Ce factori influențează îmbătrânirea prematură a anvelopelor. Ce face ca anvelopele să îmbătrânească

Cât timp va dura o anvelopă auto depinde de utilizare, de starea tehnică a mașinii și de stilul dumneavoastră de condus. Întreținerea profesională și verificările constante vor asigura conducerea în siguranță.

Anvelopele sunt in contact direct cu drumul, de aceea este foarte important sa mentinem calitatea anvelopelor in stare buna, deoarece siguranta, eficienta consumului de combustibil si confortul depind de calitatea acestora. Este necesar nu numai să selectați anvelopele potrivite, ci și să monitorizați starea acestora pentru a preveni îmbătrânirea și uzura prematură a acestora.

Principalele cauze de deteriorare și uzură a anvelopelor auto

Întotdeauna există o mulțime de surprize neplăcute pe drum care în cele din urmă duc la deteriorarea și uzura anvelopelor: pietre, găuri, sticlă. Nu le putem nici prevedea, nici prevenim. Dar problemele care decurg din viteza mare, presiunea aerului și suprasarcina depind complet de proprietarul mașinii și sunt complet rezolvabile.

1. Conducerea cu viteză mare

Urmăriți cu atenție limita de viteză! Când conduceți cu viteză mare, riscul de deteriorare și uzură a anvelopelor este cel mai probabil, deoarece anvelopele se încălzesc și presiunea din ele se pierde mai repede.

2. Presiunea anvelopelor

Supra și sub presiunea în anvelope reduce durata de viață utilă a anvelopelor și duce la uzura prematură (supraîncălzirea anvelopei, nivelul redus de aderență pe suprafața drumului), prin urmare este necesar să se controleze suficient presiunea în anvelope.

3. Supraîncărcare

Urmați recomandările producătorului pentru încărcare! Pentru a evita supraîncărcarea anvelopelor, examinați cu atenție indicele de sarcină de pe flancul anvelopei. Aceasta este valoarea maximă și nu trebuie depășită. Când este supraîncărcat, anvelopa se supraîncălzește și, în consecință, îmbătrânirea și uzura prematură.

Cum să protejați anvelopele de îmbătrânirea prematură și uzură

Chiar și anvelopele de cea mai înaltă calitate și cele mai scumpe sunt de scurtă durată. Uzura anvelopelor este doar o chestiune de timp, dar este în puterea noastră să maximizăm durata de viață a anvelopelor. Ce puteți face pentru a prelungi durata de viață a anvelopelor și pentru a le proteja de uzură? Iată câteva sfaturi simple:

Verificați periodic starea anvelopelor. Verificarea durează doar câteva minute, dar economisește bani. Verificați starea anvelopelor o dată pe săptămână.

După cinci ani de utilizare a anvelopelor, verificați-le cu atenție o dată pe an.

Verificați presiunea în anvelope aproximativ o dată pe lună. Presiunea corectă este o garanție a siguranței la condus și menținerea performanței anvelopei. Presiunea corectă poate fi găsită în manualul de utilizare al vehiculului, iar presiunea trebuie verificată numai când anvelopele sunt reci.

Verificați adâncimea benzii de rulare, nivelul de uzură a anvelopelor cel puțin o dată pe lună.

O adâncime a benzii de rulare mai mică de 1,6 mm indică o uzură semnificativă a anvelopei și ar trebui înlocuită.

Verificați periodic alinierea roților în timpul întreținerii de rutină sau cu puțin timp înainte de întreținerea oficială. Unghiurile de instalare incorecte nu sunt întotdeauna vizibile, de obicei se schimbă atunci când conduceți peste gropi și borduri.

Echilibrați roțile când le rearanjați (la fiecare șase luni). Nu confundați concepte precum alinierea roților și echilibrarea roților. La reglare se stabilește poziția geometrică corectă a roților, iar la echilibrare, roțile sunt reglate astfel încât rotirea să fie fără vibrații. Echilibrarea protejează roțile de îmbătrânirea și uzura prematură, asigură siguranța suspensiei și a rulmenților roților.

Schimbați cauciucurile. Rearanjarea anvelopelor va ajuta la evitarea uzurii rapide a anvelopelor. La fiecare 6-7 mii de săpunuri pot fi rearanjate, nu uitați de „roata de rezervă”. Prin rearanjarea anvelopelor, puteți economisi bani și prelungi durata de viață a acestora, deoarece anvelopele se uzează mai uniform.

Schimbați supapele la schimbarea anvelopelor. Supapa este o parte importantă a etanșeității anvelopei. Presiunea ridicată și sarcinile semnificative în timpul rotației roții acționează asupra supapei. Prin urmare, la schimbarea anvelopelor, este necesară schimbarea supapelor, aceasta va prelungi durata de viață a anvelopei și o va salva de uzură. Economisirea supapelor afectează direct durata de viață a anvelopelor dumneavoastră.

Când ar trebui să schimbi cauciucurile?

O verificare săptămânală a anvelopelor (inspectarea adâncimii benzii de rulare, presiunea aerului din anvelope, deteriorarea existentă a flancurilor anvelopelor, apariția urmelor de uzură neuniformă) vă permite să evaluați cu adevărat gradul de uzură și îmbătrânirea anvelopelor. Dacă s-au strecurat în minte îndoieli cu privire la siguranța utilizării anvelopelor, atunci contactați un specialist cu experiență pentru sfaturi cu privire la operarea ulterioară.

Anvelopa trebuie înlocuită dacă:

Puncție (nu numai daune externe, ci și ascunse sunt posibile)

Uzură puternică a benzii de rulare

Prezența semnelor de îmbătrânire și de „oboseală” (fisuri la exterior, pe zonele talonului și umerilor, deformarea anvelopelor etc.). Aceste anvelope nu oferă o aderență adecvată.

Deteriorarea anvelopelor

Uzură neuniformă de-a lungul marginilor, în centru, în unele zone

Incoerență cu vehiculul (necesită instalarea de roți de același tip)

Viața anvelopei

Durata de viață a anvelopelor variază foarte mult, așa că este aproape imposibil de prezis cât va dura o anumită anvelopă. O anvelopă este formulată cu o varietate de ingrediente și materiale de cauciuc care afectează durata de viață a anvelopei. Condițiile meteorologice, condițiile de utilizare și depozitare pot, de asemenea, să prelungească sau să scurteze durata de viață a anvelopelor. Prin urmare, pentru a crește durata de viață a anvelopelor, protejați-le de uzură, urmăriți aspectul lor, mențineți presiunea în anvelope, apariția următoarelor efecte: zgomot, vibrații sau deplasare către mașină în timpul conducerii și a bineînțeles, păstrați-le corect.

Reguli de depozitare a anvelopelor auto

Chiar dacă anvelopele zac și nu sunt folosite sau sunt folosite rar, acestea îmbătrânesc. Este recomandabil să nu depozitați anvelopele neumflate sau demontate în stive pentru o perioadă lungă de timp. De asemenea, nu depozitați obiecte străine, în special obiecte grele, pe anvelope. Evitați obiectele fierbinți, flăcările, scânteile și generatoarele din apropierea anvelopelor. Se recomandă purtarea mănușilor de protecție la manipularea anvelopelor.

Anvelopele sunt depozitate într-o încăpere uscată, bine ventilată, cu o temperatură constantă, care este ferită de precipitații și lumina directă a soarelui. Pentru a evita alterarea structurii cauciucului, nu depozitați substanțe chimice sau solvenți în apropierea anvelopelor. Evitați depozitarea metalului, lemnului sau a altor obiecte ascuțite în apropierea anvelopelor care le-ar putea deteriora. Cauciucul negru se teme de excesul de căldură și de îngheț, iar umiditatea excesivă duce la îmbătrânirea acestuia. Anvelopele nu trebuie spălate sub un jet puternic de apă; este suficient săpunul sau detergentul special.

Din tot ceea ce s-a spus, concluzia sugerează că depozitarea adecvată, funcționarea și o verificare completă a stării lor vor ajuta la salvarea anvelopelor de uzură.

1. RECENZIE LITERARĂ.
1.1. INTRODUCERE
1.2. ÎMBĂTRÂNIREA CAUCIUCURILOR.
1.2.1. Tipuri de îmbătrânire.
1.2.2. Îmbătrânirea la căldură.
1.2.3. Îmbătrânirea cu ozon.
1.3. AGENȚI ANTI-ÎMBĂTRÂNIREA ȘI ANTIZONANTE.
1.4. CLORURA DE POLIVINIL.
1.4.1. Plastisoluri PVC.

2. ALEGEREA DIRECŢIEI CERCETĂRII.
3. CONDIȚII TEHNICE PENTRU PRODUS.
3.1. CERINTE TEHNICE.
3.2. CERINȚE DE SIGURANȚĂ.
3.3. METODE DE TESTARE.
3.4. GARANȚIA PRODUCĂTORULUI.
4. EXPERIMENTAL.
5. REZULTATE OBȚINUTE ȘI DISCUȚIA LOR.
CONCLUZII.
LISTA LITERATURII UTILIZATE:

Adnotare.

În industria internă și străină pentru producția de anvelope și produse din cauciuc, antioxidanții sunt utilizați pe scară largă, utilizați sub formă de paste cu greutate moleculară mare.
În această lucrare, investigăm posibilitatea obținerii unei paste antiîmbătrânire bazată pe combinații a doi antioxidanți diafen FP și diafen FF cu clorură de polivinil ca mediu de dispersie.
Modificări ale conținutului de PVC și antioxidanți, este posibil să se obțină paste adecvate pentru protejarea cauciucurilor de oxidarea termică și îmbătrânirea cu ozon.
Lucrare realizată în pagini.
Au fost folosite 20 de surse literare.
Lucrarea are 6 mese și.

Introducere.

Cei mai răspândiți în patria industriei au fost doi antioxidanți diafen FP și acetanil R.
Sortimentul mic reprezentat de doi antioxidanți se datorează mai multor motive. Producția unor antioxidanți a încetat să mai existe, de exemplu, neozona D, în timp ce altele nu îndeplinesc cerințele moderne pentru ei, de exemplu, diafen FF, se estompează pe suprafața compușilor de cauciuc.
Din cauza lipsei de antioxidanți autohtoni și a costului ridicat al analogilor străini, această lucrare investighează posibilitatea utilizării compoziției de antioxidanți diaphen FP și diaphen PF sub formă de pastă foarte concentrată, mediu de dispersie în care este PVC.

1. Recenzie literară.
1.1. Introducere.

Protejarea cauciucurilor de căldură și îmbătrânirea ozonului este scopul principal al acestei lucrări. Compoziția diafen FP cu diafen FF și poliviniliporidă (mediu dispersat) este utilizată ca ingrediente care protejează cauciucul de îmbătrânire. Procesul de realizare a pastei anti-îmbătrânire este descris în secțiunea experimentală.
Pasta anti-îmbătrânire este utilizată în cauciucuri pe bază de cauciuc izopren SKI-3. Cauciucurile pe baza de acest cauciuc sunt rezistente la actiunea apei, acetonei, alcoolului etilic si nu sunt rezistente la actiunea benzinei, uleiurilor minerale si animale etc.
În timpul depozitării cauciucurilor și exploatării produselor din cauciuc, are loc un proces inevitabil de îmbătrânire, care duce la o deteriorare a proprietăților acestora. Pentru a îmbunătăți proprietățile cauciucurilor, diafen FF este utilizat într-o compoziție cu diafen FP și clorură de polivinil, care fac, de asemenea, posibilă într-o oarecare măsură rezolvarea problemei decolorării cauciucurilor.

1.2. Îmbătrânirea cauciucurilor.

În timpul depozitării cauciucurilor, precum și în timpul depozitării și exploatării produselor din cauciuc, are loc un proces inevitabil de îmbătrânire, care duce la o deteriorare a proprietăților acestora. Ca urmare a îmbătrânirii, rezistența la tracțiune, elasticitatea și alungirea sunt reduse, pierderile de histerezis și duritatea cresc, rezistența la abraziune scade, plasticitatea, vâscozitatea și solubilitatea cauciucului nevulcanizat se modifică. În plus, ca urmare a îmbătrânirii, durata de viață a produselor din cauciuc este redusă semnificativ. Prin urmare, creșterea rezistenței cauciucului la îmbătrânire este de mare importanță pentru creșterea fiabilității și performanței produselor din cauciuc.
Îmbătrânirea este rezultatul expunerii cauciucului la oxigen, căldură, lumină și în special ozon.
În plus, îmbătrânirea cauciucurilor și cauciucurilor este accelerată în prezența compușilor metalici polivalenti și cu deformări multiple.
Rezistența la îmbătrânire a vulcanizatelor depinde de o serie de factori, dintre care cei mai importanți sunt:
- natura cauciucului;
- proprietăți ale antioxidanților, materialelor de umplutură și plastifianților (uleiuri) conținute în cauciuc;
- natura substanțelor vulcanizante și a acceleratorilor de vulcanizare (de acestea depind structura și stabilitatea legăturilor sulfurice care apar în timpul vulcanizării);
- gradul de vulcanizare;
- solubilitatea și viteza de difuzie a oxigenului în cauciuc;
- raportul dintre volumul și suprafața unui produs din cauciuc (cu creșterea suprafeței crește cantitatea de oxigen care pătrunde în cauciuc).
Cea mai mare rezistență la îmbătrânire și oxidare este caracteristică cauciucurilor polare - butadienă-nitril, cloropren, etc. Cauciucurile nepolare sunt mai puțin rezistente la îmbătrânire. Rezistența lor la îmbătrânire este determinată în principal de particularitățile structurii moleculare, de poziția dublelor legături și de numărul lor în lanțul principal. Pentru a crește rezistența cauciucurilor și a cauciucurilor la îmbătrânire, în acestea se introduc antioxidanți, care încetinesc oxidarea și îmbătrânirea.

1.2.1. Tipuri de îmbătrânire.

Datorită faptului că rolul factorilor care activează oxidarea variază în funcție de natura și compoziția materialului polimeric, următoarele tipuri de îmbătrânire se disting în funcție de influența predominantă a unuia dintre factori:
1) îmbătrânirea termică (termică, termooxidativă) ca urmare a oxidării activate de căldură;
2) oboseala - imbatranire ca urmare a oboselii cauzate de actiunea stresului mecanic si a proceselor oxidative, activate prin actiunea mecanica;
3) oxidare activată de metale cu valență variabilă;
4) îmbătrânirea ușoară – ca urmare a oxidării activate de radiațiile ultraviolete;
5) îmbătrânirea cu ozon;
6) îmbătrânirea radiațiilor sub influența radiațiilor ionizante.
Această lucrare investighează efectul dispersiei PVC anti-îmbătrânire asupra rezistenței la oxidare termică și la ozon a cauciucurilor pe bază de cauciucuri nepolare. Prin urmare, mai jos se ia în considerare mai detaliat îmbătrânirea termică-oxidativă și cu ozon.

1.2.2. Îmbătrânirea la căldură.

Îmbătrânirea termică este rezultatul expunerii simultane la căldură și oxigen. Procesele oxidative sunt cauza principală a îmbătrânirii termice în aer.
Majoritatea ingredientelor afectează aceste procese într-o măsură sau alta. Negrul de fum și alte materiale de umplutură adsorb antioxidanții pe suprafața lor, reduc concentrația acestora în cauciuc și, prin urmare, accelerează îmbătrânirea. Funinginea puternic oxidată poate cataliza oxidarea cauciucurilor. Funinginele slab oxidate (cuptor, termice), de regulă, încetinesc oxidarea cauciucurilor.
Odată cu îmbătrânirea termică a cauciucurilor, care are loc la temperaturi ridicate, aproape toate proprietățile fizice și mecanice de bază sunt modificate ireversibil. Modificarea acestor proprietăți depinde de raportul dintre procesele de structurare și distrugere. În timpul îmbătrânirii termice a majorității cauciucurilor pe bază de cauciucuri sintetice are loc predominant structurarea, care este însoțită de o scădere a elasticității și o creștere a rigidității. În timpul îmbătrânirii termice a cauciucurilor din cauciuc izopropen natural și sintetic și cauciuc butilic, procesele distructive se dezvoltă într-o măsură mai mare, ducând la scăderea tensiunilor convenționale la o alungire dată și la creșterea deformațiilor reziduale.
Raportul dintre umplutură și oxidare va depinde de natura acestuia, de tipul de inhibitori introduși în cauciuc și de natura legăturilor de vulcanizare.
Acceleratorii de vulcanizare, precum produsele și transformările lor rămase în cauciucuri (mercaptani, carbonați etc.), pot participa la procesele oxidative. Ele pot provoca descompunerea moleculară a hidroperoxizilor și astfel ajută la protejarea cauciucurilor de îmbătrânire.
Natura rețelei de cură are o influență semnificativă asupra îmbătrânirii termice. La temperaturi moderate (până la 70 °), legăturile încrucișate cu sulf liber și polisulfură încetinesc oxidarea. Cu toate acestea, pe măsură ce temperatura crește, rearanjarea legăturilor polisulfurice, în care poate fi implicat și sulful liber, duce la oxidarea accelerată a vulcanizatelor, care sunt instabile în aceste condiții. Prin urmare, este necesar să se selecteze un grup de vulcanizare care să asigure formarea de legături încrucișate rezistente la rearanjare și oxidare.
Pentru a proteja cauciucurile de îmbătrânirea termică, antioxidanții sunt utilizați pentru a crește rezistența cauciucurilor și a cauciucurilor la oxigen, adică. substanțe cu proprietăți antioxidante - în primul rând amine aromatice secundare, fenoli, bisfinoli etc.

1.2.3. Îmbătrânirea cu ozon.

Ozonul are un efect puternic asupra îmbătrânirii cauciucurilor, chiar și în concentrații scăzute. Acest lucru este uneori relevat deja în procesul de depozitare și transport al produselor din cauciuc. Dacă cauciucul este în același timp întins, atunci apar fisuri pe suprafața sa, a căror creștere poate duce la ruperea materialului.
Ozonul, aparent, este atașat de cauciuc prin legături duble cu formarea de ozonide, a căror descompunere duce la ruperea macromoleculelor și este însoțită de formarea de fisuri pe suprafața cauciucurilor întinse. În plus, în timpul ozonării, procesele oxidative se dezvoltă simultan, contribuind la creșterea fisurilor. Rata de îmbătrânire a ozonului crește odată cu creșterea concentrației de ozon, amplitudinea deformării, creșterea temperaturii și la expunerea la lumină.
O scădere a temperaturii duce la o încetinire bruscă a acestei îmbătrâniri. În condiții de încercare la o valoare constantă a deformațiilor; la temperaturi cu 15-20 grade Celsius mai mari decât temperatura de tranziție sticloasă a polimerului, îmbătrânirea se oprește aproape complet.
Rezistența la ozon a cauciucurilor depinde în principal de natura chimică a cauciucului.
Cauciucurile pe bază de diferite cauciucuri pot fi împărțite în 4 grupe în funcție de rezistența la ozon:
1) cauciucuri deosebit de rezistente (fluoroelastomeri, EPDM, KhSPE);
2) cauciucuri rezistente (cauciuc butilic, perit);
3) cauciucuri moderat rezistente, care nu crapă sub influența concentrațiilor atmosferice de ozon timp de câteva luni și rezistente mai mult de 1 oră la concentrații de ozon de aproximativ 0,001%, pe bază de cauciuc cloropren fără aditivi de protecție și cauciucuri pe bază de cauciucuri nesaturate (NK, SKS). , SKN, SKI -3) cu aditivi de protecție;
4) cauciuc instabil.
Cea mai eficientă în protejarea împotriva îmbătrânirii prin ozon este utilizarea combinată a antiozonților și a substanțelor ceroase.
Antiozonanții chimici includ amine aromatice N-substituite și derivați de dihidrochinolină. Antiozonanții reacționează pe suprafețele de cauciuc cu ozonul într-o rată mare, care este mult mai mare decât rata de interacțiune a ozonului cu cauciucul. Ca urmare a acestui proces, îmbătrânirea ozonului este încetinită.
Diaminele aromatice secundare sunt cele mai eficiente anti-îmbătrânire și anti-ozone pentru protejarea cauciucurilor de căldură și îmbătrânirea ozonului.

1.3. Antioxidanti si antiozonanti.

Cei mai eficienți antioxidanți și antiozonanți sunt aminele aromatice secundare.
Ele nu sunt oxidate de oxigen molecular nici sub formă uscată, nici în soluții, ci sunt oxidate de peroxizii de cauciuc în timpul îmbătrânirii termice și în timpul funcționării dinamice, determinând separarea lanțului. Deci difenilamină; N,N'-difenil-nfenilendiamină în timpul oboselii dinamice sau îmbătrânirii termice a cauciucurilor este consumată cu aproape 90%. În acest caz, se modifică doar conținutul de grupe NH, în timp ce conținutul de azot din cauciuc rămâne neschimbat, ceea ce indică adăugarea unui antioxidant la hidrocarbura cauciucului.
Antioxidanții din această clasă au un efect protector foarte mare împotriva îmbătrânirii termice și a ozonului.
Unul dintre reprezentanții pe scară largă ai acestui grup de antioxidanți este N,N'-difenil-n-fenilendialina (diafen FF).

Este un antioxidant eficient care crește rezistența cauciucurilor pe bază de SDK, SKI-3 și cauciuc natural la acțiunea deformărilor multiple. Diafen FF vopsește cauciuc.
Diafen FP este cel mai bun antioxidant pentru a proteja cauciucurile de caldura si imbatranirea ozonului, precum si de oboseala; cu toate acestea, se distinge printr-o volatilitate relativ mare si se extrage usor din cauciucuri cu apa.
N-Fenil-N'-izopropil-n-fenilendiamina (Diafen FP, 4010 NA, Santoflex IP) are următoarea formulă:

Odată cu creșterea valorii grupării alchil a substituentului, solubilitatea diaminelor aromatice secundare în polimeri crește; rezistență crescută la spălarea apei, volatilitate și toxicitate reduse.
Caracteristicile comparative ale diafen FF și diafen FP sunt date deoarece în această lucrare sunt efectuate studii, care sunt cauzate de faptul că utilizarea diafen FF ca produs individual duce la „decolorarea” acestuia pe suprafața compușilor de cauciuc și a vulcanizaților. În plus, din punct de vedere al acțiunii protectoare, este oarecum inferior diafenului FP; are, în comparație cu acesta din urmă, un punct de topire mai mare, ceea ce afectează negativ distribuția sa în cauciucuri.
PVC este folosit ca liant (mediu dispersat) pentru a obține o pastă pe bază de combinații de antioxidanți diafen FF și diafen FP.

1.4. Clorura de polivinil.

Clorura de polivinil este un produs de polimerizare al clorurii de vinil (CH2 = CHCl).
PVC-ul este disponibil sub formă de pulbere cu o dimensiune a particulelor de 100-200 microni. PVC este un polimer amorf cu o densitate de 1380-1400 kg / m3 și o temperatură de tranziție sticloasă de 70-80 ° C. Este unul dintre cei mai polari polimeri cu interacțiuni intermoleculare ridicate. Funcționează bine cu majoritatea plastifianților comerciali.
Conținutul ridicat de clor al PVC-ului îl face un material cu auto-stingere. PVC-ul este un polimer pentru scopuri tehnice generale. În practică, avem de-a face cu plastisoluri.

1.4.1. Plastisoluri PVC.

Plastisolurile sunt dispersii de PVC în plastifianți lichizi. Cantitatea de plastifianți (ftalați de dibutil, ftalați de dialchil etc.) variază de la 30 la 80%.
La temperaturi obișnuite, particulele de PVC practic nu se umflă în acești plastifianți, ceea ce face ca plastisolurile să fie stabile. Când sunt încălzite la 35-40 ° C, ca urmare a accelerării procesului de umflare (gelatinizare), plastisolurile se transformă în mase puternic legate, care, după răcire, se transformă în materiale elastice.

1.4.2. Mecanismul de gelatinizare a plastisolurilor.

Mecanismul de gelificare este următorul. Pe măsură ce temperatura crește, plastifiantul pătrunde încet în particulele de polimer, care cresc în dimensiune. Aglomeratele se descompun în particule primare. În funcție de rezistența aglomeratelor, descompunerea poate începe la temperatura camerei. Pe măsură ce temperatura crește la 80-100 ° C, vâscozitatea plastosolului crește puternic, plastifiantul liber dispare, iar boabele de polimer umflate intră în contact. În această etapă, numită pregelatinizare, materialul arată complet omogen, dar produsele realizate din acesta nu au suficiente caracteristici fizice și mecanice. Gelatinizarea se finalizează numai atunci când plastifianții sunt distribuiti uniform în clorura de polivinil, iar plastizolul se transformă într-un corp omogen. În acest caz, suprafața particulelor de polimer primar umflate se topește și se formează clorură de polivinil plastifiată.

2. Alegerea unei direcții de cercetare.

În prezent, în industria autohtonă, principalele ingrediente care protejează cauciucul de îmbătrânire sunt diafen FP și acetil R.
Sortimentul prea mic reprezentat de doi antioxidanți se explică prin faptul că, în primul rând, o anumită producție de antioxidanți a încetat să mai existe (neozona D), iar în al doilea rând, alți antioxidanți nu îndeplinesc cerințele moderne (diafen FF).
Majoritatea antioxidanților se vor estompa pe suprafețele de cauciuc. Pentru a reduce decolorarea antioxidanților, pot fi folosite amestecuri de antioxidanți cu proprietăți fie sinergice, fie aditive. Acest lucru, la rândul său, permite economiile unui antioxidant rar. Se propune ca utilizarea unei combinații de antioxidanți să fie efectuată prin dozare individuală a fiecărui antioxidant, dar cel mai adecvat este să se utilizeze antioxidanți sub formă de amestec sau sub formă de compoziții care formează pastă.
Mediul de dispersie în paste este substanțe cu conținut molecular scăzut, cum ar fi uleiurile de origine petrolieră, precum și polimeri - cauciucuri, rășini, termoplastice.
Această lucrare investighează posibilitatea utilizării clorurii de polivinil ca liant (mediu de dispersie) pentru a obține o pastă bazată pe combinații de antioxidanți diafen FF și diafen FP.
Cercetarea se datorează faptului că utilizarea diafen FF ca produs individual duce la „decolorarea” acestuia pe suprafața compușilor de cauciuc și a vulcanizaților. În plus, în ceea ce privește efectul protector, Diafen FF este oarecum inferior Diafen FP; are, în comparație cu acesta din urmă, un punct de topire mai mare, ceea ce afectează negativ distribuția diafenului FF în cauciucuri.

3. Specificații pentru produs.

Această condiție tehnică se aplică dispersiei PD-9, care este o compoziție de clorură de polivinil cu un antioxidant de tip amină.
Dispersia PD-9 este destinată utilizării ca ingredient în compușii de cauciuc pentru a crește rezistența la ozon a vulcanizatelor.

3.1. Cerinte tehnice.

3.1.1. Dispersia PD-9 trebuie să fie fabricată în conformitate cu cerințele acestor condiții tehnice pentru reglementările tehnologice în modul prescris.

3.1.2. În ceea ce privește indicatorii fizici, dispersia PD-9 trebuie să respecte standardele specificate în tabel.
Masa.
Denumirea indicatorului Normă * Metoda de testare
1. Aspectul. Dispersia firimiturii de la gri la gri închis Conform clauzei 3.3.2.
2. Dimensiunea liniară a firimiturii, mm, nu mai mult. 40 Conform clauzei 3.3.3.
3. Masa de dispersie într-un sac de polietilenă, kg, nu mai mult. 20 Conform clauzei 3.3.4.
4. Vâscozitate Mooney, unitate. Mooney 9-25 Conform clauzei 3.3.5.
*) normele se precizează după eliberarea lotului pilot și prelucrarea statistică a rezultatelor.

3.2. Cerințe de siguranță.

3.2.1. Dispersia PD-9 este o substanță combustibilă. Punctul de aprindere nu este mai mic de 150 ° C. Temperatura de autoaprindere 500 ° C.
Agentul de stingere a incendiului este ceața de apă și spuma chimică.
Mijloace de protecție individuală - o mască de gaz "M" de mac.

3.2.2. Dispersia PD-9 este o substanță cu toxicitate scăzută. În caz de contact cu ochii, clătiți cu apă. Produsul care a intrat pe piele este îndepărtat prin spălare cu apă și săpun.

3.2.3. Toate încăperile de lucru în care se lucrează cu dispersie PD-9 trebuie să fie echipate cu ventilație de alimentare și evacuare.
Dispersia PD-9 nu necesită stabilirea unor reglementări igienice pentru acesta (MPC și OBUV).

3.3. Metode de testare.

3.3.1. Luați probe de cel puțin trei puncte, apoi combinați, amestecați bine și luați o probă medie prin sferturi.

3.3.2. Determinarea aspectului. Aspectul este determinat vizual în timpul prelevării.

3.3.3. Determinarea mărimii firimiturii. Pentru a determina dimensiunea dispersiei de firimituri PD-9 utilizați o riglă metrică.

3.3.4. Determinarea masei de dispersie PD-9 într-o pungă de polietilenă. Pentru a determina masa dispersiei PD-9 într-o pungă de polietilenă, se utilizează o scară de tip RN-10Ts 13M.

3.3.5. Determinarea vâscozității Mooney. Determinarea vâscozității Mooney se bazează pe prezența unei anumite cantități de component polimeric într-o dispersie PD-9.

3.4. Garantia producatorului.

3.4.1. Producătorul garantează conformitatea dispersiei PD-9 cu cerințele acestor specificații.
3.4.2. Perioada de valabilitate garantată a dispersiei PD-9 este de 6 luni de la data fabricării.

4. Partea experimentală.

În această lucrare, investigăm posibilitatea utilizării clorurii de polivinil (PVC) ca liant (mediu de dispersie) pentru a obține o pastă bazată pe combinații de antioxidanți diafen FF și diafen FP. Este investigat și efectul acestei dispersii anti-îmbătrânire asupra rezistenței la oxidare termică și la ozon a cauciucurilor pe bază de cauciuc SKI-3.

Prepararea pastei anti-îmbătrânire.

În fig. 1. Este prezentată instalația pentru prepararea pastei anti-îmbătrânire.
Prepararea a fost efectuată într-un balon de sticlă (6) cu un volum de 500 cm3. Balonul cu ingredientele a fost încălzit pe o sobă electrică (1). Balonul se pune într-o baie (2). Temperatura din balon a fost controlată folosind un termometru de contact (13). Agitarea se efectuează la o temperatură de 70 ± 5 ° C și folosind un mixer cu palete (5).

Fig. 1. Instalatie pentru prepararea pastei anti-imbatranire.
1 - aragaz electric cu spirala inchisa (220 V);
2 - baie;
3 - termometru de contact;
4 - releu termometru de contact;
5 - mixer cu lame;
6 - balon de sticlă.

Ordinea de încărcare a ingredientelor.

Balonul a fost încărcat cu cantitatea calculată de diafen FF, diafen FP, stearina și o parte (10% în greutate) de dibutil ftalan (DBP). După aceea, s-a agitat timp de 10-15 minute până s-a obţinut o masă omogenă.
Apoi amestecul a fost răcit la temperatura camerei.
Apoi amestecul a fost încărcat cu clorură de polivinil și restul de DBP (9% în greutate). Produsul rezultat a fost descărcat într-un pahar de porțelan. Apoi produsul a fost termostatat la temperaturi de 100, 110, 120, 130, 140 ° C.
Compoziția compoziției rezultate este prezentată în tabelul 1.
tabelul 1
Compoziția pastei anti-îmbătrânire P-9.
Ingrediente% gr. Încărcarea în reactor, g
PVC 50,00 500,00
Diafen FF 15,00 150,00
Diafen FP (4010 NA) 15,00 150,00
DBF 19,00 190,00
Stearină 1,00 10,00
Total 100,00 1000,00

Pentru a studia efectul pastei anti-îmbătrânire asupra proprietăților vulcanizatelor, a fost utilizat un compus de cauciuc pe bază de SKI-3.
Pasta anti-îmbătrânire rezultată a fost introdusă într-un compus de cauciuc pe bază de SKI-3.
Compozițiile compușilor de cauciuc cu pastă anti-îmbătrânire sunt prezentate în tabelul 2.
Proprietățile fizice și mecanice ale vulcanizatelor au fost determinate în conformitate cu GOST și TU, prezentate în tabelul 3.
masa 2
Compuși de cauciuc.
Ingrediente Marcați numere
I II
Codurile de amestec
1-9 2-9 3-9 4-9 1-25 2-25 3-25 4-25
Cauciuc SKI-3 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Sulf 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Altax 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60
Guanide F 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
zinc alb 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00
Stearină 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Negru de fum P-324 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00
Diafen FP 1,00 - - - 1,00 - - -
Pastă anti-îmbătrânire (P-9) - 2,3 3,3 4,3 - - - -
Pastă anti-îmbătrânire P-9 (100оС *) - - - - - 2,00 - -
P-9 (120оС *) - - - - - - 2.00 -
P-9 (140оС *) - - - - - - - 2.00
Notă: (оС *) - temperatura de gelatinizare preliminară a pastei este indicată între paranteze (P-9).

Tabelul 3
Articol nr. Numele indicatorului GOST
1 Rezistență condiționată la rupere,% GOST 270-75
2 Tensiune condiționată la 300%,% GOST 270-75
3 Alungire la rupere,% GOST 270-75
4 Alungire reziduală,% GOST 270-75
5 Schimbarea indicatorilor de mai sus după îmbătrânire, aer, 100оС * 72 h,% GOST 9.024-75
6 Rezistenta dinamica la tractiune, mii de cicluri, E? = 100% GOST 10952-64
7 Duritate Shore, standard GOST 263-75

Determinarea proprietăților reologice ale pastei anti-îmbătrânire.

1. Determinarea vâscozității Mooney.
Vâscozitatea Mooney a fost determinată folosind un viscozimetru Mooney (GDR).
Producția de probe pentru testare și testarea propriu-zisă se realizează conform metodologiei prevăzute în specificațiile tehnice.
2. Determinarea rezistenței de coeziune a compozițiilor paste.
După gelatinizare și răcire la temperatura camerei, probele de pastă au fost trecute printr-un spațiu de role de 2,5 mm. Apoi, din aceste foi într-o presă de vulcanizare s-au realizat plăci cu dimensiunea de 13,6 * 11,6 mm și grosimea de 2 ± 0,3 mm.
După ce plăcile au fost întărite timp de 24 de ore cu un cuțit de perforat, spatulele au fost tăiate în conformitate cu GOST 265-72 și mai departe, pe o mașină de testare la tracțiune RMI-60 la o viteză de 500 mm / min, a fost determinată sarcina de rupere. .
Sarcina specifică a fost luată ca forță de coeziune.

5. Rezultatele obţinute şi discutarea acestora.

La studierea posibilității utilizării PVC-ului, precum și a compoziției plastifianților polari ca lianți (mediu de dispersie) pentru a obține paste pe baza de combinații de antioxidanți diafen FF și diafen FP, s-a constatat că aliajul de diafen FF cu diafen FP într-un Raportul de masă de 1: 1 este caracterizat printr-o viteză scăzută de cristalizare și un punct de topire de aproximativ 90 ° C.
Rata scăzută de cristalizare joacă un rol pozitiv în producția de plastizol PVC umplut cu un amestec de antioxidanți. În acest caz, se reduce semnificativ consumul de energie pentru obținerea unei compoziții omogene care să nu se exfolieze în timp.
Vâscozitatea topiturii diafen FF și diafen FP este apropiată de vâscozitatea plastisolului PVC. Acest lucru permite amestecarea topiturii și plastizolului în reactoare cu agitatoare de tip ancoră. În fig. 1 prezintă o diagramă a unei instalaţii pentru producerea de paste. Pastele, înainte de gelatinizarea lor preliminară, sunt drenate satisfăcător din reactor.
Se știe că procesul de gelatinizare are loc la 150 ° C și mai mult. Cu toate acestea, în aceste condiții, este posibilă eliminarea clorurii de hidrogen, care, la rândul său, este capabilă să blocheze atomul mobil de hidrogen din moleculele aminelor secundare, care în acest caz sunt antioxidanți. Acest proces se desfășoară conform următoarei scheme.
1. Formarea hidroperoxidului polimeric în timpul oxidării cauciucului izopren.
RH + O2 ROOH,
2. Una dintre direcțiile de descompunere a hidroperoxidului polimeric.
ROOH RO ° + O ° H
3. După îndepărtarea fazei de oxidare datorită moleculei antioxidante.
AnH + RO ° ROH + An °,
Unde An este un radical antioxidant, de exemplu,
4.
5. Proprietățile aminelor, inclusiv cele secundare (diafen FF), formează amine alchil-substituite cu acizi minerali conform următoarei scheme:
H
R- ° N ° -R + HCI + Cl-
H

Aceasta reduce reactivitatea atomului de hidrogen.

Prin efectuarea procesului de gelatinizare (gelatinizare preliminară) la temperaturi relativ scăzute (100-140°C), se pot evita fenomenele menționate mai sus, adică. reduce probabilitatea de descompunere a clorurii de hidrogen.
Procesul final de gelificare are ca rezultat paste cu o vâscozitate Mooney mai mică decât compusul de cauciuc umplut și rezistență scăzută la coeziune (vezi Figura 2.3).
Pastele cu vâscozitate Mooney scăzută, în primul rând, sunt bine distribuite în amestec și, în al doilea rând, părțile minore ale componentelor care alcătuiesc pasta sunt capabile să migreze cu ușurință în straturile de suprafață ale vulcanizatelor, protejând astfel cauciucul de îmbătrânire.
În special, în problema „zdrobirii” compozițiilor care formează pastă, se acordă o mare importanță explicării motivelor deteriorării proprietăților unor compoziții sub acțiunea ozonului.
În acest caz, vâscozitatea inițială scăzută a pastelor și, în plus, nu se modifică în timpul depozitării (tabelul 4), permite o distribuție mai uniformă a pastei și face posibilă migrarea componentelor acesteia pe suprafața vulcanizatului.

Tabelul 4
Valorile de vâscozitate Mooney ale pastei (P-9)
Indicatori inițiali Indicatori după păstrarea pastei timp de 2 luni
10 8
13 14
14 18
14 15
17 25

Variind conținutul de PVC și antioxidanți, se pot obține paste adecvate pentru protejarea cauciucurilor împotriva îmbătrânirii termo-oxidative și a ozonului, ambele pe bază de cauciucuri nepolare și polare. În primul caz, conținutul de PVC este de 40-50% în greutate. (pastă P-9), în al doilea - 80-90% greutate.
În această lucrare sunt investigate vulcanizate pe bază de cauciuc izopren SKI-3. Proprietățile fizice și mecanice ale vulcanizatelor folosind pastă (P-9) sunt prezentate în tabelele 5 și 6.
Rezistența vulcanizatelor investigate la îmbătrânirea termic-oxidativă crește odată cu creșterea conținutului de pastă anti-îmbătrânire din amestec, așa cum se poate observa din Tabelul 5.
Indicatori ai modificării rezistenței relative, compoziția standard (1-9) este (-22%), în timp ce pentru compoziție (4-9) - (-18%).
De asemenea, trebuie remarcat faptul că odată cu introducerea unei paste care crește rezistența vulcanizatelor la îmbătrânirea oxidativă termică, se conferă o rezistență dinamică mai mare. Mai mult, explicând creșterea rezistenței dinamice, este imposibil, aparent, să ne limităm doar la factorul de creștere a dozei de antioxidant din matricea cauciucului. PVC-ul va juca probabil un rol important în acest sens. În acest caz, se poate presupune că prezența PVC-ului poate provoca efectul formării de către acesta a structurilor de lanț continuu, care sunt distribuite uniform în cauciuc și împiedică creșterea microfisurilor rezultate din fisurare.
Prin reducerea conținutului de pastă anti-îmbătrânire și, prin urmare, a proporției de PVC (tabelul 6), efectul de creștere a rezistenței dinamice este practic anulat. În acest caz, efectul pozitiv al pastei se manifestă numai în condiții de îmbătrânire termo-oxidativă și cu ozon.
Trebuie remarcat faptul că cele mai bune proprietăți fizice și mecanice sunt respectate atunci când se utilizează o pastă anti-îmbătrânire obținută în condiții mai blânde (temperatura de pre-gelatinizare 100 ° C).
Astfel de condiții pentru obținerea unei paste asigură un nivel mai ridicat de stabilitate în comparație cu o pastă obținută prin termostatare timp de o oră la 140 ° C.
O creștere a vâscozității PVC-ului într-o pastă obținută la o temperatură dată, de asemenea, nu contribuie la păstrarea rezistenței dinamice a vulcanizatelor. Și după cum urmează din Tabelul 6, rezistența dinamică este mult redusă în pastele termostatate la 140 ° C.
Utilizarea diafen FF într-o compoziție cu diafen FP și PVC permite într-o oarecare măsură rezolvarea problemei decolorării.

Tabelul 5

1-9 2-9 3-9 4-9
1 2 3 4 5
Rezistență condiționată la rupere, MPa 19,8 19,7 18,7 19,6
Stres condiționat la 300%, MPa 2,8 2,8 2,3 2,7

1 2 3 4 5
Alungire la rupere,% 660 670 680 650
Alungire permanentă,% 12 12 16 16
Duritate, Shore A, unități convenționale 40 43 40 40
Rezistență condiționată la rupere, MPa -22 -26 -41 -18
Stres condiționat la 300%, MPa 6 -5 8 28
Alungire la rupere,% -2 -4 -8 -4
Alungire permanentă,% 13 33 -15 25

Rezistență dinamică, De exemplu = 100%, mii de cicluri. 121 132 137 145

Tabelul 6
Proprietățile fizice și mecanice ale vulcanizatelor care conțin pastă anti-îmbătrânire (P-9).
Nume indicator Cod mix
1-25 2-25 3-25 4-25
1 2 3 4 5
Rezistență condiționată la rupere, MPa 22 23 23 23
Stres condiționat la 300%, MPa 3,5 3,5 3,3 3,5

1 2 3 4 5
Alungire la rupere,% 650 654 640 670
Alungire permanentă,% 12 16 18 17
Duritate, Shore A, unități convenționale 37 36 37 38
Schimbarea indicatorului după îmbătrânire, aer, 100оС * 72 h
Rezistență condiționată la rupere, MPa -10,5 -7 -13 -23
Stres condiționat la 300%, MPa 30 -2 21 14
Alungire la rupere,% -8 -5 -7 -8
Alungire reziduală,% -25 -6 -22 -4
Rezistenta la ozon, E = 10%, ora 8 8 8 8
Rezistență dinamică, De exemplu = 100%, mii de cicluri. 140 116 130 110

Lista de simboluri.

PVC - clorură de polivinil
Diafen FF - N, N'-Difenil-n-fenilendiamină
Diafen FP - N - Fenil - N '- izopropil - n - fenilendiamină
DBP - ftalat de dibutil
SKI-3 - cauciuc izopren
P-9 - pastă anti-îmbătrânire

1. Cercetarile pentru compozitia plastizolului diafen FP si diafen FF pe baza de PVC permit obtinerea unor paste care nu se exfoliaza in timp, cu proprietati reologice stabile si vascozitate Mooney, mai mare decat vascozitatea amestecului de cauciuc folosit.
2. Când conținutul combinației de diafen FP și diafen FF în pastă este egal cu 30% și PVC plastisol 50%, doza optimă pentru a proteja cauciucurile de termooxidație și îmbătrânirea cu ozon poate fi o doză de 2,00 părți în greutate, 100 părți în greutate din amestecuri de cauciuc cauciuc.
3. O creștere a dozei de antioxidanți cu peste 100 de părți în greutate de cauciuc duce la o creștere a rezistenței dinamice a cauciucurilor.
4. Pentru cauciucurile pe bază de cauciuc izopren care funcționează în regim static, diafenul FP poate fi înlocuit cu pastă anti-îmbătrânire P-9 în cantitate de 2,00 wt h la 100 wt h de cauciuc.
5. Pentru cauciucurile care funcționează în condiții dinamice, înlocuirea diafenei FP este posibilă atunci când conținutul de antioxidanți este de 8-9 wt h la 100 wt h de cauciuc.
6.
Lista literaturii folosite:

- Tarasov Z.N. Îmbătrânirea și stabilizarea cauciucurilor sintetice. - M .: Chimie, 1980 .-- 264 p.
- Garmonov I.V. Cauciuc sintetic. - L .: Chimie, 1976 .-- 450 p.
- Îmbătrânirea și stabilizarea polimerilor. / Ed. Kozminsky A.S. - M .: Chimie, 1966 .-- 212 p.
- Sobolev V.M., Borodina I.V. Cauciucuri sintetice industriale. - M .: Chimie, 1977 .-- 520 p.
- Belozerov N.V. Tehnologia cauciucului: Ed. a 3-a Rev. si adauga. - M .: Chimie, 1979 .-- 472 p.
- Koshelev F.F., Kornev A.E., Klimov N.S. Tehnologia generală a cauciucului: Ed. a 3-a Rev. si adauga. - M .: Chimie, 1968 .-- 560 p.
- Tehnologia materialelor plastice. / Ed. V.V. Korshak Ed. a 2-a, rev. si adauga. - M .: Chimie, 1976 .-- 608 p.
- Kirpichnikov P.A., Averko-Antonovich L.A. Chimia și tehnologia cauciucului sintetic. - L .: Chimie, 1970 .-- 527 p.
- Dogadkin B.A., Dontsov A.A., Shertnov V.A. Chimia elastomerilor. - M .: Chimie, 1981 .-- 372 p.
- Zuev Yu.S. Distrugerea polimerilor sub influența mediilor agresive: ed. a II-a Rev. si adauga. - M .: Chimie, 1972 .-- 232 p.
- Zuev Yu.S., Degtyareva T.G. Durabilitatea elastomerilor în condiții de funcționare. - M .: Chimie, 1980 .-- 264 p.
- Ognevskaya T.E., Boguslavskaya K.V. Îmbunătățirea rezistenței la intemperii a cauciucurilor datorită introducerii polimerilor rezistenți la ozon. - M .: Chimie, 1969 .-- 72 p.
- Kudinova G.D., Prokopchuk N.R., Prokopovich V.P., Klimovtsova I.A. // Materii prime și materiale pentru industria cauciucului: prezent și viitor: Rezumate ale conferinței științifice-practice rusești a cincea aniversare a lucrătorilor din cauciuc. - M .: Chimie, 1998 .-- 482 p.
- Khrulev M.V. Clorura de polivinil. - M .: Chimie, 1964 .-- 325 p.
- Productie si proprietati PVC / Ed. Zilberman E.N. - M .: Chimie, 1968 .-- 440 p.
- Rakhman M.Z., Izkovsky N.N., Antonova M.A. // Cauciuc și cauciuc. - M., 1967, nr.6. - cu. 17-19
- Abram S.W. // Rubb. Vârstă. 1962. V. 91. Nr. 2. P. 255-262
- Enciclopedia polimerilor / Ed. Kabanova V.A. şi altele: În 3 volume, T. 2. - M .: Enciclopedia sovietică, 1972 .-- 1032 p.
- Manualul lucrătorului cauciuc. Materiale de producere a cauciucului / Ed. Zakharchenko P.I. şi alţii - M .: Chimie, 1971. - 430 p.
- Tager A.A. Fizicochimia polimerilor. Ed. a 3-a, rev. si adauga. - M .: Chimie, 1978 .-- 544 p.

Vă vor servi pentru foarte, foarte mult timp? Crezi că kilometrajul vehiculului este cel mai mare inamic al anvelopelor? Dar acesta nu este cazul. Te-ai întrebat vreodată ce se întâmplă cu anvelopele mașinilor care nu sunt folosite efectiv? De fapt, anvelopele pot fi complet uzate chiar dacă mașina ta doar sta pe loc.

Pentru început, permiteți-ne să vă reamintim că anvelopele sunt singurele componente ale vehiculului care interacționează direct cu suprafața drumului. Prin urmare, niciun șofer nu ar trebui să le uite vreodată. Amintiți-vă că în fiecare zi anvelopele unei mașini de pe șosea primesc încărcături colosale. Desigur, în timp, starea anvelopelor se deteriorează. Dar, desigur, toată lumea știe despre asta. La urma urmei, totul este logic. , cu atât mai multă uzură a anvelopei. La urma urmei, toate anvelopele sunt proiectate pentru un anumit kilometraj.

Dar, din păcate, din anumite motive, mulți proprietari de mașini uită că, pe lângă kilometraj, cauciucul poate pur și simplu să îmbătrânească și să se uzeze în timp, chiar dacă mașina este folosită foarte rar sau staționează.

Deci, chiar dacă mașina dumneavoastră este staționară, în timp noul cauciuc va deveni inutilizabil.

Atenție la mașinile vechi din curți, care stau de mulți ani și putrezesc treptat. Cu siguranță ați văzut cum în timp în astfel de mașini, cauciucul crapă, se umflă, care ulterior izbucnește.

Deci, de ce anvelopele auto ating acest stadiu de degradare chiar și atunci când mașina nu este folosită?

Mai întâi, să aruncăm o privire asupra designului anvelopei. Ingredientul principal dintr-o anvelopă este, evident, cauciucul. De asemenea, în structură există un strat metalic care întărește pereții anvelopei.

Dacă ați văzut vreodată o anvelopă de mașină ruptă sau ruptă, probabil ați observat că capetele stratului de metal, precum și alte straturi ale anvelopei, ies din capetele tăiate rupte ale cauciucului deteriorat.

În ceea ce privește degradarea cauciucului auto, trebuie să ne amintim de la școală că cauciucul este cauciuc.

Cauciucul este un material organic care se găsește în plante și copaci. Desigur, cauciucul trebuie să fie biodegradabil.

Adevărat, cauciucul modern nu mai este, desigur, cauciuc pur. Cu toate acestea, astăzi anvelopele auto sunt încă fabricate din cauciuc, dar nu natural. Industria chimică nu stă pe loc. Multă vreme în lume, în industria auto, s-a folosit cauciucul complet sintetic, care este mult mai bun decât cauciucul natural atât ca proprietăți, cât și ca cost.

Adevărat, în ciuda faptului că cauciucul sintetic folosit în anvelope este amestecat cu diverși polimeri, care fac cauciucul mai puternic și mai rezistent la condițiile agresive externe, în timp, chiar și materialul sintetic este supus îmbătrânirii și distrugerii. Chestia este că carbonul este încă prezent în cauciuc, care este un element chimic natural care face parte din multe substanțe de pe planetă. Deci pentru carbon, care chiar dacă este produs printr-o metodă artificială, este destul de natural să-și schimbe starea în timp.

Poate ați observat că pe măsură ce performanța anvelopelor mai vechi se deteriorează, acestea devin mai dure și, prin urmare, mai casante. Nu mă crezi? Apoi mergi la mașina veche, care a fost abandonată de mult în curte și dă cu piciorul în volan. Și vei înțelege cât de tare a devenit vechiul cauciuc.

De ce cauciucul devine rigid în timp?

Vulcanizarea cauciucului, care arată cum sunt întărite legăturile chimice ale polimerilor

Toate acestea sunt legate de procesul de vulcanizare. Vulcanizarea este procesul industrial de întărire a cauciucului folosind sulf și alți „acceleratori” care creează legături între moleculele care alcătuiesc cauciucul. Ca urmare a acestui proces, cauciucul devine potrivit pentru utilizare în condițiile necesare, care sunt asociate cu stres constant - cauciucul devine mai puternic. De asemenea, procesul de vulcanizare oferă anvelopelor flexibilitate.

Acest lucru se realizează prin căldură și presiune în condițiile fabricii în care este produs cauciucul auto. Dar nici după ce anvelopele au părăsit fabrica, procesul de vulcanizare nu se oprește. De îndată ce anvelopele se află în spațiul deschis, ele încep să absoarbă energie luminoasă, căldură și, de asemenea, încep să sufere o frecare constantă în timpul funcționării mașinii. Ca rezultat, compușii chimici din cauciucul anvelopelor continuă să se întărească în timp. Adică, de fapt, anvelopele devin din ce în ce mai puternice. Cu toate acestea, în acest caz, flexibilitatea cauciucului se pierde. În cele din urmă, procesul de vulcanizare își face fapta rele. Cauciucul devine mai puternic în timp până la punctul în care pur și simplu începe să crape și să se prăbușească.

Dar acesta nu este singurul proces care strică, chiar dacă mașina este folosită rar.

Lista cauzelor degradării anvelopelor include și un proces care duce la oxidarea cauciucului. Combinația de oxigen și ozon afectează rezistența și elasticitatea anvelopelor.

În special, combinația de oxigen și ozon distruge legătura dintre stratul de metal al anvelopelor și cauciuc.

În plus, deoarece cauciucul este încălzit în mod constant, combinația de căldură și oxigen modifică polimerii conținuti în cauciuc. Ca urmare, cauciucul din acest proces începe să se întărească până devine casant. Ca urmare, pe suprafața anvelopelor apar fisuri.

Ultima cauză naturală a îmbătrânirii anvelopelor este apa. Cauciucul este considerat impermeabil. Dar, după ani de utilizare a anvelopelor, apa se poate infiltra în cauciuc și se poate lega de componentele metalice care se află în interiorul structurii anvelopei. În consecință, aceasta duce la o deteriorare a proprietăților de lipire a pneurilor ale carcasei metalice și ale cauciucului.

Mai devreme sau mai târziu, acest lucru va duce la o scădere a rezistenței la căldură și a rezistenței în interiorul anvelopei. Ca urmare, conexiunile interne ale structurii anvelopei vor începe să se prăbușească, ceea ce va duce inevitabil la deteriorarea anvelopei.

Greșelile frecvente pe care proprietarii de mașini le fac, care duc la deteriorarea rapidă a anvelopelor

Una dintre greșelile frecvente ale șoferilor asociate cu utilizarea anvelopelor noi este parcarea incorectă a mașinii. Acest lucru este valabil mai ales pentru șoferii începători care nu acordă atenție cauciucului.

De exemplu, mulți dintre noi, când parchează o mașină, intră cu mașina într-o bordură, denivelare sau gaură. Ca urmare, roata mașinii rămâne sub presiune crescută în timpul parcării, ca urmare a scăderii volumului din cauza strivirii cauciucului. Această scădere a volumului anvelopei are ca rezultat o creștere a presiunii aerului pe pereții anvelopei.

Ca urmare, lăsarea constantă a mașinii pe suprafețe denivelate va accelera oxidarea cauciucului, precum și va determina ca aerul comprimat să aibă un efect dăunător asupra structurii interne a structurii anvelopei. Ca urmare, procesul general de degradare a anvelopelor este accelerat și, în mod natural, rata de uzură a acestora crește.

O altă greșeală comună a proprietarilor de mașini, care duce la uzura rapidă și deteriorarea anvelopelor, este operarea mașinii cu roți care nu au presiunea corectă în anvelope.

De exemplu, dacă anvelopele au o presiune insuficientă, ceea ce este recomandat de producător, atunci în timpul funcționării mașinii se generează o cantitate mare de căldură din cauza creșterii frecării. Acest lucru se datorează faptului că anvelopele sub-umflate au o zonă de contact mai mare a anvelopei cu suprafața drumului, ceea ce, în cele din urmă, accelerează procesul de uzură a cauciucului.

Anvelopele supraumflate devin mai rigide și mai puțin elastice. Ca urmare, în interiorul anvelopelor apare o presiune în exces, care se exercită asupra stratului metalic al anvelopelor. Ca urmare, în cazul unui impact, stratul interior al anvelopelor se poate târâ în scurt timp. Pur și simplu, va apărea o „hernie” a roții. Ca urmare, va trebui să înlocuiți anvelopa cu una nouă. În special cauciucurile umflate nu le plac gropile și alte nereguli.

Care este durata de valabilitate a cauciucului auto?

După cum am spus deja, chiar dacă nu utilizați mașina cu anvelope noi, mai devreme sau mai târziu anvelopele vor deveni inutilizabile. Și mediul natural agresiv care ne înconjoară îi va strica.

Care este durata de viață a anvelopelor în termeni de timp, indiferent de kilometraj? Potrivit experților și producătorilor de anvelope, această perioadă variază de la 6 la 9 ani de la data producției lor.

De asemenea, mulți producători de anvelope sfătuiesc șoferii să schimbe anvelopele cu una nouă imediat ce au fost găsite semne de degradare, uzură etc. De exemplu, când se găsesc fisuri în pereții laterali ai anvelopelor, când banda de rulare este deteriorată, când se formează chiar și mici hernii etc.

Prin urmare, fiecare șofer nu ar trebui să se bazeze doar pe kilometrajul mașinii atunci când decide dacă schimbă anvelopele cu altele noi.

Institutul de Aviație din Moscova

(Universitate tehnica)

Departamentul de Știința Materialelor

Lucru de curs

pe știința materialelor

pe subiect:

„Cauciucuri rezistente la îmbătrânire”

Verificat de: Vishnevsky G.E.

Completat de: Pavlyuk D.V.

Introducere

Îmbătrânirea atmosferică a cauciucurilor

Protecția cauciucurilor împotriva îmbătrânirii atmosferice

Modificarea proprietăților mecanice ale cauciucurilor în timpul îmbătrânirii termice

Îmbătrânirea termică a cauciucurilor sub compresie

Protecția cauciucurilor împotriva îmbătrânirii radiațiilor

Bibliografie

INTRODUCERE

Cauciucul este un produs de tratament special (vulcanizarea) cauciucului și sulfului cu diverși aditivi.

Cauciucul diferă de alte materiale prin proprietăți elastice ridicate, care sunt inerente cauciucului - principala materie primă a cauciucului. Materialele din cauciuc se caracterizează prin rezistență ridicată la abraziune, rezistență la gaz și apă, rezistență chimică, proprietăți de izolare electrică și densitate scăzută.

Cauciucului se impun diverse cerințe în ceea ce privește condițiile de funcționare. Căptușeala de cauciuc a benzilor transportoare care transportă minereu sau cărbune trebuie să fie rezistentă la îngheț la temperaturi scăzute și să reziste bine la abraziune;

camera de cauciuc din manșoane pentru produse petroliere trebuie să fie rezistentă la umflare; căptușeală de cauciuc a rezervoarelor de cale ferată pentru transportul acidului clorhidric - rezistentă la acțiunea sa chimică etc.

Sunt impuse cerințe speciale pentru produsele din cauciuc utilizate în avioane, în proiectarea cărora există sute de piese din cauciuc diferite. Astfel de produse, împreună cu compactitatea și greutatea redusă, trebuie să fie elastice și durabile. Este foarte important ca detaliile să-și păstreze proprietățile pe o gamă largă de temperaturi și, în unele cazuri, atunci când sunt expuse la diferite medii lichide și gazoase. Când zbori cu o viteză de 3600 km/h, chiar și la o altitudine de 5000 m, temperatura de încălzire a pielii ajunge la +400 ° C; piesele situate în unitățile motor trebuie să-și păstreze proprietățile la temperaturi de până la +500 ˚С. În același timp, o serie de părți sunt expuse la temperaturi de ordinul minus 60 ° C și mai mici. Deoarece dimensiunile pieselor de aeronave rămân practic constante pe toată durata de viață, micile deformații reziduale de compresie sunt o calitate necesară pentru astfel de cauciucuri. Cerințe și mai mari sunt impuse cauciucurilor pentru rachete.

Alături de cauciucurile de uz general utilizate pe scară largă în producția de cauciuc - cauciucuri naturale (NK) și stiren-butadienă (SKS-ZOA, SKS-30, SKMS-30 etc.), sunt utilizate și altele speciale:

cauciucuri cloropren (A, B, C, NT), cauciucuri butadienă-nitril (SKN-18, SKN-26, SKN-40, SKN-40T), cauciuc butilic, fluoroelastomeri rezistenți chimic (SKF-32-12, SKF-62 -13 ), polimeri organosiliciici rezistenți la căldură (SKT). Cauciucurile stereoregulate sunt în curs de stăpânire: cauciucuri polibutadiene (SKD) și cauciucuri izopren (SKI). Sunt în curs de căutare noi cauciucuri pe bază de compuși care conțin bor, fosfor, azot și alte elemente.

Cauciucul ca material structural într-o serie de proprietăți este semnificativ diferit de metale și alte materiale. Caracteristica sa cea mai importantă este capacitatea de a transfera deformații semnificative sub influența unei sarcini externe fără distrugere. Principalele caracteristici ale cauciucului includ, de asemenea: valori mici ale modulelor la forfecare, tensiune și compresie; influența mare a duratei sarcinii aplicate și a factorului de temperatură asupra relației efort-deformare; volum aproape constant la deformare; reversibilitatea aproape completă a deformării; pierderi mecanice semnificative în timpul deformărilor ciclice.

Vulcanizații de cauciuc moale sub influența unui număr de factori de stocare sau de funcționare, acționând izolat sau mai des într-un complex, își schimbă proprietățile valoroase din punct de vedere tehnic. Modificarea se reduce la o scădere a elasticității și rezistenței, la apariția întăririi, fragilității, fisurilor, la modificarea culorii, la creșterea permeabilității la gaz, adică la o pierdere mai mare sau mai mică a valorii tehnice a produselor. Influența oxigenului atmosferic, și în special a ozonului, duce la îmbătrânirea și oboseala cauciucului. Acest lucru este facilitat de: căldură și lumină, solicitări rezultate din încărcarea dinamică sau statică, inclusiv stocarea irațională, influența mediilor agresive sau acțiunea catalitică a sărurilor metalice.

Temperaturile scăzute duc la scăderea elasticității cauciucului, la creșterea fragilității acestuia. Aceste schimbări se adâncesc odată cu durata răcirii. Cu toate acestea, odată cu revenirea la temperaturi normale, proprietățile originale sunt restaurate. Influența dimensiunii și formei produsului în cauciuc este mult mai pronunțată decât în alte materiale structurale. Stabilizarea proprietăților sale valoroase din punct de vedere tehnic în cauciuc, lupta împotriva fenomenelor de îmbătrânire, oboseală și îngheț sunt în prezent una dintre sarcinile importante ale tehnologiei moderne a cauciucului.

ÎMBĂTRÂNIREA ATMOSFERICĂ ȘI PROTECȚIA CAUCIUCULUI

Problema creșterii durabilității produselor din cauciuc este direct legată de creșterea rezistenței la sacrificare a diferitelor tipuri de îmbătrânire. Unul dintre cele mai răspândite și distructive tipuri de îmbătrânire este îmbătrânirea atmosferică a cauciucurilor, la care sunt supuse aproape toate produsele care vin în contact cu aerul în timpul funcționării sau depozitării.

Îmbătrânirea atmosferică este un complex de transformări fizice și chimice ale carnagiului, care au loc sub influența ozonului și oxigenului atmosferic, a radiației solare și a căldurii.

Modificarea proprietăților fizice și mecanice ale cauciucurilor

În condiții atmosferice, precum și în timpul îmbătrânirii termice, cauciucurile își pierd treptat proprietățile elastice, indiferent dacă se află în stare solicitată sau nestresată. Cauciucurile pe bază de NK cu umpluturi ușoare îmbătrânesc foarte intens. O schimbare notabilă a proprietăților cauciucurilor din cauciucuri butadienă-n-tril, butadienă-stiren și din nairit are loc rapid (după 1-2 ani). Cele mai rezistente sunt cauciucurile pe bază de SKF-26, SKEP, SKTV și cauciucul butilic.

Radiația solară afectează semnificativ rata de schimbare a proprietăților cauciucurilor în condiții atmosferice, accelerând procesul în unele cazuri cu un factor de cinci sau mai mult.

În cauciucurile umplute cu funingine, această diferență în rata de îmbătrânire este în primul rând rezultatul încălzirii puternice a suprafeței cauciucului sub lumina directă a soarelui. Deoarece temperatura se dovedește a fi cel mai important parametru care influențează toate procesele în desfășurare, a părut necesar să se creeze o metodă fiabilă pentru determinarea sa experimentală.

Studiul temperaturii cauciucurilor în aer liber a arătat că modificarea zilnică a acesteia, precum și modificarea temperaturii aerului (în absența tulburării), este descrisă aproximativ de curbe sinusoidale. Supraîncălzirea în comparație cu aerul (la o temperatură a aerului de 26 ° C) atinge 22 ° C pentru negru și 13 ° C. ° Cu cauciuc alb.

Cursul de modificare a temperaturii cauciucului în timpul zilei urmează cursul de modificare a mărimii radiației solare, iar supraîncălzirea cauciucului este o funcție a acesteia din urmă. Împreună cu aceasta, supraîncălzirea depinde de schimbul de căldură dintre cauciuc și aer. Aceasta permite, pornind de la fluxul de radiație solară și folosind ecuația de transfer de căldură pentru placa plată - sistem de gaz, să se determine temperatura suprafeței cauciucului prin calcul. În special, cunoscând temperatura maximă absolută în diferite puncte geografice, este posibil să se calculeze temperatura maximă la care suprafața cauciucului se va încălzi în aceste locuri. Pentru Moscova, această temperatură este de 60 ° C (maximum absolut 37 ° C), pentru Tașkent 81 ° C (maxim absolut absolut 45 ° C).

O creștere a temperaturii suprafeței de cauciuc chiar și cu 20-25 ° C poate provoca o schimbare bruscă a ratei de îmbătrânire. Astfel, acest parametru trebuie luat în considerare atunci când se evaluează îmbătrânirea cauciucurilor în condiții atmosferice.

Determinarea temperaturii cauciucurilor din aer sub diferite filtre de lumină a arătat că încălzirea cauciucului are loc aproape în întregime datorită părții infraroșii a radiației solare, care are un efect decisiv asupra ratei de îmbătrânire a cauciucurilor umplute cu funingine. Deci, pentru 140 de zile de expunere a cauciucurilor de la NK în Batumi, rezistența la rupere scade în medie (în%): în aer liber - cu 34, sub un filtru care transmite 70% din infraroșu și nu transmite raze ultraviolete, - cu 32, sub un filtru, transmitând 40% din raze infraroșii, precum și o cantitate mică de raze ultraviolete - cu 24, sub folie - cu 20.

Pe baza celor de mai sus, se poate concluziona că modificarea proprietăților fizico-mecanice ale cauciucurilor în condiții de îmbătrânire atmosferică se datorează în principal procesului de îmbătrânire termică care are loc sub influența căldurii și oxigenului atmosferic. În conformitate cu aceasta, o scădere efectivă a ratei de modificare a proprietăților fizice și mecanice ale cauciucurilor în timpul îmbătrânirii atmosferice, precum și în timpul îmbătrânirii termice, poate fi realizată cu ajutorul antioxidanților, în principal în cauciucurile pe bază de NR.

O modificare a proprietăților fizice și mecanice ale cauciucurilor în condiții atmosferice poate afecta durabilitatea produselor din cauciuc în cazul expunerii lor prelungite la aer în stare relaxată sau la solicitări suficient de scăzute. Acest proces este esential si pentru cauciucurile deformate, bine protejate de actiunea ozonului sau realizate din cauciucuri rezistente la ozon, care se actioneaza indelungat in aer.

Schimbarea suprafeței cauciucurilor

În condiții atmosferice, suprafața cauciucurilor suferă modificări semnificative și, în primul rând, suprafața cauciucurilor deschise din NC. Pe lângă schimbarea relativ rapidă a culorii, stratul de suprafață se înmoaie mai întâi și apoi devine treptat dur și capătă aspectul de piele în relief. În același timp, suprafața este acoperită cu o rețea de fisuri.

Procesul de distrugere a suprafeței se desfășoară în principal sub influența reacțiilor fotochimice cauzate de acțiunea razelor ultraviolete. Acest lucru este dovedit, în special, prin compararea modificării suprafeței cauciucului în condiții atmosferice sub diferite filtre de lumină: în absența razelor UV (razele cu λ< < 0,39 mk) modificarea suprafeței se dovedește a fi incomparabil mai mică decât sub acțiunea razelor cu lungimi de undă de până la 0,32 mk.

Acest fenomen este tipic pentru cauciucurile cu umpluturi ușoare, deoarece acestea din urmă (oxizi de zinc, titan, magneziu, litopon etc.), spre deosebire de negrul de fum, sunt capabile să absoarbă razele UV și, prin urmare, sunt sensibilizatori ai reacțiilor chimice din cauciuc.

Fisurarea si distrugerea cauciucurilor

Crăparea cauciucurilor în condiții atmosferice are loc într-un ritm relativ ridicat și, prin urmare, este cel mai periculos tip de îmbătrânire.

Condiția principală pentru formarea fisurilor în cauciuc este efectul simultan al ozonului și al forțelor de tracțiune asupra acestuia. În practică, astfel de condiții sunt create într-o măsură sau alta în timpul funcționării aproape tuturor produselor din cauciuc. Conform conceptelor moderne, formarea fisurilor de ozon embrionar pe suprafața cauciucului este asociată fie cu ruperea simultană a mai multor macromolecule orientate într-o direcție sub acțiunea ozonului, fie cu ruperea unei pelicule structurate de ozonidă fragilă sub influența tensiunilor. . Pătrunderea ozonului în adâncurile microfisurilor duce la creșterea în continuare a acestora și la ruperea cauciucurilor.

Studiul cineticii fisurării cauciucurilor în aer liber sub deformare la tracțiune constantă (intensitatea fisurii a fost estimată în unități convenționale conform sistemului în nouă puncte) arată că diferitele cauciucuri diferă unele de altele nu numai în timpul apariției. a fisurilor vizibile τ y și timpul de rupere τ p, dar și în raportul vitezelor proceselor de formare și creștere a fisurilor.

Cei mai importanți factori care determină rezistența la intemperii a cauciucurilor, precum și întregul curs al procesului de fisurare, sunt:

 reactivitatea cauciucurilor în raport cu ozonul;

 magnitudinea tensiunilor de întindere;

 expunerea la radiaţiile solare.

Protecția cauciucurilor împotriva fisurilor

Pentru a proteja cauciucurile de fisurare se folosesc doua tipuri de agenti de protectie: antiozonanti si ceara.

Spre deosebire de antioxidanți, care au un efect protector moderat asupra îmbătrânirii termice a cauciucurilor, eficiența efectului antiozonanților și a cerurilor asupra îmbătrânirii cu ozon este foarte mare.

Antiozonanti.

Printre antiozonanții tipici și cei mai eficienți se numără compușii din clasa N, N "-substituită-n-fenilendiamină și derivații dihidrochinolinei. Protecția împotriva ozonului este realizată și de unii ditiocarbamați, derivați ai ureei și tioureei, n-alcoxi-N-alchilanilinei. , etc.

Mecanismul de acțiune al antiozonanților a atras atenția multor oameni de știință în ultimii ani. Ca rezultat al studiului efectului antiozonanților asupra regularităților cinetice ale ozonării și crăpăturii cauciucurilor și cauciucurilor. au existat mai multe puncte de vedere diferite cu privire la această problemă.

Formarea unui strat protector continuu pe suprafața cauciucului din cauza antiozonantului migrator, a produselor reacției acestuia cu ozonul și a produselor reacției ozonului cu cauciucul, la care participă antiozonantul, este discutată pe larg.

Se presupune că acest din urmă tip de reacții duce fie la eliminarea rupturii macromoleculelor, fie la reticulare a fragmentelor acestora.

Formarea unui strat de suprafață de antiozonant sau a produselor interacțiunii acestuia cu ozonul, care asigură o protecție eficientă a cauciucurilor, este de așteptat numai dacă acestea sunt într-o stare rășinoasă și pot crea un strat uniform continuu în timpul migrării. Într-adevăr, conform experimentelor, rezistența la ozon a cauciucului NC care conține antiozonantul cristalin N-fenil-N "-izopropil-n-fenilendiamină (FPPD), în unele cazuri, este chiar puțin mai mare înainte ca antiozonantul să migreze la suprafață decât după formarea unui strat de FPPD decolorat.Acest lucru se datorează aparent faptului că, deși formațiunile cristaline individuale ale antiozonantului pot exercita un anumit efect protector asupra cauciucurilor, în intervalele dintre astfel de formațiuni pe cauciuc ar trebui să apară puncte „slabe”, din cauza epuizarea stratului superficial al cauciucului de către antiozonant din cauza estompării acestuia și lipsa protecției pur mecanice datorată cristalelor antiozonante.

Importanța decisivă a migrării antiozonanților structurii cristaline la suprafață din punct de vedere al eficacității acțiunii lor protectoare poate fi pusă la îndoială, deoarece efectul protector al antiozonanților se manifestă de obicei deja la doze care nu depășesc limita solubilității lor. în cauciuc. Astfel, N-fenil-.N"-izopropil-n-fenilendiamina este eficientă în cauciucurile din NC și alte cauciucuri nepolare la o concentrație de 1-2 părți în greutate per cauciuc.un strat de cauciuc.

Mecanismul acțiunii protectoare, bazat pe reticularea fragmentelor de macromolecule sau pe eliminarea degradarii acestora, pare probabil, dar necesită o confirmare experimentală ulterioară.

Un concept foarte comun este că antiozonanții de pe suprafața cauciucului leagă ozonul, împiedicându-l să interacționeze cu cauciucul.

Studiile noastre privind efectul antiozonanților asupra reacției cauciucului cu ozonul (în soluție de CCl4) au arătat că antiozonanții nu afectează natura curbei cinetice de ozonizare a cauciucului și practic nu modifică energia de activare a procesului. În prezența unui antiozonant, crește doar cantitatea totală de ozon absorbit. Cu toate acestea, după cum rezultă din datele privind acumularea grupelor care conțin oxigen, viteza de reacție a cauciucului în sine cu ozonul scade. În același timp, scade și rata de distrugere a macromoleculelor. În aceste condiții, are loc ozonarea simultană a cauciucului și a antiozonantului.

Studiile cineticii ozonării antiozonantului însuși (în soluție) au arătat că energia de activare a acestei reacții pentru FPPD este puțin mai mare decât pentru cauciuc (1,4). kcal / mol), iar rata de interacțiune a acestui antiozonant cu ozonul în întregul interval de temperatură de interes depășește rata de ozonare a cauciucului (cu un raport de greutate a cauciucului și a antiozonantului de 100: 5).

Toate acestea sugerează că reacția antiozonantului cu ozonul de pe suprafața cauciucurilor joacă un anumit rol în protejarea cauciucurilor împotriva îmbătrânirii prin ozon. Cu toate acestea, viteza de reacție pentru diferiți antiozonanți nu se corelează cu eficacitatea acestora în cracarea cauciucurilor; prin urmare, procesul nu este decisiv în acțiunea protectoare a diferiților compuși.

Cele de mai sus ne permit să concluzionăm că în prezent nu există un punct de vedere general acceptat și suficient de fundamentat asupra mecanismului de acțiune al antiozonanților. Această problemă necesită un studiu serios. Cu toate acestea, acest mecanism, probabil, este diferit pentru diferite tipuri de compuși și, probabil, un tip de antiozonanți acționează nu după unul, ci după diferite mecanisme.

Efectul protector al antiozonanților crește odată cu creșterea concentrației acestora. Cu toate acestea, în practică, utilizarea antiozonanților în concentrații care depășesc semnificativ limita de solubilitate nu este posibilă; prin urmare, combinații constând în. doi antiozonanti cu structuri chimice predominant diferite. Cele mai eficiente sisteme antiozonante, constând din FPPD, paraoxinozonă (PON), acetonanil și o serie de alte produse, cresc τ u de mai multe ori în condiții atmosferice.

Ceară.

Anumite amestecuri de hidrocarburi parafinice, izoparafinice și naftenice, care sunt produse similare ca proprietăți cu cerurile, protejează fizic cauciucurile de îmbătrânirea atmosferică. Proprietățile protectoare optime sunt posedate de cerurile cu o lungime a lanțului molecular de 20-50 atomi de carbon. Cerurile sunt în general eficiente numai în cauciucurile solicitate static. Efectul protector al cerurilor se bazează pe capacitatea acestora de a forma o peliculă continuă pe suprafața cauciucului, care împiedică interacțiunea cauciucului cu ozonul. Esența fenomenului de formare a peliculei este următoarea: atunci când cauciucul este răcit după procesul de vulcanizare, ceara introdusă în amestecul de cauciuc formează o soluție suprasaturată în cauciuc, din care ulterior cristalizează. Cristalizarea unei substanțe dintr-o soluție suprasaturată dintr-un polimer poate fi efectuată atât în volum, cât și pe suprafața acesteia („fading”). Acesta din urmă duce la formarea unei pelicule protectoare.

Eficacitatea acțiunii de protecție a ceară este asociată în primul rând cu permeabilitatea la ozon a acestui film, care este determinată de grosimea peliculei și de principalele caracteristici fizico-chimice ale cerii. Alături de aceasta, eficacitatea cerii depinde în mare măsură de temperatura de funcționare a cauciucurilor; de obicei, odată cu creșterea temperaturii de funcționare, efectul protector al cerii se deteriorează. Cu cât este mai mare punctul de topire al cerei (în anumite limite), cu atât intervalul de temperatură este mai mare, toate celelalte lucruri fiind egale, poate funcționa. Odată cu creșterea temperaturii de funcționare a cauciucurilor, este necesar să se utilizeze ceară cu un punct de topire mai mare. Există dovezi că o protecție eficientă se realizează cu condiția ca temperatura de funcționare a cauciucurilor să fie cu 15-20 ° C sub punctul de topire al cerii. Această valoare scade odată cu creșterea dozelor de ceară și cu utilizarea ceară mixtă.

Ținând cont de faptul că punctul de topire nu poate servi ca o caracteristică clară a stării cerate specifice a unei substanțe cu un interval larg de temperatură de înmuiere, au fost propuse noi caracteristici ale cerurilor - temperatura de debut și temperatura de înmuiere completă, determinate atunci când studierea proprietăților termomecanice ale cerurilor. Utilizarea acestor parametri a permis să se stabilească că, spre deosebire de cele de mai sus, în conformitate cu testele accelerate de laborator, efectul protector al unui număr de ceară cu creșterea temperaturii (de la 25 la 57 ° C) crește.

Dependența eficacității acțiunii de protecție a unui număr de ceară de dozarea acestora în timpul îmbătrânirii atmosferice a cauciucurilor solicitate static este descrisă fie printr-o curbă de saturație, fie printr-o curbă extremă.

Limita concentrației efective de ceară este aparent asociată cu un grad ridicat de suprasaturare a soluției de ceară în cauciuc, care favorizează cristalizarea intensivă a cerii în vrac, ceea ce nu poate avea decât un efect negativ asupra uniformității și, în consecință, asupra rezistența cauciucurilor la fisurarea atmosferică. Ținând cont de datele privind eficacitatea cerurilor de protecție, precum și de efectul negativ al acestora asupra unui număr de proprietăți tehnologice ale cauciucurilor, se recomandă utilizarea de ceară în cantități care să nu depășească trei părți în greutate. Cel mai mare efect al protecției cauciucului este obținut prin utilizarea combinată a antiozonanților și a cerurilor, iar efectul unor astfel de compoziții este mai mare decât efectul aditiv al ambelor componente. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că, în prezența unui film de ceară pe suprafața cauciucului, antiozonantul difuzează în acesta la orice conținut al acestuia în cauciuc. Cantitatea de antiozonant transferată în film va fi determinată de legea distribuției. Calculul arată că atunci când este introdus în cauciuc 2 wt. h. FPPD (mai puțin decât limita de solubilitate) conținutul său în stratul de suprafață monomolecular de cauciuc va fi cu două ordine de mărime mai mic decât într-un film de ceară cu o grosime de 10 mk(solubilitatea acestui antiozonant în parafină este de aproximativ 0,1%). Astfel, ceara contribuie la o creștere bruscă a conținutului de antiozonant de pe suprafața cauciucului, care este distribuit uniform în filmul continuu.

Caracteristici ale îmbătrânirii cauciucurilor la tropice

Principalele caracteristici ale climatului tropical caracteristic latitudinilor geografice joase (de la 0 la 30 °) sunt:

nivel total ridicat de radiație solară, care se modifică puțin pe parcursul anului. O cantitate mare de radiație solară directă și o cantitate mare de raze ultraviolete în spectrul solar; temperatura medie anuală mai mare comparativ cu alte zone climatice. Fluctuațiile mari ale temperaturilor zilnice sunt deosebit de caracteristice. În acest sens, la tropicele uscate se înregistrează și o temperatură maximă medie anuală mai mare (media temperaturilor maxime din fiecare lună); umiditate relativă ridicată (în tropicele umede), care joacă un rol în principal în cauciucurile polare. O consecință a umidității ridicate este prezența diferitelor microorganisme, care în unele cazuri provoacă apariția mucegaiului pe cauciucuri.

Deși concentrația de ozon la tropice este mai mică decât în alte zone climatice, ca urmare a combinației sale cu radiația solară intensă și temperaturile ridicate ale aerului, îmbătrânirea cauciucului la tropice este mult mai rapidă decât în climatele temperate. Cauciucurile din cauciucuri instabile care nu contin agenti de protectie speciali crapa intr-un climat tropical in decurs de 2-3 luni, iar uneori chiar si dupa cateva zile.Aceleasi cauciucuri protejate cu antiozonanti si ceara eficienti nu sufera modificari de cativa ani. Compararea ratelor de îmbătrânire a cauciucurilor din unele zone climatice arată că rata de îmbătrânire crește în mod constant odată cu expunerea în următoarele locații: Moscova, Batumi, Tașkent, Indonezia. Accelerarea procesului depinde de tipul de cauciuc și fluctuează în limite largi, de exemplu, în Indonezia, comparativ cu Batumi, îmbătrânirea accelerează de 2,7-8 ori, iar în comparație cu Moscova, de 25 de ori.

MODIFICAREA PROPRIETĂȚILOR MECANICE ALE CAUCIUCURILOR ÎN TIMPUL ÎMBĂTRĂNIRII TERMICE

Rezistență la căldură - capacitatea cauciucurilor de a păstra proprietățile atunci când sunt expuse la temperaturi ridicate. De obicei, acest termen denotă rezistența la îmbătrânirea termică, în timpul căreia are loc o modificare a structurii chimice a unui elastomer. Modificarea proprietăților cauciucurilor în timpul îmbătrânirii termice este ireversibilă.

Dependența de temperatură a ratei de îmbătrânire se supune adesea în mod formal ecuației Arrhenius, ceea ce face posibilă prezicerea gradului de modificare a indicatorilor de proprietate. Temperatura maximă admisă pentru utilizarea pe termen lung (mai mult de 1000 h) și pe termen scurt (168 h) a cauciucurilor pe bază de diferite cauciucuri în aer (reducerea rezistenței la tracțiune la 3,5 MPa sau alungirea la rupere de până la 70%) este ( ° C): AK -mai mult de 149 și 177, FC (vulcanizare cu amine) -177 și mai mult 177, BNK (vulcanizare cu peroxid) - mai mult de 107 și 149, BNK (vulcanizare ("cadmate") -135 și 149, EHGK-121 și 149, BBK-121 și 149, BK (vulcanizare rășină) -135 și 149, EPT (vulcanizare cu peroxid) -149 și, respectiv, mai mult de 149.

Mai jos luăm în considerare caracteristicile îmbătrânirii termice și efectul compoziției amestecului de cauciuc asupra modificării proprietăților mecanice ale cauciucurilor bazate pe diferite cauciucuri sub încărcare statică. Pentru a caracteriza rezistența la îmbătrânire termică, puteți utiliza rapoartele (în%):

,
,

Unde f 0 ε și f ε  efort condiționat la o alungire dată în procesul de întindere a probei la o viteză dată; f 0 pși f p – rezistență la tracțiune; ε 0 р și ε р  alungire relativă la rupere înainte și după îmbătrânire.

Cauciucuri pe bază de cauciuc izopren. (PI)

Cu același sistem de vulcanizare, cauciucurile PI au o rezistență minimă la îmbătrânire termică. La 80-140 ° C au loc de obicei reacțiile de distrugere a rețelei spațiale a vulcanizatului, iar la 160 ° C au loc reacțiile de reticulare a macromoleculelor de cauciuc. Modificarea proprietăților mecanice se datorează în mare măsură distrugerii macromoleculelor, a căror intensitate crește în aer. În acest caz, valoarea f pși V scade într-o măsură mai mare decât ε p... Energia de activare calculată din rata de coborâre f p , ε pși V Thiuram vulcanizat NK care conține negru de fum este de 98-103 kJ/mol.

Conţinut

Adnotare.

Introducere.

1. Recenzie literară.
1.1. Introducere.

1.2. Îmbătrânirea cauciucurilor.

1.2.1. Tipuri de îmbătrânire.

1.2.2. Îmbătrânirea la căldură.

1.2.3. Îmbătrânirea cu ozon.

1.3. Antioxidanti si antiozonanti.

Cei mai eficienți antioxidanți și antiozonanți sunt aminele aromatice secundare.
Ele nu sunt oxidate de oxigen molecular nici sub formă uscată, nici în soluții, ci sunt oxidate de peroxizii de cauciuc în timpul îmbătrânirii termice și în timpul funcționării dinamice, determinând separarea lanțului. Deci difenilamină; N, N ^ -difenil-nfenilendiamină în timpul oboselii dinamice sau îmbătrânirii termice a cauciucurilor este consumată cu aproape 90%. În acest caz, se modifică doar conținutul de grupe NH, în timp ce conținutul de azot din cauciuc rămâne neschimbat, ceea ce indică adăugarea unui antioxidant la hidrocarbura cauciucului.
Antioxidanții din această clasă au un efect protector foarte mare împotriva îmbătrânirii termice și a ozonului.
Unul dintre reprezentanții larg răspândiți ai acestui grup de antioxidanți este N, N ^ -difenil-n-fenilendialina (diafen FF).

Este un antioxidant eficient care crește rezistența cauciucurilor pe bază de SDK, SKI-3 și cauciuc natural la acțiunea deformărilor multiple. Diafen FF vopsește cauciuc.
Diafen FP este cel mai bun antioxidant pentru a proteja cauciucurile de caldura si imbatranirea ozonului, precum si de oboseala; cu toate acestea, se distinge printr-o volatilitate relativ mare si se extrage usor din cauciucuri cu apa.
N-Fenil-N ^ -izopropil-n-fenilendiamină (Diafen FP, 4010 NA, Santoflex IP) are următoarea formulă:

1.4. Clorura de polivinil.

1.4.1. Plastisoluri PVC.

1.4.2. Mecanismul de gelatinizare a plastisolurilor.

2. Alegerea unei direcții de cercetare.

3. Specificații pentru produs.

3.1. Cerinte tehnice.

3.1.1. Dispersia PD-9 trebuie să fie fabricată în conformitate cu cerințele acestor condiții tehnice pentru reglementările tehnologice în modul prescris.

3.2. Cerințe de siguranță.

3.2.2. Dispersia PD-9 este o substanță cu toxicitate scăzută. În caz de contact cu ochii, clătiți cu apă. Produsul care a intrat pe piele este îndepărtat prin spălare cu apă și săpun.

3.3. Metode de testare.

3.3.1. Luați probe de cel puțin trei puncte, apoi combinați, amestecați bine și luați o probă medie prin sferturi.

3.3.2. Determinarea aspectului. Aspectul este determinat vizual în timpul prelevării.

3.3.3. Determinarea mărimii firimiturii. Pentru a determina dimensiunea dispersiei de firimituri PD-9 utilizați o riglă metrică.

3.3.4. Determinarea masei de dispersie PD-9 într-o pungă de polietilenă. Pentru a determina masa dispersiei PD-9 într-o pungă de polietilenă, se utilizează o scară de tip RN-10Ts 13M.

3.3.5. Determinarea vâscozității Mooney. Determinarea vâscozității Mooney se bazează pe prezența unei anumite cantități de component polimeric într-o dispersie PD-9.

3.4. Garantia producatorului.

3.4.1. Producătorul garantează conformitatea dispersiei PD-9 cu cerințele acestor specificații.
3.4.2. Perioada de valabilitate garantată a dispersiei PD-9 este de 6 luni de la data fabricării.

4. Partea experimentală.

Prepararea pastei anti-îmbătrânire.

Ordinea de încărcare a ingredientelor.

Determinarea proprietăților reologice ale pastei anti-îmbătrânire.

5. Rezultatele obţinute şi discutarea acestora.

Aceasta reduce reactivitatea atomului de hidrogen.

Tabelul 4
Valorile de vâscozitate Mooney ale pastei (P-9)
Indicatori inițiali Indicatori după păstrarea pastei timp de 2 luni
10 8
13 14
14 18
14 15
17 25

Tabelul 5

1-9 2-9 3-9 4-9
1 2 3 4 5
Rezistență condiționată la rupere, MPa 19,8 19,7 18,7 19,6
Stres condiționat la 300%, MPa 2,8 2,8 2,3 2,7

Lista de simboluri.

PVC - clorură de polivinil
Diafen FF - N, N ^ - Difenil - n - fenilendiamină
Diafen FP - N - Fenil - N ^ - izopropil - n - fenilendiamină
DBP - ftalat de dibutil
SKI-3 - cauciuc izopren
P-9 - pastă anti-îmbătrânire

Ce factori influențează îmbătrânirea prematură a anvelopelor. Ce face ca anvelopele să îmbătrânească

Cum a apărut sigla Mercedes Benz

Istoria Maybach

Tuning Nissan X Trail - elementele de bază ale crossoverului cu auto-pompare

Tuning Daewoo Nexia Nexia 100 tuning

Anvelope pentru Renault Logan vara si iarna

Anvelope pentru Renault Logan vara si iarna

Ce discuri și anvelope să alegeți pentru UAZ Bukhanka?