen prosessi renkaiden huononeminen ja kulumisnopeus lisääntyvät luonnollisesti.
Yksi vielä yleinen virhe autonomistajia, mikä johtaa nopea kuluminen ja renkaiden vaurioituminen on koneen toimintaa pyörillä, joita ei ole oikea paine renkaissa.
Esimerkiksi jos renkaissa on riittämätön paine, jota valmistaja suosittelee, silloin auton käytön aikana syntyy suuri määrä lämpöä kitkan lisääntymisen vuoksi. Tämä johtuu siitä, että alipaineisissa renkaissa on suurempi renkaan kosketuskohta tienpinnan kanssa, mikä viime kädessä nopeuttaa kumin kulumista.
Ylipaineistetut renkaat muuttuvat jäykemmiksi ja vähemmän joustaviksi. Tämän seurauksena renkaiden sisään ilmaantuu ylipainetta, joka kohdistuu renkaiden metallikerrokseen. Tämän seurauksena renkaiden sisäkerros voi iskujen sattuessa muuttua Lyhytaikainen mene ulos. Yksinkertaisesti sanottuna pyörän "tyrä" ilmestyy. Tämän seurauksena sinun on vaihdettava rengas uuteen. Erityisesti paineistetut renkaat eivät pidä kuopista ja muista epäsäännöllisyyksistä.
Mikä on auton kumin säilyvyys?
Kuten olemme jo sanoneet, vaikka et käyttäisi autoa uusilla renkailla, renkaat tulevat ennemmin tai myöhemmin käyttökelvottomiksi. Ja meitä ympäröivä aggressiivinen luonnonympäristö pilaa heidät.
Mikä on renkaiden käyttöikä ajassa mitattuna kilometrimäärästä riippumatta? Asiantuntijoiden ja rengasvalmistajien mukaan tämä ajanjakso on 6-9 vuotta niiden valmistuspäivästä.
Lisäksi monet rengasvalmistajat neuvovat kuljettajia vaihtamaan renkaat uusiin heti, kun havaitaan merkkejä huononemisesta, kulumisesta jne. Esimerkiksi kun renkaiden sivuseinistä löytyy halkeamia, kun kulutuspinta on vaurioitunut, kun syntyy pieniäkin tyriä jne.
Siksi jokaisen kuljettajan ei tule luottaa pelkästään auton ajokilometreihin päättäessään renkaiden vaihtamisesta uusiin.
Sisältö1. KIRJALLINEN KATSAUS.
1.1. JOHDANTO
1.2. KUMIJEN INHENTEMINEN.
1.2.1. Ikääntymisen tyypit.
1.2.2. Lämpö ikääntyminen.
1.2.3. Otsonivanheneminen.
1.3. ANTI-AGEING AINES JA ANTI-ZONANTS.
1.4 POLYVINYYLIKLORIDI.
1.4.1. PVC plastisolit.
2. TUTKIMUSSUUNNAN VALINTA.
3. TUOTTEEN TEKNISET EHDOT.
3.1. TEKNISET VAATIMUKSET.
3.2. TURVALLISUUSVAATIMUKSET.
3.3. TESTAUSMENETELMÄT.
3.4. VALMISTAJAN TAKUU.
4. KOKEELLINEN.
5. SAADUT TULOKSET JA NIIDEN KESKUSTELU.
PÄÄTELMÄT.
LUETTELO KÄYTETTÄVÄSTÄ KIRJALLISTA:
Huomautus.
Kotimaisessa ja ulkomaisessa teollisuudessa renkaiden ja kumituotteiden valmistukseen käytetään laajalti antioksidantteja, joita käytetään suurimolekyylipainoisten tahnojen muodossa.
Tässä työssä tutkimme mahdollisuutta saada ikääntymistä estävää pastaa, joka perustuu kahden antioksidantin, diafen FP:n ja diafen FF:n, yhdistelmiin polyvinyylikloridin kanssa dispersioväliaineena.
Muutoksilla PVC:n ja antioksidanttien pitoisuuksissa on mahdollista saada pastaa, joka soveltuu suojaamaan kumia lämpöhapettavalta ja otsonivanhenemiselta.
Työt tehty sivuilla.
Käytettiin 20 kirjallista lähdettä.
Työssä on 6 pöytää ja.
Johdanto.
Teollisuuden kotimaassa yleisimpiä olivat kaksi antioksidanttia, diafeeni FP ja asetanyyli R.
Kahden antioksidantin edustama pieni valikoima johtuu useista syistä. Joidenkin antioksidanttien tuotanto on lakannut olemasta, esimerkiksi neotsoni D, kun taas toiset eivät reagoi nykyaikaiset vaatimukset niihin levitettynä, esimerkiksi diafen FF, se haalistuu kumiyhdisteiden pinnalle.
Kotimaisten antioksidanttien puutteen ja korkean hinnan vuoksi ulkomaiset analogit Tässä työssä tutkimme mahdollisuutta käyttää antioksidanttien diafen FP ja diafen FF koostumusta erittäin tiivistetyn tahnan muodossa, dispersioväliaineena, jossa PVC on.
1. Kirjallisuuskatsaus.
1.1. Johdanto.
Tämän työn päätavoite on kumien suojaaminen lämmöltä ja otsonin vanhenemiselta. Diafen FP:n koostumusta diafen FF:n ja polyvinyyliliporidin (dispergoitu väliaine) kanssa käytetään ainesosina, jotka suojaavat kumia ikääntymiseltä. Anti-aging-pastan valmistusprosessi on kuvattu kokeellisessa osassa.
Anti-aging-tahnaa käytetään SKI-3 isopreenikumiin perustuvissa kumeissa. Tähän kumiin perustuvat kumit kestävät vettä, asetonia, etyylialkoholia eivätkä kestä bensiinin, mineraali- ja eläinöljyjen jne. vaikutusta.
Kumien varastoinnin ja kumituotteiden käytön aikana tapahtuu väistämätön ikääntymisprosessi, joka johtaa niiden ominaisuuksien heikkenemiseen. Kumien ominaisuuksien parantamiseksi diafen FF:tä käytetään koostumuksessa, jossa on diafen FP:tä ja polyvinyylikloridia, mikä mahdollistaa myös jossain määrin kumien haalistumisongelman ratkaisemisen.
1.2. Kumien ikääntyminen.
Kumien varastoinnin sekä kumituotteiden varastoinnin ja käytön aikana tapahtuu väistämätön ikääntymisprosessi, joka johtaa niiden ominaisuuksien heikkenemiseen. Vanhenemisen seurauksena vetolujuus, kimmoisuus ja venymä vähenevät, hystereesihäviöt ja kovuus lisääntyvät, kulutuskestävyys heikkenee, vulkanoimattoman kumin plastisuus, sitkeys ja liukoisuus muuttuvat. Lisäksi ikääntymisen seurauksena kumituotteiden käyttöikä lyhenee merkittävästi. Siksi kumin ikääntymisenkestävyyden lisääminen on erittäin tärkeää kumituotteiden luotettavuuden ja suorituskyvyn lisäämiseksi.
Ikääntyminen johtuu kumin altistumisesta hapelle, lämmölle, valolle ja erityisesti otsonille.
Lisäksi kumien ja kumien vanheneminen kiihtyy moniarvoisten metalliyhdisteiden läsnä ollessa ja useilla muodonmuutoksilla.
Vulkanisaattien ikääntymisenkestävyys riippuu useista tekijöistä, joista tärkeimmät ovat:
- kumin luonne;
- kumin sisältämien antioksidanttien, täyteaineiden ja pehmittimien (öljyjen) ominaisuudet;
- vulkanoivien aineiden ja vulkanointikiihdyttimien luonne (vulkanoinnin aikana syntyvien sulfidisidosten rakenne ja stabiilisuus riippuvat niistä);
- vulkanoitumisaste;
- hapen liukoisuus ja diffuusionopeus kumissa;
- kumituotteen tilavuuden ja pinnan välinen suhde (pinnan kasvaessa kumiin tunkeutuvan hapen määrä kasvaa).
Suurin vanhenemis- ja hapettumiskestävyys on ominaista polaarisille kumeille - butadieeni-nitriilille, kloropreenille jne. Polaarittomat kumit kestävät vähemmän ikääntymistä. Niiden ikääntymiskestävyys määräytyy pääasiassa molekyylirakenteen erityispiirteistä, kaksoissidosten sijainnista ja niiden määrästä pääketjussa. Kumien ja kumien ikääntymisen vastustuskyvyn lisäämiseksi niihin lisätään antioksidantteja, jotka hidastavat hapettumista ja ikääntymistä.
1.2.1. Ikääntymisen tyypit.
Koska hapettumista aktivoivien tekijöiden rooli vaihtelee polymeerimateriaalin luonteen ja koostumuksen mukaan, erotetaan seuraavat vanhenemistyypit yhden tekijän hallitsevan vaikutuksen mukaan:
1) lämpö (terminen, termooksidatiivinen) vanheneminen lämpöaktivoidun hapettumisen seurauksena;
2) väsymys - ikääntyminen mekaanisen rasituksen ja oksidatiivisten prosessien vaikutuksesta johtuvan väsymyksen seurauksena, aktivoituna mekaanisella vaikutuksella;
3) muuttuvan valenssin metallien aktivoima hapetus;
4) valovanheneminen - ultraviolettisäteilyn aktivoiman hapettumisen seurauksena;
5) otsonivanheneminen;
6) säteilyn vanheneminen ionisoivan säteilyn vaikutuksesta.
Tässä artikkelissa tutkitaan ikääntymistä estävän PVC-dispersion vaikutusta ei-polaarisiin kumeihin perustuvien kumien lämpöhapetus- ja otsoninkestävyyteen. Siksi jäljempänä käsitellään lämpöhapettavaa ja otsonivanhenemista yksityiskohtaisemmin.
1.2.2. Lämpö ikääntyminen.
Lämpövanheneminen on seurausta samanaikaisesta altistumisesta lämmölle ja hapelle. Oksidatiiviset prosessit ovat pääasiallinen syy ilmassa tapahtuvaan lämpöikääntymiseen.
Suurin osa ainesosista vaikuttaa näihin prosesseihin jossain määrin. Hiilimusta ja muut täyteaineet imevät pinnalle antioksidantteja, vähentävät niiden pitoisuutta kumissa ja siten nopeuttavat ikääntymistä. Voimakkaasti hapettunut noki voi katalysoida kumien hapettumista. Vähän hapettunut (uuni, lämpö) noki pääsääntöisesti hidastaa kumien hapettumista.
Kumien lämpövanheneminen, joka tapahtuu korkeissa lämpötiloissa, lähes kaikki fyysiset ja mekaaniset perusominaisuudet muuttuvat peruuttamattomasti. Näiden ominaisuuksien muutos riippuu strukturoitumis- ja tuhoutumisprosessien suhteesta. Useimpien synteettisiin kumeihin perustuvien kumien lämpövanhenemisen aikana tapahtuu pääasiassa strukturoitumista, johon liittyy elastisuuden väheneminen ja jäykkyyden lisääntyminen. Luonnollisesta ja synteettisestä isopropeenikumista ja butyylikumista valmistettujen kumien lämpövanhenemisen aikana kehittyy enemmän tuhoavia prosesseja, jotka johtavat tavanomaisten jännitysten vähenemiseen tietyllä venymällä ja jäännösmuodonmuutosten lisääntymiseen.
Täyteaineen ja hapettumisen suhde riippuu sen luonteesta, kumiin lisättyjen inhibiittorien tyypistä ja vulkanointisidosten luonteesta.
Vulkanointikiihdyttimet, kuten kumeihin jäävät tuotteet ja niiden muunnokset (merkaptaanit, karbonaatit jne.), voivat osallistua hapetusprosesseihin. Ne voivat aiheuttaa hydroperoksidien molekyylihajoamista ja siten auttaa suojaamaan kumia ikääntymiseltä.
Kovetusverkoston luonteella on merkittävä vaikutus lämpövanhenemiseen. Kohtuullisissa lämpötiloissa (jopa 70 °) vapaa rikki- ja polysulfidisilloitukset hidastavat hapettumista. Kuitenkin lämpötilan noustessa polysulfidisidosten uudelleenjärjestely, jossa myös vapaa rikki voi olla osallisena, johtaa näissä olosuhteissa epästabiilien vulkanisaattien kiihtyneeseen hapettumiseen. Siksi on tarpeen valita vulkanointiryhmä, joka varmistaa uudelleenjärjestelylle ja hapettumiselle vastustuskykyisten silloitusten muodostumisen.
Kumien suojaamiseksi lämmön vanhenemiselta käytetään antioksidantteja, jotka lisäävät kumien ja kumien hapenkestävyyttä, ts. aineet, joilla on antioksidanttisia ominaisuuksia - ensisijaisesti sekundaariset aromaattiset amiinit, fenolit, bisfinolit jne.
1.2.3. Otsonivanheneminen.
Otsonilla on voimakas vaikutus kumien ikääntymiseen, jopa pieninä pitoisuuksina. Tämä tulee joskus ilmi jo kumituotteiden varastoinnin ja kuljetuksen aikana. Jos kumi on samanaikaisesti venytetyssä tilassa, sen pinnalle ilmestyy halkeamia, joiden kasvu voi johtaa materiaalin repeytymiseen.
Otsoni on ilmeisesti kiinnittynyt kumiin kaksoissidosten kautta, jolloin muodostuu otsonideja, joiden hajoaminen johtaa makromolekyylien repeytymiseen ja siihen liittyy halkeamien muodostumista venytettyjen kumien pinnalle. Lisäksi otsonoinnin aikana hapettavat prosessit kehittyvät samanaikaisesti, mikä edistää halkeamien kasvua. Otsonin vanhenemisnopeus kasvaa otsonin pitoisuuden, muodonmuutosten suuruuden, lämpötilan nousun ja valolle altistumisen myötä.
Lämpötilan lasku johtaa tämän ikääntymisen voimakkaaseen hidastumiseen. Testiolosuhteissa muodonmuutosten vakioarvolla; 15-20 celsiusastetta korkeammissa lämpötiloissa kuin polymeerin lasittumislämpötila ikääntyminen pysähtyy lähes kokonaan.
Kumien otsoninkestävyys riippuu pääasiassa kumin kemiallisesta luonteesta.
Eri kumeihin pohjautuvat kumit voidaan jakaa 4 ryhmään niiden otsoninkestävyyden mukaan:
1) erityisen kestävät kumit (fluoroelastomeerit, EPDM, KhSPE);
2) kestävät kumit (butyylikumi, periitti);
3) kohtalaisen kestävät kumit, jotka eivät halkeile ilmakehän otsonipitoisuuksien vaikutuksesta useisiin kuukausiin ja kestävät yli 1 tunnin otsonipitoisuuksia noin 0,001 % perustuen kloropreenikumiin ilman suojaavia lisäaineita ja kumeihin, jotka perustuvat tyydyttymättömiin kumeihin (NK, SKS) , SKN, SKI -3) suojaavilla lisäaineilla;
4) epävakaa kumi.
Tehokkain otsonin ikääntymistä vastaan suojaa otsoninvastaisten aineiden ja vahamaisten aineiden yhdistetty käyttö.
Kemiallisiin antiotsonantteihin kuuluvat N-substituoidut aromaattiset amiinit ja dihydrokinoliinijohdannaiset. Antiotsonantit reagoivat kumipinnoilla otsonin kanssa suuri nopeus ylittää huomattavasti otsonin ja kumin vuorovaikutusnopeuden. Tämän prosessin seurauksena otsonin vanheneminen hidastuu.
Sekundaariset aromaattiset diamiinit ovat tehokkaimpia ikääntymisen estoaineita ja otsoneja estäviä aineita, jotka suojaavat kumia lämmöltä ja otsonin ikääntymiseltä.
1.3. Antioksidantit ja otsonantit.
Tehokkaimmat antioksidantit ja antiotsonantit ovat sekundaariset aromaattiset amiinit.
Molekyylihappi ei hapeta niitä kuivassa muodossa tai liuoksissa, vaan ne hapetetaan kumiperoksidien vaikutuksesta lämpövanhenemisen ja dynaaminen työ jolloin ketju irtoaa. Joten difenyyliamiini; N,N^-difenyyli-nfenyleenidiamiini kuluu kumien dynaamisen väsymisen tai lämpövanhenemisen aikana lähes 90 %. Tällöin vain NH-ryhmien pitoisuus muuttuu, kun taas kumin typpipitoisuus pysyy muuttumattomana, mikä osoittaa antioksidantin lisäyksen kumin hiilivetyyn.
Tämän luokan antioksidanteilla on erittäin korkea suojaava vaikutus lämpöä ja otsonin ikääntymistä vastaan.
Yksi tämän antioksidanttiryhmän laajalle levinneistä edustajista on N,N^-difenyyli-n-fenyleenidialiini (diafen FF).
Se on tehokas antioksidantti, joka lisää SDK-, SKI-3- ja luonnonkumipohjaisten kumien kestävyyttä useiden muodonmuutosten vaikutukselle. Diafen FF maalaa kumia.
Diafen FP on paras antioksidantti suojaamaan kumia lämmöltä ja otsonin ikääntymiseltä sekä väsymiseltä, mutta sille on ominaista suhteellisen korkea haihtuvuus ja se uutetaan helposti kumeista vedellä.
N-Fenyyli-N^-isopropyyli-n-fenyleenidiamiinilla (Diafen FP, 4010 NA, Santoflex IP) on seuraava kaava:
Substituentin alkyyliryhmän arvon kasvaessa sekundääristen aromaattisten diamiinien liukoisuus polymeereihin kasvaa; lisääntynyt vastustuskyky veden huuhtoutumiselle, vähentynyt haihtuvuus ja myrkyllisyys.
Vertailevat ominaisuudet diafen FF ja diafen FP annetaan, koska tässä työssä tehdään tutkimuksia, jotka johtuvat siitä, että diafeeni FF:n käyttö yksittäisenä tuotteena johtaa sen "haalistumiseen" kumiyhdisteiden ja vulkanisaattien pinnalla. Lisäksi suojavaikutuksen suhteen se on jonkin verran huonompi kuin diafen FP; sillä on viimeksi mainittuun verrattuna korkeampi sulamispiste, mikä vaikuttaa haitallisesti sen jakautumiseen kumeissa.
PVC:tä käytetään sideaineena (dispergoituna väliaineena) tahnan saamiseksi, joka perustuu antioksidanttien diafen FF ja diafen FP yhdistelmiin.
1.4 Polyvinyylikloridi.
Polyvinyylikloridi on vinyylikloridin (CH2 = CHCl) polymerointituote.
PVC on saatavana jauheena, jonka hiukkaskoko on 100-200 mikronia. PVC on amorfinen polymeeri, jonka tiheys on 1380-1400 kg / m3 ja lasittumislämpötila 70-80 °C. Se on yksi polaarisimmista polymeereistä, jolla on korkea molekyylien välinen vuorovaikutus. Se toimii hyvin useimpien kaupallisten pehmittimien kanssa.
PVC:n korkea klooripitoisuus tekee siitä itsestään sammuvan materiaalin. PVC on polymeeri yleisiin teknisiin tarkoituksiin. Käytännössä kyse on plastisoleista.
1.4.1. PVC plastisolit.
Plastisolit ovat PVC:n dispersioita nestemäisiin pehmittimiin. Pehmittimien (dibutyyliftalaatit, dialkyyliftalaatit jne.) määrä vaihtelee välillä 30 - 80 %.
Tavallisissa lämpötiloissa PVC-hiukkaset eivät käytännössä turpoa näissä pehmittimissä, mikä tekee plastisoleista stabiileja. Kuumennettaessa 35-40 °C:seen turpoamisprosessin (gelatinoitumisen) kiihtymisen seurauksena plastisolit muuttuvat erittäin sitoutuneiksi massoiksi, jotka jäähdytyksen jälkeen muuttuvat elastisiksi materiaaleiksi.
1.4.2. Plastisolien gelatinisoitumisen mekanismi.
Geelityksen mekanismi on seuraava. Lämpötilan noustessa pehmitin tunkeutuu hitaasti polymeerihiukkasten läpi, joiden koko kasvaa. Agglomeraatit hajoavat primäärihiukkasiksi. Agglomeraattien vahvuudesta riippuen hajoaminen voi alkaa huoneenlämpötilassa. Kun lämpötila nousee 80-100 °C:seen, plastosolin viskositeetti kasvaa voimakkaasti, vapaa pehmitin katoaa ja turvonneet polymeerirakeet joutuvat kosketuksiin. Tässä vaiheessa, jota kutsutaan esigelatinoiduksi, materiaali näyttää täysin homogeeniselta, mutta siitä valmistetuilla tuotteilla ei ole riittäviä fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia. Gelatinoituminen valmistuu vasta, kun pehmittimet jakautuvat tasaisesti polyvinyylikloridiin ja plastisoli muuttuu homogeeniseksi kappaleeksi. Tällöin turvonneiden primääripolymeerihiukkasten pinta sulaa ja muodostuu pehmitettyä polyvinyylikloridia.
2. Tutkimussuunnan valinta.
Tällä hetkellä kotimaisessa teollisuudessa tärkeimmät kumia ikääntymiseltä suojaavat ainesosat ovat diafen FP ja asetyyli R.
Kahden antioksidantin edustama liian pieni valikoima selittyy sillä, että ensinnäkin osa antioksidanttien tuotannosta lakkasi olemasta (neotsoni D) ja toiseksi muut antioksidantit eivät täytä nykyajan vaatimuksia (diafen FF).
Useimmat antioksidantit haalistuvat kumipinnoille. Antioksidanttien värjäytymisen vähentämiseksi voidaan käyttää antioksidanttien seoksia, joilla on joko synergistisiä tai lisäominaisuuksia. Tämä puolestaan mahdollistaa niukan antioksidantin säästämisen. Antioksidanttien yhdistelmän käytön ehdotetaan suoritettavan kunkin antioksidantin yksilöllisellä annostuksella, mutta tarkoituksenmukaisinta on käyttää antioksidantteja seoksen muodossa tai tahnaa muodostavien koostumusten muodossa.
Dispersioväliaine tahnoissa on pienimolekyylisiä aineita, kuten öljyperäisiä öljyjä, sekä polymeerejä - kumeja, hartseja, kestomuoveja.
Tässä artikkelissa tutkitaan mahdollisuutta käyttää polyvinyylikloridia sideaineena (dispersioväliaineena) tahnan saamiseksi, joka perustuu antioksidanttien diafen FF ja diafen FP yhdistelmiin.
Tutkimus johtuu siitä, että diafeeni FF:n käyttö yksittäisenä tuotteena johtaa sen "haalistumiseen" kumiyhdisteiden ja vulkanisaattien pinnalla. Lisäksi suojaavan vaikutuksen suhteen Diafen FF on jonkin verran huonompi kuin Diafen FP; Sillä on viimeksi mainittuun verrattuna korkeampi sulamispiste, mikä vaikuttaa negatiivisesti diafeeni FF:n jakautumiseen kumeissa.
3. Tuotteen tekniset tiedot.
Tämä tekninen ehto koskee dispersiota PD-9, joka on polyvinyylikloridin ja amiinityyppisen antioksidantin koostumus.
Dispersio PD-9 on tarkoitettu käytettäväksi kumiyhdisteiden ainesosana lisäämään vulkanisaattien otsoninkestävyyttä.
3.1. Tekniset vaatimukset.
3.1.1. Dispersio PD-9 tulee tehdä näiden vaatimusten mukaisesti tekniset olosuhteet teknisten määräysten mukaisesti määrätyllä tavalla.
3.1.2. Fysikaalisten indikaattoreiden osalta PD-9:n dispersion tulee olla taulukossa annettujen standardien mukainen.
Pöytä.
Indikaattorin nimi Norm * Testausmenetelmä
1. Ulkomuoto... Murudispersio harmaasta tumman harmaa Kohdan 3.3.2 mukaisesti.
2. Lineaarinen murun koko, mm, ei enempää. 40 Kohdan 3.3.3 mukaan.
3. Dispersiomassa polyeteenipussissa, kg, ei enempää. 20 Kohdan 3.3.4 mukaan.
4. Mooney-viskositeetti, yksikkö. Mooney 9-25 Kohdan 3.3.5 mukaisesti.
*) normit tarkentuvat pilottierän julkaisemisen ja tulosten tilastollisen käsittelyn jälkeen.
3.2. Turvallisuusvaatimukset.
3.2.1. Dispersio PD-9 on palava aine. Leimahduspiste ei ole alle 150 °C. Itsesyttymislämpötila 500 °C.
Tulipalon sammutusaine on vesisumu ja kemiallinen vaahto.
Henkilökohtainen suoja - unikon "M" kaasunaamari.
3.2.2. Dispersio PD-9 on vähän myrkyllinen aine. Jos ainetta joutuu silmiin, huuhtele vedellä. Iholle joutunut tuote poistetaan pesemällä pois saippualla ja vedellä.
3.2.3. Kaikissa työtiloissa, joissa työskennellään dispersiolla PD-9, on oltava tulo- ja poistoilmanvaihto.
PD-9:n leviäminen ei edellytä sille hygieniamääräysten vahvistamista (MPC ja OBUV).
3.3. Testausmenetelmät.
3.3.1. Ota vähintään kolmesta pisteestä näytettä, yhdistä, sekoita huolellisesti ja ota keskimääräinen näyte neljänneksillä.
3.3.2. Ulkonäön määrittäminen. Ulkonäkö määritetään visuaalisesti näytteenoton aikana.
3.3.3. Murun koon määritys. Käytä metristä viivainta murusdispersion PD-9 koon määrittämiseen.
3.3.4. Dispersion PD-9 massan määritys polyeteenipussissa. Polyeteenipussissa olevan PD-9-dispersion massan määrittämiseksi käytetään RN-10Ts 13M -tyyppistä asteikkoa.
3.3.5. Mooney-viskositeetin määritys. Mooney-viskositeetin määritys perustuu tietyn määrän polymeerikomponenttia läsnäoloon PD-9-dispersiossa.
3.4. Valmistajan takuu.
3.4.1. Valmistaja takaa, että PD-9-dispersio täyttää näiden spesifikaatioiden vaatimukset.
3.4.2. PD-9-dispersion taattu säilyvyysaika on 6 kuukautta valmistuspäivästä.
4. Kokeellinen osa.
Tässä artikkelissa tutkimme mahdollisuutta käyttää polyvinyylikloridia (PVC) sideaineena (dispersioväliaineena) tahnan saamiseksi, joka perustuu antioksidanttien diafen FF ja diafen FP yhdistelmiin. Tämän ikääntymistä estävän dispersion vaikutusta SKI-3-kumipohjaisten kumien lämpö-hapetus- ja otsoninkestävyyteen tutkitaan myös.
Ikääntymistä estävän tahnan valmistus.
Kuvassa 1. Kuvassa on ikääntymistä estävän tahnan valmistusasennus.
Valmistelut suoritettiin v lasipullo(6), jonka tilavuus on 500 cm3. Pullo aineosineen kuumennettiin sähköliesillä (1). Pullo asetetaan kylpyyn (2). Pullon lämpötilaa säädettiin käyttämällä kontaktilämpömittaria (13). Sekoitus suoritetaan 70 ± 5 °C:n lämpötilassa ja käyttämällä lapasekoitinta (5).
Kuva 1. Asennus ikääntymistä estävän tahnan valmistukseen.
1 - sähköliesi suljetulla spiraalilla (220 V);
2 - kylpy;
3 - kontaktilämpömittari;
4 - kosketinlämpömittarin rele;
5 - teräsekoitin;
6 - lasipullo.
Ainesosien latausjärjestys.
Pulloon ladattiin laskettu määrä diafeeni FF:tä, diafeeni FP:tä, steariinia ja osa (10 painoprosenttia) dibutyyliftalaania (DBP). Tämän jälkeen sekoitettiin 10-15 minuuttia, kunnes saatiin homogeeninen massa.
Sitten seos jäähdytettiin huoneenlämpötilaan.
Sitten seokseen lisättiin polyvinyylikloridia ja loput DBP:stä (9 paino-%). Saatu tuote laskettiin posliinilasiin. Sitten tuotetta termostoitiin lämpötiloissa 100, 110, 120, 130, 140 °C.
Tuloksena olevan koostumuksen koostumus on esitetty taulukossa 1.
pöytä 1
P-9 anti-aging-tahnan koostumus.
Ainesosat paino-% Ladataan reaktoriin, g
PVC 50,00 500,00
Diafen FF 15,00 150,00
Diafen FP (4010 NA) 15,00 150,00
DBF 19,00 190,00
Steariini 1,00 10,00
Yhteensä 100,00 1000,00
Vanhenemista estävän tahnan vaikutuksen tutkimiseen vulkanisaattien ominaisuuksiin käytettiin SKI-3:een perustuvaa kumisekoitusta.
Saatu ikääntymistä estävä tahna lisättiin SKI-3:een perustuvaan kumisekoitukseen.
Taulukossa 2 on ikääntymistä estävää pastaa sisältävien kumiyhdisteiden koostumukset.
Vulkanisaattien fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet määritettiin taulukossa 3 annettujen GOST- ja TU-standardien mukaisesti.
taulukko 2
Sävellykset kumiyhdiste.
Ainesosat Kirjanmerkkinumerot
I II
Seoskoodit
1-9 2-9 3-9 4-9 1-25 2-25 3-25 4-25
Kumi SKI-3 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Rikki 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Altax 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60
Guanidi F 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00
Valkoinen sinkki 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00
Steariini 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Hiilimusta P-324 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00
Diafen FP 1,00 - - - 1,00 - - -
Ikääntymistä estävä tahna (P-9) - 2,3 3,3 4,3 - - - -
Ikääntymistä estävä tahna P-9 (100оС *) - - - - - 2,00 - -
P-9 (120оС *) - - - - - - 2,00 -
P-9 (140оС *) - - - - - - - 2,00
Huomautus: (оС *) - tahnan alustavan gelatinisoitumisen lämpötila on ilmoitettu suluissa (P-9).
Taulukko 3
Tuote nro. Ilmaisimen nimi GOST
1 Ehdollinen murtolujuus, % GOST 270-75
2 Ehdollinen jännite 300 %, % GOST 270-75
3 Murtovenymä, % GOST 270-75
4 Jäännösvenymä, % GOST 270-75
5 Yllä olevien indikaattoreiden muutos vanhenemisen jälkeen, ilma, 100оС * 72 h, % GOST 9.024-75
6 Dynaaminen vetokestävyys, tuhat sykliä, E? = 100 % GOST 10952-64
7 Shore-kovuus, standardi GOST 263-75
Anti-aging-tahnan reologisten ominaisuuksien määrittäminen.
1. Mooney-viskositeetin määritys.
Mooney-viskositeetti määritettiin käyttämällä Mooney-viskosimetriä (GDR).
Näytteiden valmistus testausta varten ja itse testaus suoritetaan teknisissä eritelmissä esitetyn menetelmän mukaisesti.
2. Tahnamaisten koostumusten koheesiolujuuden määritys.
Gelatinoinnin ja huoneenlämpötilaan jäähdyttämisen jälkeen tahnanäytteet vietiin 2,5 mm:n telojen raon läpi. Sitten näistä levyistä vulkanointipuristimessa valmistettiin levyjä, joiden koko oli 13,6 * 11,6 mm ja paksuus 2 ± 0,3 mm.
Levyjen päivän kovettamisen jälkeen lastat leikattiin irti lävistysveitsellä GOST 265-72:n mukaisesti ja edelleen murtokuormitus määritettiin vetokoekoneella RMI-60 nopeudella 500 mm/min.
Koheesiovoimaksi otettiin ominaiskuorma.
5. Saadut tulokset ja niiden käsittely.
Kun tutkittiin mahdollisuutta käyttää PVC:tä sekä polaaristen pehmittimien koostumusta sideaineina (dispersioväliaineina) antioksidanttien diafeeni FF:n ja diafeeni FP:n yhdistelmiin perustuvien tahnojen saamiseksi, havaittiin, että diafeenin FF ja diafeeni FP:n seos. massasuhteelle 1:1 on ominaista hidas kiteytys ja noin 90 °C:n sulamispiste.
Pieni nopeus kiteytymisellä on myönteinen rooli antioksidanttien seoksella täytetyn PVC-plastisolin valmistuksessa. Tässä tapauksessa energiankulutus homogeenisen koostumuksen saamiseksi, joka ei kuori ajoissa, vähenee merkittävästi.
Diafen FF:n ja diafen FP:n sulaviskositeetti on lähellä PVC-plastisolin viskositeettia. Tämä mahdollistaa sulatteen ja plastisolin sekoittamisen reaktoreissa ankkurityyppisillä sekoittimilla. Kuvassa Kuva 1 esittää kaavion laitteistosta tahnojen valmistukseen. Tahnat tyhjennetään tyydyttävästi reaktorista ennen niiden alustavaa gelatinointia.
Tiedetään, että gelatinointiprosessi tapahtuu 150 °C:ssa ja korkeammassa lämpötilassa. Näissä olosuhteissa vetykloridin eliminointi on kuitenkin mahdollista, mikä puolestaan pystyy estämään liikkuvan vetyatomin sekundaaristen amiinien molekyyleissä, jotka tässä tapauksessa ovat antioksidantteja. Tämä prosessi etenee seuraavan kaavion mukaisesti.
1. Polymeerisen hydroperoksidin muodostuminen isopreenikumin hapettumisen aikana.
RH + O2 ROOH,
2. Yksi polymeerisen hydroperoksidin hajoamissuunnista.
ROOH RO ° + O ° H
3. Antioksidanttimolekyylin aiheuttaman hapetusvaiheen poistaminen.
AnH + RO ° ROH + An °,
Missä An on antioksidanttiradikaali, esim.
4.
5. Amiinien ominaisuudet, mukaan lukien sekundaariset (diafen FF), muodostavat alkyylisubstituoituja amiineja mineraalihappojen kanssa seuraavan kaavion mukaisesti:
H
R- ° N ° -R + HCl + Cl-
H
Tämä vähentää vetyatomin reaktiivisuutta.
Suorittamalla gelatinointiprosessi (alustava gelatinointi) suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa (100-140 °C), voidaan välttää edellä mainitut ilmiöt, ts. vähentää kloorivedyn irtoamisen todennäköisyyttä.
Lopullinen geeliytysprosessi johtaa tahnoihin, joiden Mooney-viskositeetti on pienempi kuin täytetyn kumiyhdisteen ja joiden koheesiolujuus on alhainen (katso kuva 2.3).
Ensinnäkin tahnat, joilla on alhainen Mooney-viskositeetti, jakautuvat hyvin seokseen, ja toiseksi pienet osat tahnan muodostavista komponenteista voivat siirtyä helposti vulkanisaattien pintakerroksiin, mikä suojaa kumia ikääntymiseltä.
Erityisesti tahnaa muodostavien koostumusten "murskaamisesta" kiinnitetään suurta huomiota syiden selittämiseen joidenkin koostumusten ominaisuuksien heikkenemiseen otsonin vaikutuksesta.
Tässä tapauksessa tahnojen alkuperäinen alhainen viskositeetti ja lisäksi se ei muutu varastoinnin aikana (taulukko 4), mahdollistaa tahnan tasaisemman jakautumisen ja mahdollistaa sen komponenttien kulkeutumisen vulkanisaatin pinnalle.
Taulukko 4
Tahnan Mooney-viskositeettiarvot (P-9)
Alkuilmaisimet Indikaattorit tahnan 2 kuukauden varastoinnin jälkeen
10 8
13 14
14 18
14 15
17 25
Vaihtelemalla PVC:n ja antioksidanttien pitoisuuksia on mahdollista saada pastaa, joka soveltuu kumien suojaamiseen lämpöabsorboitumiselta ja otsonivanhenemiselta sekä ei-polaarisiin että polaarisiin kumeihin perustuen. Ensimmäisessä tapauksessa PVC-pitoisuus on 40-50 paino-%. (tahna P-9), toisessa - 80-90 painoprosenttia.
Tässä työssä tutkitaan SKI-3-isopreenikumiin perustuvia vulkanisaatteja. Tahnalla (P-9) käytettävien vulkanisaattien fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet on esitetty taulukoissa 5 ja 6.
Tutkittujen vulkanisaattien kestävyys lämpöhapettavalle ikääntymiselle kasvaa ikääntymistä estävän tahnan pitoisuuden kasvaessa seoksessa, kuten taulukosta 5 voidaan nähdä.
Suhteellisen vahvuuden muutosindikaattoreita standardikoostumus (1-9) on (-22%), kun taas koostumukselle (4-9) - (-18%).
On myös huomattava, että kun otetaan käyttöön tahna, joka lisää vulkanisaattien vastustuskykyä lämpöhapettavalle vanhenemiselle, saadaan aikaan suurempi dynaaminen kestävyys. Lisäksi, selittämällä dynaamisen kestävyyden lisääntymistä, on ilmeisesti mahdotonta rajoittua vain tekijään, joka lisää antioksidantin annosta kumimatriisissa. PVC:llä on todennäköisesti tärkeä rooli tässä. Tässä tapauksessa voidaan olettaa, että PVC:n läsnäolo voi aiheuttaa sen vaikutuksen, että se muodostaa jatkuvia ketjurakenteita, jotka jakautuvat tasaisesti kumiin ja estävät halkeilusta syntyvien mikrohalkeamien syntymisen.
Vähentämällä ikääntymistä estävän tahnan pitoisuutta ja sitä kautta PVC:n osuutta (taulukko 6), dynaamista kestävyyttä lisäävä vaikutus käytännössä kumoutuu. Tässä tapauksessa positiivinen vaikutus tahna ilmenee vain lämpöhapettavan ja otsonivanhenemisen olosuhteissa.
On huomattava, että parhaat fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet saavutetaan käytettäessä miedommissa olosuhteissa saatua ikääntymistä estävää tahnaa (esigelatinointilämpötila 100 °C).
Tällaiset olosuhteet tahnan saamiseksi tarjoavat korkeamman stabiilisuuden tason verrattuna pastaan, joka on saatu termostaatilla tunnin ajan 140 °C:ssa.
PVC:n viskositeetin nousu tietyssä lämpötilassa saadussa tahnassa ei myöskään edistä vulkanisaattien dynaamisen kestävyyden säilymistä. Ja kuten taulukosta 6 ilmenee, dynaaminen kestävyys on huomattavasti heikentynyt tahnoissa, jotka on termostoitu 140 °C:seen.
Diafeeni FF:n käyttö koostumuksessa, jossa on diafeeni FP:tä ja PVC:tä, mahdollistaa jossain määrin ratkaisemaan haalistumisongelman.
Taulukko 5
1-9 2-9 3-9 4-9
1 2 3 4 5
Ehdollinen murtolujuus, MPa 19,8 19,7 18,7 19,6
Ehdollinen jännitys 300 %, MPa 2,8 2,8 2,3 2,7
1 2 3 4 5
Murtovenymä, % 660 670 680 650
Pysyvä venymä, % 12 12 16 16
Kovuus, Shore A, tavanomaiset yksiköt 40 43 40 40
Ehdollinen murtolujuus, MPa -22 -26 -41 -18
Ehdollinen jännitys 300 %, MPa 6 -5 8 28
Murtovenymä, % -2 -4 -8 -4
Pysyvä venymä, % 13 33 -15 25
Dynaaminen kestävyys, esim. = 100 %, tuhat sykliä. 121 132 137 145
Taulukko 6
Ikääntymistä estävää pastaa (P-9) sisältävien vulkanisaattien fyysiset ja mekaaniset ominaisuudet.
Ilmaisimen nimi Sekoituskoodi
1-25 2-25 3-25 4-25
1 2 3 4 5
Ehdollinen murtolujuus, MPa 22 23 23 23
Ehdollinen jännitys 300 %, MPa 3,5 3,5 3,3 3,5
1 2 3 4 5
Murtovenymä, % 650 654 640 670
Pysyvä venymä, % 12 16 18 17
Kovuus, Shore A, tavanomaiset yksiköt 37 36 37 38
Ilmaisimen muutos vanhenemisen jälkeen, ilma, 100оС * 72 h
Ehdollinen murtolujuus, MPa -10,5 -7 -13 -23
Ehdollinen jännitys 300 %, MPa 30 -2 21 14
Murtovenymä, % -8 -5 -7 -8
Jäännösvenymä, % -25 -6 -22 -4
Otsoninkestävyys, E = 10%, tunti 8 8 8 8
Dynaaminen kestävyys, esim. = 100 %, tuhat sykliä. 140 116 130 110
Luettelo symboleista.
PVC - polyvinyylikloridi
Diafen FF-N,N^-difenyyli-n-fenyleenidiamiini
Diafen FP - N - fenyyli - N^ - isopropyyli - n - fenyleenidiamiini
DBP - dibutyyliftalaatti
SKI-3 - isopreenikumi
P-9 - ikääntymistä estävä tahna
1. PVC-pohjaisen diafen FP- ja diafen FF -plastisolin koostumuksen tutkimus mahdollistaa tahnojen saamisen, jotka eivät kuori ajoissa, joilla on vakaat reologiset ominaisuudet ja Mooney-viskositeetti, joka on korkeampi kuin käytetyn kumiseoksen viskositeetti.
2. Kun diafeeni FP:n ja diafeenin FF:n yhdistelmän pitoisuus tahnassa on 30 % ja PVC-plastisolia 50 %, optimaalinen annostus kumien suojaamiseksi lämpöhapettavalta ja otsonivanhenemiselta voi olla annostus 2,00 paino-osaa, 100 paino-osia kumikumisekoituksia.
3. Antioksidanttien annoksen lisääminen yli 100 paino-osalla kumia johtaa kumien dynaamisen kestävyyden lisääntymiseen.
4. Staattisessa tilassa toimiville isopreenikumipohjaisille kumeille diafeeni FP voidaan korvata ikääntymistä estävällä tahnalla P-9, jonka määrä on 2,00 painotuntia 100 painotuntia kumia kohti.
5. Dynaamisissa olosuhteissa toimiville kumeille FP-diafeenin vaihto on mahdollista, kun antioksidanttipitoisuus on 8-9 painotuntia 100 painotuntia kumia kohti.
6.
Luettelo käytetystä kirjallisuudesta:
- Tarasov Z.N. Synteettisten kumien vanheneminen ja stabilointi. - M .: Kemia, 1980 .-- 264 s.
- Garmonov I.V. Synteettinen kumi. - L .: Kemia, 1976 .-- 450 s.
- Polymeerien vanheneminen ja stabilointi. /Toim. Kozminsky A.S. - M .: Kemia, 1966 .-- 212 s.
- Sobolev V.M., Borodina I.V. Teolliset synteettiset kumit. - M .: Kemia, 1977 .-- 520 s.
- Belozerov N.V. Kumitekniikka: 3. painos Rev. ja lisää. - M .: Kemia, 1979 .-- 472 s.
- Koshelev F.F., Kornev A.E., Klimov N.S. Yleinen kumitekniikka: 3. painos Rev. ja lisää. - M .: Kemia, 1968 .-- 560 s.
- Muovitekniikka. /Toim. V.V. Korshak Ed. 2nd, rev. ja lisää. - M .: Kemia, 1976 .-- 608 s.
- Kirpichnikov P.A., Averko-Antonovich L.A. Synteettisen kumin kemia ja teknologia. - L .: Kemia, 1970 .-- 527 s.
- Dogadkin B.A., Dontsov A.A., Šertnov V.A. Elastomeerien kemia. - M .: Kemia, 1981 .-- 372 s.
- Zuev Yu.S. Polymeerien tuhoutuminen aggressiivisten väliaineiden vaikutuksesta: 2. painos Rev. ja lisää. - M .: Kemia, 1972 .-- 232 s.
- Zuev Yu.S., Degtyareva T.G. Elastomeerien kestävyys käyttöolosuhteissa. - M .: Kemia, 1980 .-- 264 s.
- Ognevskaya T.E., Boguslavskaya K.V. Kumien säänkestävyyden parantaminen otsonia kestävien polymeerien ansiosta. - M .: Kemia, 1969 .-- 72 s.
- Kudinova G.D., Prokopchuk N.R., Prokopovich V.P., Klimovtsova I.A. // Kumiteollisuuden raaka-aineet ja materiaalit: nykyisyys ja tulevaisuus: tiivistelmät viidennen vuosipäivän venäläisen kumityöläisten tieteellis-käytännön konferenssista. - M .: Chemistry, 1998 .-- 482 s.
- Khrulev M.V. Polyvinyylikloridi. - M .: Kemia, 1964 .-- 325 s.
- PVC:n tuotanto ja ominaisuudet / Ed. Zilberman E.N. - M .: Kemia, 1968 .-- 440 s.
- Rakhman M.Z., Izkovsky N.N., Antonova M.A. // Kumi ja kumi. - M., 1967, nro 6. - kanssa. 17-19
- Abram S.W. // Hiero. Ikä. 1962. V. 91. Nro 2. s. 255-262
- Encyclopedia of Polymers / Toim. Kabanova V.A. ja muut: 3 osassa, T. 2. - M .: Neuvostoliiton tietosanakirja, 1972 .-- 1032 s.
- Kumityöntekijän käsikirja. Kumin valmistusmateriaalit / Toim. Zakharchenko P.I. ja muut - M .: Chemistry, 1971. - 430 s.
- Tager A.A. Polymeerien fysikokemia. Ed. 3., rev. ja lisää. - M .: Kemia, 1978 .-- 544 s.
