Композиционные материалы на основе бутадиен-стирольных каучуков
Никулин С. С., Пугачева И. Н., Черных О. Н.,
Как видно из приведенных в табл. 30 данных, опытные резиновые смеси обладают хорошими технологическими свойствами, которые практически не зависят от содержания и длины вискозного волокна.
Прочностные показатели опытных резин незначительно уменьшаются по сравнению с вулканизатами на основе серийного каучука СКС-30 АРК. Присутствие вискозного волокна приводит к незначительному снижению вязкости с 55 до 51 ¸ 53 ед. каучука, резиновой смеси с 57 до 53 ¸ 56 ед., и увеличению минимального крутящего момента с 4,8 (у стандартного образца) до 5,5 ¸ 6,5 Н×м (табл. 31).
Таблица 31
Реограмма вулканизации резиновых смесей на основе каучука СКС-30 АРК, наполненного вискозным волокном
Показатель |
Стандартный образец (без добавок) |
Размер (мм) и дозировка ( % масс. на каучук) |
||||
2 |
5 |
10 |
||||
0,3 |
0,7 |
0,3 |
0,7 |
0,3 |
||
Минимальный крутящий момент, Н×м |
4,8 |
6,3 |
6,0 |
5,5 |
5,5 |
6,5 |
Максимальный крутящий момент, Н×м |
36,5 |
30 |
32 |
34 |
33 |
36 |
Время начала вулканизации, мин. |
3,5 |
5 |
4 |
4 |
5 |
4 |
Время оптимума вулканизации, мин |
27,5 |
30 |
29 |
28 |
29 |
29 |
Отсутствие ориентации плохо смачиваемых волокон вискозы в матрице резиновой смеси в направлении перпендикулярном направлению приложения нагрузки (каландровый эффект) объясняет увеличение восстанавливаемости образцов с 1,4 до 1,8 мм (табл. 31), и связанное с этим уменьшение ползучести резиновых смесей. Присутствие добавок волокна увеличивает разброс величины пластичности резиновой смеси в пределах 0,31 ¸ 0,38 ед.
Кинетические вулканизации представлены на рис. 17.
По причине адсорбции части компонентов вулканизующей группы поверхностью волокон для вулканизатов содержащих вискозное волокно характерно увеличение времени оптимума вулканизации с 27,5 (у стандартного образца) до 28 ¸ 30 мин., снижение прочности и напряжения при 300 % удлинении по сравнению с вулканизатами без волокна вследствие меньшей степени сшивки.
Существенное увеличение сопротивления раздиру с 53 до 71 ¸ 96 кН/м и многократным циклическим деформациям с 70 до 96 тыс. циклов пропорционально содержанию и длине волокон, объясняется проявлением армирующего эффекта, ранее выявленного для вулканизатов наполненных волокнами на стадии резиносмешения [7, 19].
Рост сопротивления старению (100 оС, 72 ч) может быть объяснен завершением процесса вулканизации в результате десорбции компонентов вулканизующей группы с поверхности волокон.
Рис. 17. Кинетические кривые вулканизации
1 - 2 мм, 0,3 % 2 - 2 мм, 0,7 % 3 - 5 мм, 0,3 %
4 - 5 мм, 0,7 % 5 - 10 мм, 0,3 %