Композиционные материалы на основе бутадиен-стирольных каучуков
Никулин С. С., Пугачева И. Н., Черных О. Н.,
Из данных представленных в табл. 32 видно, что присутствие капронового волокна в количестве от 0,3 до 0,7 % масс. и длиной 2 - 10 мм приводит к незначительному увеличению вязкости по Муни: каучука с 55 до 55¸58 ед.; резиновой смеси с 57 до 58 ¸ 60 ед.; росту минимального крутящего момента с 4,8 (у стандартного образца) до 7,0 ¸ 8,5 Н×м (табл. 33, рис. 18). Это косвенно указывает на наличие совместимости поверхности капрона, обработанного в кислой среде, с матрицей бутадиен-стирольного каучука.
Таблица 33
Реограмма вулканизации резиновых смесей на основе каучука
СКС-30 АРК, наполненного капроновым 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 |
0,7 |
||
Минимальный крутящий момент, Н×м |
4,8 |
8,5 |
7,5 |
7,0 |
7,5 |
7,5 |
7,0 |
Максимальный крутящий момент, Н×м |
36,5 |
31 |
34 |
32 |
34 |
32 |
32 |
Время начала вулканизации, мин. |
3,5 |
5 |
5 |
4 |
5 |
4 |
5 |
Время оптимума вулканизации, мин |
27,5 |
21 |
20 |
21 |
19 |
15 |
21 |
Рис. 18. 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 % 6 - 10 мм, 0,7 %
Ориентация более совместимых с бутадиен-стирольным каучуком (БСК) волокон капрона в матрице резиновой смеси в направлении перпендикулярном направлению приложения нагрузки (каландровый эффект) объясняет снижение восстанавливаемости резиновой смеси с 1,4 (без волокна) до 1,2 мм (с волокном) (табл. 32). Присутствие добавок волокна ограничивает разброс величины пластичности резиновой смеси в пределах 0,33 ¸ 0,36 ед.
По причине адсорбции части компонентов вулканизующей группы поверхностью волокон для вулканизатов содержащих капроновое волокно отмечено снижения времени оптимума вулканизации с 27,5 (у стандартного образца) до 15 ¸ 21 мин, прочности и напряжения при 300 % удлинении по сравнению с вулканизатами без волокна вследствие меньшей степени сшивки. Существенное увеличение сопротивления раздиру с 53 до 66 ¸ 90 кН/м и многократным циклическим деформациям с волокнами 5 - 10 мм до 93 тыс. циклов объясняется проявлением их армирующего эффекта, ранее выявленного для вулканизатов наполненных волокнами на стадии резиносмешения [7]. Рост сопротивления старению (100 оС, 72 ч) объясняется завершением процесса вулканизации в результате десорбции компонентов вулканизующей группы с поверхности волокон.