Реферат: Полиуретановые материалы
Проводя процесс желатинизации (предварительной желатинизации) при относительно невысоких температурах (100-140оС) можно избежать те явления, о которых говорилось выше, т.е. уменьшить вероятность отщепления хлористого водорода.
Окончательный процесс желатинизации приводит к получению паст с вязкостью по Муни меньшей, чем вязкость наполненной резиновой смеси и низкой когезионной прочностью (см.рис. 2.3).
Пасты, обладающие низкой вязкостью по Муни, во-первых, хорошо распределяются в смеси, во-вторых, незначительные части компонентов, составляющих пасту, способны достаточно легко мигрировать в поверхностные слои вулканизатов, защищая тем самым резины от старения.
В частности в вопросе «раздавливания» пастообразующих композиций придается немаловажное значение при объяснении причин ухудшения свойств некоторых композиций при действии озона [7].
В данном случае исходная низкая вязкость паст и кроме того не меняющаяся в процессе хранения (таблица 4), позволяет осуществить более равномерное распределение пасты, и дает возможность миграции ее составляющих к поверхности вулканизата.
Таблица 4
Показатели вязкости по Муни пасты (П-9)
| Исходные показатели | Показатели после хранения пасты в течение 2-х месяцев |
| 10 | 8 |
| 13 | 14 |
| 14 | 18 |
| 14 | 15 |
| 17 | 25 |
Изменяя содержание ПВХ и противостарителей, можно получить пасты, пригодные для защиты резин от термоокилительного и озонного старения как на основе неполярных, так и полярных каучуков. В первом случае, содержание ПВХ составляет 40-50% мас. (паста П-9), во втором – 80-90% мас.
В данной работе исследуются вулканизаты на основе изопренового каучука СКИ-3. Физико-механические показатели вулканизатов с использованием пасты (П-9) представлены в таблицах 5 и 6.
Стойкость исследуемых вулканизатов к термоокислительному старению повышается с увеличением содержания противостарительной пасты в смеси, как это видно из таблицы 5.
Показатели изменения условной прочности, штатного состава (1-9) составляет (-22%), в то время как для состава (4-9) – (-18%).
Необходимо отметить также, что при введении пасты, способствующей увеличению стойкости вулканизатов к термоокислительному старению, придается более значительная динамическая выносливость. Причем, объясняя увеличение динамической выносливости, невозможно, по-видимому ограничиться только фактором повышения дозы противостарителя в матрице каучука. Не последнюю роль при этом, вероятно, играет ПВХ. В этом случае можно предположить [20], что присутствие ПВХ может вызвать эффект образования им цепочечных непрерывных структур, которые равномерно распределяются в каучуке и препятствуют разрастанию микротрещин возникающих при растрескивании.
Уменьшая содержание противостарительной пасты и тем самым доли ПВХ (таблица 6) эффект повышения динамической выносливости практически аннулируется. В этом случае положительное влияние пасты проявляется лишь в условиях термоокислительного и озонного старения.
Следует отметить, что наилучшие физико-механические показатели наблюдаются при использовании противостарительной пасты, полученной при более мягких условиях (температура предварительной желатинизации 100оС).
Такие условия получения пасты обеспечивают более высокий уровень стабильности, по сравнению с пастой полученной при термостатированной в течение часа при 140оС.
Увеличение вязкости ПВХ в пасте, полученной при данной температуре, не способствует также сохранению динамической выносливости вулканизатов. И как следует из таблицы 6, динамическая выносливость в большой степени уменьшается в пастах, термостатированных при 140оС.
Использование диафена ФФ в композиции с диафеном ФП и ПВХ позволяет в некоторой степени решить проблему выцветания.
Таблица 5
Физико-механические показатели вулканизатов, содержащих противостарительную пасту (П-9).
| Наименование показателя | Шифр смеси | |||
| 1-9 | 2-9 | 3-9 | 4-9 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Условная прочность при разрыве, МПа | 19,8 | 19,7 | 18,7 | 19,6 |
| Условное напряжение при 300%, МПа | 2,8 | 2,8 | 2,3 | 2,7 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Относительное удлинение при разрыве, % | 660 | 670 | 680 | 650 |
| Остаточное удлинение, % | 12 | 12 | 16 | 16 |
| Твердость, Шор А, усл.ед. | 40 | 43 | 40 | 40 |
|
Изменение показателя после старения, воздух, 100оС*72 ч | ||||
| Условной прочности при разрыве, МПа | -22 | -26 | -41 | -18 |
| Условного напряжения при 300%, МПа | 6 | -5 | 8 | 28 |
| Относительного удлинения при разрыве, % | -2 | -4 | -8 | -4 |
| Остаточного удлинения, % | 13 | 33 | -15 | 25 |
| Озоностойкость, E=10 %, час | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Динамическая выносливость, Eg=100%, тыс.циклов. | 121 | 132 | 137 | 145 |
Таблица 6
Физико-механические показатели вулканизатов, содержащих противостарительную пасту (П-9).
| Наименование показателя | Шифр смеси | |||
| 1-25 | 2-25 | 3-25 | 4-25 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Условная прочность при разрыве, МПа | 22 | 23 | 23 | 23 |
| Условное напряжение при 300%, МПа | 3,5 | 3,5 | 3,3 | 3,5 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Относительное удлинение при разрыве, % | 650 | 654 | 640 | 670 |
| Остаточное удлинение, % | 12 | 16 | 18 | 17 |
| Твердость, Шор А, усл.ед. | 37 | 36 | 37 | 38 |
|
Изменение показателя после старения, воздух, 100оС*72 ч | ||||
| Условной прочности при разрыве, МПа | -10,5 | -7 | -13 | -23 |
| Условного напряжения при 300%, МПа | 30 | -2 | 21 | 14 |
| Относительного удлинения при разрыве, % | -8 | -5 | -7 | -8 |
| Остаточного удлинения, % | -25 | -6 | -22 | -4 |
| Озоностойкость, E=10 %, час | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Динамическая выносливость, Eg=100%, тыс.циклов. | 140 | 116 | 130 | 110 |