Состав и классификация резин

полиэфиров вырабатывают каучуки СКУ-7, СКУ-8, СКУ-50; на основе простых

полиэфиров —  СКУ-ПФ, СКУ-ПФЛ. Последние отличаются высокой морозостойкостью

(для СКУ-ПФ  — до —75 °С) и гидролитической  стойкостью. Уретановые резины стойки

к воздействию радиации. Зарубежные названия уретановых каучуков — , вулколлан,

адипрен, джентан, урепан. Резины на основе СКУ применяют для автомобильных шин,

конвейерных лент, обкладки труб и желобов для транспортирования  абразивных

материалов, обуви  и др.

     Электротехнические резины включают электроизоляционные и

электропроводящие резины. Электроизоляционные резины, применяемые для

изоляции токопроводящей жилы проводов и кабелей, для специальных  перчаток и

обуви, изготовляют  только на основе неполярных каучуков НК, СКБ; СКС, СКТ и

v = 10rбутилкаучука. Для них ¹¹104¹⁵

см,.Ом

0,01.4 = 0,005 d4, tg 4 = 2,5j

     Электропроводящие резины для экранированных кабелей получают из каучуков

НК, СКН, наирита, особенно из полярного каучука СКН-26 с введением в их состав

v = 10rуглеродной сажи и графита (65—70 %). Для них ²

104⁴см..Ом

Резину, стойкую к воздействию гидравлических жидкостей, используют для

уплотнения подвижных  и неподвижных соединений гидросистем, рукавов, диафрагм,

насосов; для  работы в масле применяют резину на основе каучука СКН, набухание

которой в жидкости не превышает 1—4 %. Для кремнийорганических жидкостей

применимы неполярные резины на основе каучуков НК, СКМС-10 и  др.

    

МЕХАНИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА РЕЗИН И  КАУЧУКОВ

   

Общие понятия 

Механические  свойства каучуков и резин могут  быть охарактеризованы

комплексом свойств.

К особенностям механических свойств каучуков и  резин следует отнести:

1) высокоэластический  характер деформации каучуков;

2) зависимость  деформаций от их скорости  и продолжительности действия

деформирующего  усилия, что проявляется в релаксационных процессах и

гистерезисных явлениях

3) зависимость  механических свойств каучуков  от их предварительной

обработки, температуры  и воздействия различных немеханических факторов

(света, озона,  тепла и др.).

Различают деформационно-прочностные, фрикционные и другие специфические

свойства каучуков и резин.

К основным деформационно-прочностным свойствам относятся:

пластические  и эластические свойства, прочность  при растяжении, относительное

удлинение при  разрыве, остаточное удлинение после разрыва, условные

напряжения при  заданном удлинении, условно-равновесный модуль, модуль

эластичности, гистерезисные  потери, сопротивление раздиру, твердость.

К фрикционным свойствам резин относится износостойкость,

характеризующая сопротивление резин разрушению при трении, а также коэффициент

трения.

К специфическим свойствам резин относятся, например, температура

хрупкости, морозостойкость, теплостойкость, сопротивление старению.

Очень важным свойством  резин является сопротивление старению

(сохранение  механических свойств) после воздействия  света, озона, тепла и других

факторов.

Механические  свойства резин определяют в статических  условиях, т. е. при

постоянных нагрузках и деформациях, при относительно небольших скоростях

нагружения (например, при испытании на разрыв), а также в динамических

условиях, например, при многократных деформациях растяжения, сжатия, изгиба

или сдвига. При этом особенно часто резины испытывают на усталостную

выносливость  и теплообразование при сжатии.

     Усталостная выносливость характеризуется числом циклов деформаций,

которое выдерживает резина до разрушения. Для сокращения продолжительности

определения усталостной  выносливости испытания проводят иногда в условиях

концентрации  напряжений, создаваемых путем дозированного прокола или

применения образцов с канавкой.

     Теплообразование при многократных деформациях сжатия определяется по

изменению температуры  образца резины в процессе испытания  в заданном режиме

(при заданном  сжатии и заданной частоте  деформаций).

    

Пластические  и эластические свойства 

     Пластичностью называется способность материала легко деформироваться и

сохранять форму  после снятия деформирующей нагрузки. Иными словами,

пластичность  — это способность материала к необратимым деформациям.

     Эластичностью называется способность материала легко деформироваться и

восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после снятия деформирующей

нагрузки, т. е. способность  к значительным обратимым деформациям.

Эластическими деформациями, в отличие от упругих, называются такие обратимые

деформации, которые  характеризуются значительной величиной  при относительно

малых деформирующих  усилиях (низкое значение модуля упругости).

Пластические  и эластические свойства каучука  проявляются одновременно; в

зависимости от предшествующей обработки каучука каждое из них проявляется в

большей или  меньшей степени. Пластичность невулканизованного каучука

постепенно снижается  при вулканизации, а эластичность возрастает. В

зависимости от степени вулканизации соотношение  этих свойств каучука

постепенно изменяется. Для невулканизованных каучуков более характерным

свойством является пластичность, а вулканизованные  каучуки отличаются высокой

эластичностью. Но при деформациях невулканизованного каучука наблюдается

также частичное  восстановление первоначальных размеров и формы, т. е.

наблюдается некоторая  эластичность, а при деформациях  резины можно наблюдать

некоторые неисчезающие остаточные деформации.

Согласно   теории,   разработанной   советскими   учеными А. П. Александровым

и Ю. С. Лазуркиным, общая деформация каучука и резины состоит из трех

у;jсоставляющих: 1) упругой деформации, подчиняющейся закону Гука,

в и 3) пластической деформацииj2) высокоэластической деформации

п:j

                  пjв + jу + j = j                 

Соотношение составляющих общей деформации зависит от природы каучука, его

структуры, степени  вулканизации, состава резины, а также от скорости

деформаций, значений создаваемых напряжений и деформаций, длительности

нагружения и от температуры.

Упругая деформация практически устанавливается мгновенно  при приложении

деформирующего  усилия и также мгновенно исчезает после снятия нагрузки;

обычно она  составляет доли процента от общей  деформации. Этот вид деформации

обусловлен небольшим смещением атомов, изменением межатомных и

межмолекулярных расстояний и небольшим изменением валентных углов.

Высокоэластическая  деформация резин увеличивается  во времени по мере

действия деформирующей  силы и достигает постепенно некоторого предельного

(условно-равновесного) значения. Она так же, как и  упругая деформация,

обратима; при  снятии нагрузки высокоэластическая деформация постепенно

уменьшается, что  приводит к эластическому восстановлению деформированного

образца. Высокоэластическая деформация, в отличие от упругой, характеризуется

меньшей скоростью, так как связана с конформационными изменениями

макромолекул  каучука под действием внешней силы. При этом происходит

частичное распрямление и ориентация макромолекул в направлении растяжения.

Эти изменения  не сопровождаются существенными нарушениями  межатомных и

межмолекулярных расстояний и происходят легко при небольших усилиях. После

прекращения действия деформирующей силы вследствие теплового  движения

происходит дезориентация  молекул и восстановление размеров образца.

Специфическая особенность

механических  свойств каучуков и резин связана с высокоэластической деформацией.

Пластическая  деформация непрерывно возрастает при  нагружении и полностью

сохраняется при  снятии нагрузки. Она характерна для невулканизованного

каучука и резиновых  смесей и связана с необратимым перемещением макромолекул

друг относительно друга.

Скольжение молекул  у вулканизованного каучука сильно затруднено наличием

прочных связей между молекулами, и поэтому вулканизаты, не содержащие

наполнители, почти  полностью восстанавливаются после  прекращения действия

внешней силы. Наблюдаемые при испытании наполненных резин неисчезающие

деформации являются следствием нарушения межмолекулярных связей, а также

следствием нарушения  связей между каучуком и компонентами, введенными в нею,

например вследствие отрыва частиц ингредиентов от каучука. Неисчезающие

остаточные деформации часто являются кажущимися вследствие малой скорости

эластического восстановления, т. е. оказываются практически  исчезающими в

течение некоторого достаточно продолжительного времени.

    

Твердость резины 

Твердость резины характеризуется сопротивлением вдавливанию в резину

металлической иглы или шарика (индентора) под действием усилия сжатой пружины

или под действием  груза.

Для определения  твердости резины применяются различные  твердомеры. Часто для