Шинное производство

 

Физические свойства. Изопреновые  каучуки аморфны при комнатной  температуре. Подобно натуральному каучуку, они кристаллизуются при  растяжении (выше 0 °С) или при температурах ниже 0 °С. Скорость кристаллизации снижается по мере уменьшения степени регулярности каучука.

Плотность изопреновых каучуков  составляет 910-920 кг/м³, температура стеклования около минус 70 °С. Изопреновые каучуки растворимы в четыреххлористом углероде, хлороформе, циклогексане, сероуглероде, бензоле, монохлорбензоле и толуоле; не растворимы в спиртах и кетонах. Набухание изопреновых каучуков в ароматических маслах достигает 500 %.

Химические свойства. Химические превращения  изопреновых каучуков аналогичны превращениям натурального каучука. Под влиянием компонентов комплексного катализатора полимеризации изопрена или облучения они претерпевают цис-транс-изомеризацию, которая в некоторых случаях сопровождается реакциями сшивания и циклизации, что приводит к уменьшению непредельности каучука. Изопреновые каучуки способны к циклизации при нагревании в присутствии P₂O₅  или SnCl₄, реагируют с малеиновым ангидридом, склонны к окислительной деструкции, которая ускоряется под действием металлов переменной валентности (Cu, Fe и др.). Склонность к окислению синтетических изопреновых каучуков выше, чем НК. Это может быть связано с отсутствием в СКИ естественных природных примесей, выполняющих в НК функцию противостарителей, и наличием остатков катализаторов, ускоряющих окисление. Высокая склонность к окислению обусловливает пониженную водостойкость каучука.

Синтетические изопреновые  каучуки не стойки к действию концентрированных  кислот и щелочей.

Выпускается в  брикетах по 30 кг.

Каучук СКМС-30 АЗКМ-15 (ГОСТ 11138-78)                                                               

 

                                                                                                   СН₃

                                                                                                    |

(-CH₂-СH=CH-CH₂-)_n(-СН₂-СН-)_m(-С-СН₂-)_k

                                                                               |                   |

                                                                              С                  С₆Н₅

                                                                               ||

                                                                              СН₂

 

Каучук бутадиен-альфаметилстирольный (стирольный) получают совместной полимеризацией бутадиена с альфаметилстиролом (стиролом) в эмульсии при низкой температуре с применением в качестве эмульгатора смеси мыл, канифоли и синтетических жирных кислот. В качестве антиоксиданта применяется ВС-1.

 

Каучук СКМС-30 АРКМ-15 является каучуком общего назначения и может быть широко использован в шинной, резинотехнической, обувной и других отраслях промышленности. По техническим свойствам, методам переработки, ассортименту и качеству применяемых ингредиентов каучук СКМС-30 АРКМ-15 аналогичен каучуку типа SBR-1705.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5 -Технические  данные

 

Вязкость по Муни	45-54
Разброс по вязкости внутри партии,	± 4
Условная прочность  при растяжении, МПа(кгс/см²),  не менее	24,5 (250)
Относительное удлинение при разрыве,%	550-750
Эластичность  по отскоку, %, не менее	30
Потеря массы  при сушке, %, не более	0,35
Массовая доля золы, %, не более Массовая доля меди, %, не более Массовая доля железа, %, не более	0,6 0,00015 0,003
Массовая доля ВС-1, %,	0,15-0,35
Массовая доля органических кислот, %	5,0-6,4
Массовая доля мыл органических кислот, %, не более	0,25
Массовая доля масла, %	14-17
Массовая доля связанного второго мономера: Альфаметилстирола,% (стирола), %	21-24 22-25

 

 

Каучук СКМС-30 АРКМ-15 выпускается в виде брикетов весом около 30 кг, упакованных в полиэтиленовую плёнку, а затем в четырёхслойные бумажные мешки. Поставка осуществляется в ж/д вагонах или контейнерах.

 

 

           Сера (ГОСТ 1274-93)

 

Сера является основным вулканизующим агентом  для высоконепредельных каучуков общего назначения,

В свободном  состоянии сера образует несколько  аллотропных форм. Наиболее устойчивой является a-форма – прозрачные кристаллы ромбической системы. Ромбическая сера имеет плотность2070 кг/м³ и температуру плавления 112,8 °С. Молекулы элементарной серы состоят из восьми атомов, образующих кольцевые циклы (S₈).

В резиновой  промышленности применяется:

- природная  молотая сера (ГОСТ 1274-93);

- газовая сера;

- полимерная  сера.

Природную молотую серу получают дроблением комовой серы с последующим отсеиванием и выпускают четырех сортов: 9995, 9990, 9950 и 9920. Марка указывает на содержание серы в техническом продукте.

Газовую серу получают из:

- сероводородсодержащих  газов;

- газов, образующихся  при металлургическом переделе  руд;

- природного сульфата натрия;

- серы, содержащейся  в углях;

- серы, содержащейся  в нефти;

- горючих сланцев.

Замена природной  серы на газовую серу требует корректировки  вулканизующей группы.

Полимерную  серу получаютследующими способами:

- из сернистых  соединений;

- из расплава серы;

- из ее паров.

Сырьем для  получения полимерной серы отечественного производства служит техническая сера сорта 9990.

В отечественной  резиновой промышленности широко используется полимерная сера импортного производства под торговой маркой «Кристекс». Это стабилизированная сера с содержанием нерастворимой части 90-92 %.

Применение  полимерной серы в качестве вулканизующего агента сопряжено с рядом трудностей, связанных с плохой текучестью порошка, повышенным пылеобразованием, способностью накапливать электростатический заряд и плохой диспергируемостью в каучуке. Диспергирование может быть значительно улучшено путем ее смешения с маслом, количество которого не должно превышать 1/3 от общей массы продукта.

Полимерная  сера марки «Кристекс ОТ-33» содержит 33 % масла.

Ускорители  серной вулканизации

 

Ускорители  вулканизации повышают скорость вулканизации и, как следствие, сокращают продолжительность  этого процесса; снижают температуру  вулканизации; снижают долю побочных реакций, в которых участвует сера, и соответственно увеличивают долю серы, расходующейся на образование поперечных связей, повышают степень сшивания резин, снижают степень сульфидности поперечных связей.

 

Сульфенамид Ц–N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамид

 

(ТУ 113-00-05761637-02-95):

 

Это твердое  кристаллическое вещество с температурой плавления 103 °С и плотностью 1280 кг/м³. Выпускается в виде гранул.

 

Сульфенамидные ускорители имеют повышенную критическую температуру  действия (около 120 °С). Резиновые смеси с этими ускорителями, в особенности с сульфенамидом М, характеризуются замедленным начальным периодом вулканизации (большим индукционным периодом) и, как следствие повышенной устойчивостью к преждевременной вулканизации. Благодаря этому, резиновые смеси могут длительное время находиться в вязкотекучем состоянии и поэтому хорошо формуются  при вулканизации. По этой же причине эти ускорители обеспечивают повышенную прочность многослойных соединений. В присутствии ускорителей этого класса образуется широкий набор связей разной степени сульфидности, обеспечивающий хорошее сочетание упруго-релаксационных и упруго-гистерезисных свойств.

 

Модификатор

 

  Гексол ХПИ (ТУ 6-01-1303-85) - модификатор структурирующего действия с температурой плавления 110 °С, выпускная форма материала – чешуйки от желтовато-белого до темно-коричневого цвета.   

 

Гексол ХПИ получен расплавлением  гексахлорпараксилола по ТУ 6-01-11-38-78 в  присутствии стабилизатора в  защитном воске по ТУ 38-101-564-75 в массовом соотношении 80-85 : 15-20 соответственно. Применяется как модификатор и ускоритель вулканизации.

Массовая доля гидролизного  хлора  51-58.

Массовая  доля нерастворимого осадка  0,5.

Температура каплепадения не ниже 92 ⁰С

Гексол  - трудногорючий  малотоксичный продукт со слабым специфическим запахом. Раздражения не оказывает .

Температура плавления 110 ⁰С

ГХПК - , - гексахлор – n – ксилол – самостоятельный структурирующий агент. В его присутствии образуются термостойкие поперечные связи высокой энергии.

            Активаторы серной вулканизации

 

Ускорители вулканизации проявляют наибольшую активность в  присутствии оксидов некоторых  металлов, так называемых первичных  активаторов вулканизации. Наибольшее распространение получил оксид  цинка.

Белила  цинковые (ГОСТ 202-84 ) – это порошок белого цвета плотностью 5470 кг/м³. Их получают сжиганием металлического цинка в специальных муфельных печах.

Состав (массовая доля, %): оксид  цинка (ZnO) – 99,5; свинец (в пересчете на оксид свинца) – 0,02; потери при прокаливании - 0,3%; нерастворимые в соляной кислоте примеси – 0,008. Плотность – 5470 кг/м³.

Наиболее эффективно оксиды металлов действуют в присутствии  жирных кислот – стеариновой, олеиновой, пальмитиновой и др., которые относят  ко вторичным активаторам вулканизации.

 

 

Олеиновая кислота (ТУ 9145-012-003364449) - желто-красная или бледно-желтая масляная жидкость с запахом жиров, Т_пл .> 8 – 10 ⁰С.

Химическая  формула: 

 

Активатор вулканизации и пластификатор, улучшающий диспергирование порошкообразных ингредиентов и технологические свойства смесей. Вводится непосредственно в каучук. Применяется в смесях из НК и синтетических каучуков, кроме ХБК.

 

Жирные кислоты  при температуре вулканизации взаимодействуют  с оксидами металлов с образованием солей жирных кислот, обладающих большей растворимостью в каучуке.

Считается, что  сера, ускоритель и активаторы вулканизации образуют так называемый сульфидирующий комплекс, являющийся действительным агентом вулканизации.

Активаторы:

- снижают степень сульфидности поперечных связей и тем самым повышают устойчивость последних к действию повышенных температур;

- повышают степень  сшивания, в их присутствии практически  полностью подавляются побочные  реакции.

 

Бензойная кислота (Гост 10521-63) представляет собой кремово-белый или белый маслянистый порошок, Т_пл. > 120 ⁰С.

 

Это замедлитель подвулканизации  при температурах технологической  обработке резиновых смесей и  слабый активатор при температурах вулканизации. Не изменяет сопротивлению  разрыву, модули и усадку резин. Дозировка         1–2 мас. ч.

 

Фталевый ангидрид (Гост 7119-54) – кристаллическое вещество с кристаллами в виде блестящих игл или призм с температурой плавления 131 °С.

 

 

Эффективный замедлитель  подвулканизации при температурах технологической обработки резиновых смесей. Плохо диспергируется в смесях. Не выцветает. Практически не изменяет время достижения оптимума вулканизации. Применяется в смесях из НК и синтетических каучуков общего назначения. Дозировка 0,2 – 0,75 мас.ч.

           Противостарители

Химические  противостарители

 

Диафен ФП – N-фенил-N¹-изопропмл-n-фенилендиамин (ТУ 2492-002-05761637-99) представляет собой чешуйки от серовато-розового до темно-фиолетового-коричневого цвета. Его получают замещением радикала в аминогруппе дифениламина

 

 

 

 

Структурная формула: