Нормированные показатели содержания некоторых веществ в бензине (ГОСТ 2084-77)

Примечание. В бензине, предназначенном для экспорта, предусмотрено отсутствие смол, а допустимая массовая доля серы составляет не более 0,001 %.

 

Сегодня в России автомобильный транспорт выделяет в окру­жающую среду более 30 % всех загрязнений. В городах эта цифра достигает 80 %. Так, в Москве ежегодно выбрасывается в атмосфе­ру с отработавшими газами более 750 тыс. т оксида углерода, более 50 тыс. т углеводородов, более 70 тыс. т оксидов азота и более 2 тыс. т твердых частиц.

В США внимание к дизелю и дизельному топливу, с точки зре­ния их экологичности, все больше и в первую очередь в отноше­нии большегрузных грузовых автомобилей (с массой более 3900 кг и фронтальной площадью свыше 4,2 м²) и автобусов. Агентство по охране окружающей среды (ЕРА) постоянно ужесточает требова­ния по выбросам вредных веществ в атмосферу (табл. 10.6).

Улучшению экологической обстановки в мире будут способ­ствовать меры по энергосбережению, которые уже дали результаты впромышленности и на транспорте. В табл. 10.7 показана дина­мика потребления топлива американскими легковыми автомоби­лями на 100 км пробега.

 

Таблица 10.6

Нормы ЕРА для вредных выбросов мощных дизелей, г/л.с. • ч

 

 

Таблица 10.7

Потребление топлива легковым автомобилем

Рассматривая подвижные источники выброса вредных веществ, необходимо отметить, что возможное снижение негативного вли­яния автомобильного транспорта на окружающую среду на 70... 75 % определяется факторами, находящимися вне системы его эксплу­атации. К числу таких факторов относятся: конструкция и эксплу­атационные характеристики автомобиля и топлива, характеристи­ки дорожной сети, уровень организации дорожного движения и т.д. Среди эксплуатационных факторов, определяющих уровень выбросов вредных веществ в окружающую среду, в первую оче­редь следует отметить качество технического обслуживания и ре­монта автомобилей, организацию перевозок, структуру парка, под­готовку персонала и т.д.

 

Таблица 10.8

Содержание выбросов различных автотранспортных средств

Основная причина загрязнения воздуха заключается в непол­ном и неравномерном сгорании топлива. В отработавших газах дви­гателя внутреннего сгорания содержится свыше 170 вредных ком­понентов, из них около 160 — производные углеводородов, прямо обязанные своим появлением неполному сгоранию топлива в дви­гателе. Наличие в отработавших газах вредных веществ обусловле­но в конечном счете видом и условиями сгорания топлива.

Состав отработавших газов зависит от рода применяемых топ­лива, присадок и масла, режимов работы двигателя, его техниче­ского состояния, условий движения автомобиля и др. Токсичность отработавших газов карбюраторных двигателей определяется глав­ным образом содержанием окиси углерода и окислов азота, а ди­зельных двигателей — количеством окислов азота и сажи.

В табл. 10.8 для сравнения показано содержание фактических выбросов различных автотранспортных средств (АТС) и выбросов в случае, если бы все эти АТС были технически исправны.

Контрольные вопросы

1. Каковы экологические свойства ТСМ и в чем они заключаются?

2. Как проявляются экологические свойства ТСМ при контакте с чело­веком и окружающей средой?

3. Какие меры безопасности необходимо соблюдать при работе с горю­чесмазочными материалами?

4. Как воздействуют ТСМ на природу и человека?

5. Что такое ПДК?

6. Каковы основные направления борьбы с загрязнениями атмосфе­ры?

 

ЧАСТЬ II

КОНСТРУКЦИОННО-РЕМОНТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ГЛАВА 11 РЕЗИНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Натуральный каучук

Резина — сложный по составу материал, включающий в себя несколько компонентов, основным из которых является каучук. Свойства резины зависят, главным образом, от типа и особенно­стей каучука, поэтому рассмотрим основные свойства важнейших современных каучуков.

Натуральный каучук (НК) получают из так называемых каучу­коносов — растений, преимущественно культивируемых в странах тропического пояса. В основном его добывают из млечного сока (латекса) каучуконосного дерева — бразильской гевеи.

Структурная формула натурального каучука имеет следующий вид:

 

где п колеблется от нескольких сотен до трех тысяч.

Из приведенной формулы видно, что натуральный каучук при­надлежит к линейным высокополимерам с молекулой, построен­ной из многократно повторяющейся изопентановой группировки атомов. Он представляет собой высокомолекулярный ненасыщен­ный углеводород, имеющий большое число регулярно череду­ющихся двойных валентных связей между углеродными атомами.

Натуральный каучук не растворяется в воде, но растворяется в нефтепродуктах. На этом свойстве основано изготовление резино­вых клеев. Большая степень насыщенности молекулы НК обуслов­ливает довольно высокую способность его к химическим превра­щениям. В частности, по месту разрыва валентной связи между тре­тичным и четвертичным атомами углерода могут присоединяться сера (процесс вулканизации), кислород (старение резины) и т.д.

Как и большинство известных линейных полимеров, натураль­ный каучук принадлежит к числу типичных термопластов.

Синтетические каучуки

По климатическим условиям в нашей стране не может произ­растать гевея, а другие каучуконосы до сих пор не имеют промыш­ленного значения. Поэтому основным сырьем для отечественной резиновой промышленности служат различные синтетические ка­учуки (СК).

К весьма перспективным универсальным СК относятся бутилкаучук — сополимер изобутилена с изопреном. Это один из луч­ших материалов для изготовления автомобильных камер, облада­ющий высокой газонепроницаемостью.

В современном ассортименте СК насчитывается около 200 наи­менований, причем многие из них по ряду свойств значительно превосходят НК. Особо необходимо отметить каучуки специального назначения, в первую очередь, сополимер бутадиена с нитрилом акриловой кислоты, выпускаемый под маркой СКН (нитрильный).

Взаимодействие нитрильных групп CN обусловливает наличие сильных межмолекулярных связей, поэтому СКН обладает по срав­нению с СК общего значения повышенной прочностью, значи­тельно большей стойкостью к действию нефтепродуктов, но од­новременно и пониженной эластичностью. Чем больше в СКН нитрильных групп, тем выше его бензо- и маслостойкость, но од­новременно и выше температура, при которой появляется хруп­кость, т. е. такие каучуки менее морозоустойчивы. Это важно учи­тывать при использовании деталей из малостойкой резины в зим­ний период.

Вулканизующие вещества

В чистом виде натуральные и синтетические каучуки находят ограниченное применение (изготовление клеев, изолировочной ленты, медицинского пластыря, уплотнительных прокладок), так как обладают рядом недостатков, в частности, имеют недостаточ­ную прочность. Например, прочность на разрыв разных сортов НК (после обработки на вальцах) колеблется от 1,0 до 1,5 МПа, а у бутадиенового (СКБ) и стереорегулярного каучуков (СКС) она не превышает 0,5 МПа.

Одним из эффективных способов увеличения прочности каучуков является вулканизация — химическое связывание молекул каучука с атомами серы. В результате вулканизации, например НК, которая наиболее эффективно проходит при температуре 140... 150 ˚С, по­лучается вулканизованный каучук (вулканизат) с прочностью на разрыв около 25 МПа.

В состав резины вводят такое количество серы, которое обу­словливает получение изделия с возможно большей прочностью.

Например, в резинах, идущих для изготовления автомобильных камер и покрышек, ее содержится 1...3% от доли имеющихся в них каучуков. С ростом концентрации серы увеличивается проч­ность резины, но одновременно уменьшается ее эластичность. В пре­дельном случае, т.е. когда с каучуком соединяется максимально возможное количество серы (около 50 %), получают очень прочный (предел прочности при растяжении 52...54 МПа) и совершенно неэластичный (твердый) химически инертный материал — эбонит. Из эбонита изготавливают детали электротехнического назначе­ния и в том числе аккумуляторные банки.