Кіріспе тақырыптың өзектілігі
Модификацияланған резина қоспалары мен резиналардың технологиялық және физика-механикалық қасиеттерін зерттеу
жүктеу/скачать 273,09 Kb.
|
| 2.2.3 Модификацияланған резина қоспалары мен резиналардың технологиялық және физика-механикалық қасиеттерін зерттеу
Резина-кордты жүйелердің жұмыс қабілеттілігін айқындайтын негізгі факторларының бірі резинаның тоқыма кордына сенімді бекітілуі болып табылады [68]. Осы себепті резина-тоқыма корды байланысу беріктігінің жоғары бастапқы көрсеткіштерін және олардың пайдаланғанда жақсы сақталуын қамтамасыз ететін жаңа тиімді адгезия промоторларын іздеуге көп көңіл бөлінеді. Айта кету керек, адгезия модификаторларының қатысуында, әдетте, эластомерлік композициялардың адгезиялық қасиеттері ғана емес, сонымен қатар вулканизаттар қасиеттерінің барлық кешені - беріктік және динамикалық; ескіруге төзімділігі, қажуға төзімділігі және т. б. өзгереді. Әдеби шолудан резина-кордты жүйенің жұмысқа қабілеттілігіне беттердің түйісу аймағында болатын химиялық, физикалық және механикалық процестердің кешені әсер ететіні белгілі болды. Мұнда негізгі рөл тоқыма корды мен резина арасындағы химиялық және молекулалық өзара әрекеттесуге беріледі, оны ұлғайту үшін белсенді функционалды топтары бар адгезивтер мен заттарды қолдану қажет [69]. Талшық түзетін полимерлердің, адгезив пен резинаның белсенді топтары арасында жүйеде байланыс беріктігін, адгезив пленкасы мен резинаның шекаралық қабатының беріктігін анықтайтын өзара әрекеттесу жүретіні белгілі. Бұл жерде талшықтан, адгезивтен және резеңкеден жасалған жоғары және төмен молекулалы заттардың шекаралық аймақтарға өзара диффузиясы процесіне елеулі рөл беріледі. Сонымен қатар, адгезив полимерлердің төсеме резинаға диффузиялануы да өтеді. Диффузия жылдамдығы адгезив полимердің молекулалық массасына және полимер мен қаптайтын резинаның үйлесімділігіне тәуелді [70]. Резина-адгезив және адгезив-корд түйісу аймағында әртүрлі деңгейлерде және әлсіреген жерлерде микро-ақаулар бар, яғни ол біртекті емес. Сондай-ақ, кордтың бетінде адгезивпен жабылмаған жерлер бар. Одан бөлек, резина-кордты жүйенің шекаралас аймақтарында ингредиенттердің нашар диспергирленуі салдарынан бөгде қоспалар, сондай-ақ адсорбцияланған булар, газдар, май үлбірлері болуы мүмкін [71]. Осылайша, резина-кордты жүйенің шекаралас аймақтарында корд пен адгезив, адгезив және резинаның белсенді компоненттері арасында тығыз байланыс орнатумен қатар ақаулар мен әлсіз шекара қабаттары қалыптасады. Резина-кордты жүйе жүктемесі ақауларында пайда болатын жергілікті қайта жүктеме әлсіздеу лабилді байланыстардың үзілуін тудырады. Бұл механикалық энергияның диссипациясына, кернеу релаксациясына әкеледі, бұл күшті байланыстарға жүктемені азайтады, сондықтан ақауларды тұрақтандыруға ықпал етеді. Фазааралық байланыстар топографиясы маңызды рөл атқарады. Егер олар шекара аймағында біркелкі таралса, резина-кордты жүйені жүктегенде кернеулердің біркелкілеу таралуын, демек кордтың резинамен байланысының жоғары беріктігін күтуге болады [72]. Жоғарыда айтылғандарға байланысты тоқыма кордының резинамен байланысу беріктігін арттыру үшін талшық түзуші полимерлермен және резинамен берік (ковалентті) және лабильді (оний және сутегілік) байланыстар түзілуіне ықпал ететін модификаторларды қолдану қажет [73]. Мұнай битуминозды жыныстан алынған табиғи битумдардың физика-химиялық сипаттамаларын зерттегенде оның құрамында көп мөлшерде шайырлар мен майлар бар екендігін көрсетті. Бұл табиғи битум резина мен тоқыма кордының байланысу беріктігін жақсарту үшін резина қоспасының модификаторы бола алады деп болжауға мүмкіндік берді. Құрамында беттік белсенді заттар бар жұмсартқыштар белсенді екендігі белгілі; оларға асфальт-битумды жұмсартқыштар - мазут, гудрон, рубракс, сондай-ақ тас көмір шайыры, қарағай шайыры, май қышқылдары жатады. Мұндай жұмсартқыштар толықтырғыш бөлшектердің бетінде толықтырғыш бөлшектері бетімен полярлы топтармен байланысқан беттік-белсенді заттың мономолекулалық адсорбциялық қабаттарын түзеді. Осының арқасында жұмсартқыштар резина қоспасында толықтырғыштардың дисперсиялануына және біркелкі таралуына, сондай-ақ толықтырғыштың каучукпен берік байланыс түзуіне ықпал етеді, яғни толықтырғыштың активтенуіне және резинаның физика-механикалық көрсеткіштерін арттыруға ықпал етеді [74]. Сондай-ақ, асфальт-битумды типті жұмсартқыштар вулкандау процесінде күкіртпен тотығуға, конденсациялануға және өзара әрекеттесуге қабілетті болып көрінеді, бұл олардың молекулалық салмағының жоғарылауына және жоғары қаттылыққа және жоғары модульге ие, бірақ созылымдылығы төмен вулканизаттарды алуға әкеледі [75]. Шиналар қаңқасының негізгі қабаттарын резиналау үшін әзірленген құрамдардың вулкандау сипаттамалары мен физика-механикалық көрсеткіштері 9-кестеде келтірілген. Кесте 9 - Шиналар қаңқасының негізгі қабаттарын резиналау үшін әзірленген құрамдардың вулкандау сипаттамалары мен физика-механикалық көрсеткіштері
Резина қоспалардың технологиялық қасиеттері өңдеудің әртүрлі кезеңдеріндегі олардың әрекетін сипаттайды. Муни тұтқырлығы маңызды көрсеткіштердің біріне жатады. Кестенің деректерінен Муни бойынша тұтқырлық көрсеткіші 5 масс.б мұнайлы битумды 5 масс.б табиғи битумға алмастырғанда эталаон көрсеткіші деңгейінде қалатынын көруге болады. Иілімділік көрсеткіші 108%-ға артты. 5 масс.б мөлшерінде табиғи битумды енгізгенде резина қоспаларының тұтқырлығы аздап өзгереді, бірақ созылымды қалпына келтіруді азайту және қоспаның қаңқалылығын арттыру арқылы қалыптау жақсарады. Толықтырғыш–жұмсартқыш фазааралық шекарада бір мезгілде физикалық байланыстардың шоғырлануы және химиялық байланыстардың бытыраңқылығының әсері болуы мүмкін [76]. Кеңістіктік тордың құрылымы вулканизаттардың беріктігі мен созылымды қасиеттеріне айтарлықтай әсер етеді, сонымен қатар резиналардың термиялық және термо-тотығу әсеріне төзімділігін анықтайды. Көлденең тігілу тығыздығы түзілетін кеңістіктік тордың негізгі сипаттамаларының бірі болып табылады. Соңғы жылдамдықпен созғанда, тордың қоюлығы жоғарылағанда резина беріктігі қисық бойымен максимумға дейін өзгереді. Беріктіктің көлденең байланыстардың концентрациясына тәуелділігі қисығындағы максимумның орналасуы каучук түріне және вулкандау жүйесінің түріне байланысты. Вулкандау жүйесі түрінің резиналар қасиеттеріне әсері, ең алдымен, әртүрлі энергиядағы көлденең байланыстар түзілуіне байланысты. Табиғи битумның вулкандау кинетикасына әсерін зерттеу нәтижелері, яғни табиғи битум дозасы жоғарылағанда вулкандаудың оңтайлы дәрежесіне жету уақыты іс жүзінде өзгермейді және 14/30–14/25 стандарт деңгейінде болатындығын көрсетті. 2-суретте 300% ұзарғандағы шартты кернеудің және созғандағы шартты беріктіктің табиғи битум мөлшеріне тәуелділік диаграммасы көрсетілген. Табиғи битум мөлшері, масс.б. Сурет 2 - 300%-ға ұзарғандағы шартты кернеудің және созғандағы беріктіктің табиғи битумның мөлшеріне тәуелділік диаграммасы. 2-суреттен табиғи битумның табиғаты мен дозалануының іс жүзінде СКИ-3 каучугі негізіндегі толықтырылмаған эластомерлік композициялар вулканизаттарының серпімді-беріктік қасиеттері көрсеткіштеріне қатты әсер етпейтінін көруге болады. Сонымен, вулканизаттарды созғандағы шартты беріктік көрсеткіші 17,5-17,7 МПа аралығында, ал үзгендегі салыстырмалы ұзаруы 8,0-ден 10,2-ге дейін өсті. Табиғи битум мөлшері, масс.б. Сурет 3 - Табиғи битум мөлшеріне салыстырмалы ұзарудың тәуелділік диаграммасы 3-суреттен көрініп тұрғандай, салыстырмалы ұзаруы 590%-дан 610%-ға дейін өсті. Жұлмалауға қарсылығының, қаттылық пен созылымдылықтың табиғи битум мөлшеріне тәуелділігін зерттеу бұл көрсеткіштердің эталон көрсеткіштері деңгейінде екенін көрсетті (4-сурет ). Табиғи битум мөлшері, масс.б. Сурет 4 - Табиғи битум мөлшеріне жұлмалауға қарсылығы, қаттылығы және созылымдылығының тәуелділік диаграммасы Резина-корд адгезиясына шайыр құрамы, оның резина қоспасындағы мөлшері және т.б. әсер етеді. Шайыр мөлшерінің жоғарылауы алдымен байланыс беріктігінің күрт артуына әкеледі, содан кейін полярлы функционалды топтар мөлшерінің көптігіне және фазалар бөліну шекарасында түйісудің нашарлауына байланысты адгезив пленканың қаттылығы артады (5-сурет) []. Табиғи битум мөлшері, масс.б. Сурет 5 - Табиғи битум мөлшеріне салыстырмалы ұзарудың тәуелділік диаграммасы Осылайша, ұсынылған композициялық қоспаның қанағаттанарлық реологиялық қасиеттері мен вулкандау сипаттамалары бар, одан алынған вулканизаттар жақсы беріктік, созылымдылық және адгезиялық қасиеттер кешеніне ие. жүктеу/скачать 273,09 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||