Резина: молекулярная структура, свойства, изготовление и область применения.

Резиной называется продукт взаимодействия каучука с серой и другими добавками

Особенностью резины является ее малая сжимаемость, релаксационный характер деформации, при комнатной температуре время релаксации может составлять-10 ~ 4 с и более, высокая стойкость к истиранию, газо- и водонепроницаемость, химическая стойкость, электроизолирующие свойства и небольшая плотность.

При одинаковом химическом составе изомеры каучука различаются гибкостью, т.е. по числу возможных конформаций одни изомеры значительно превосходят другие. Например, натуральный каучук (1,4-цис) отличается от гуттаперчи (1,4-транс) повышенной эластичностью.

Состав и классификация резин. Основой резины является каучук натуральный (НК) или синтетический (СК), который и определяет основные свойства резинового материала. Для улучшения физико-механических свойств каучуков вводятся различные добавки (серу и селем).

По назначению различают следующие основные группы резины:

Общего назначения и специального назначения, в том числе:

-теплостойкие,

-морозостойкие,

-маслобензостойкие,

-стойкие к действию химически агрессивных сред, в том числе стойкие к гидравлическим жидкостям,

-диэлектрические,

-электропроводящие,

-магнитные,

-огнестойкие,

-радиационностойкие,

-вакуумные,

-фрикционные (износостойкие*),

-пищегого и медицинского назначения,

для условий тропического и другого климата

По типам:

-пористые, или губчатые

-цветные и прозрачные резины.

Физико-механические свойства резин.

Износостойкость - основным показателем износостойкости является истираемость и сопротивление истиранию. Истираемость (определяется как отношение уменьшения объема образца при истирании к работе, затраченной на истирание. С опротивление истиранию ( определяется как отношение затраченной работы на истирание к уменьшению объема образца при истирании.

У сталостно-прочностные свойства резин определяются их утомлением, когда под действием механических напряжений происходит разрушение. Утомлени ю способствует также воздействие света, теплоты, агрессивных сред,что вызывают старение. Число циклов нагружения, которое выдерживает, не разрушаясь, образец, называется усталостной выносливостью.

Виды резиновых смесей

Натуральный (НК) и синтетические изопреновые (СКИ). Плотность каучуков 910-920кг/м 3, предел прочности 24-34МПа, относительное удлинение 600-800%. Изопреновые каучуки применяются в производстве конвейерных лент, формовых изделий, губчатых медицинских и других изделий.

Бутадиеновый (СКД). Плотность каучука 900-920кг/м 3, предел прочности 13-16МПа, относительное удлинение 500-600%. СКД обладает высокими морозостойкостью и сопротивлением истиранию. Резиновые смеси на основе СКД плохо перерабатываются экструзией и каландрованием. Смеси на основе СКД характеризуются низкой клейкостью. СКД уступает НК по прочности вулканизатов.

Бутилкаучук (БК) обладает стойкостью к кислороду, озону и другим химическим реагентам. Каучук обладает высоким сопротивлением истиранию и высокими диэлектрическими характеристиками. По температуростойкости уступает другим резинам,. Основным физическим свойством БК является необычно высокая газо- и влагонепроницаемость. БК применяют для изготовления электроизоляционных резин, различных прорезиненных тканей и обкладки химической аппаратуры. Резины из БК используются в деталях доильных аппаратов и в пищевой промышленности.

Бутадиенстирольный (СКС) и бутадиенметилстирольные (СКМС) каучуки. Плотность каучука 919-920кг/м 3, предел прочности 19-32МПа, относительное удлинение 500-800% Резины на основе бутадиенстирольных и бутадиенметилстирольных каучуков имеют высокое сопротивление истиранию. Резины из этих каучуков широко применяются в производстве конвейерных лент для обкладочных резин, различных РТИ.

Уретановый (СКУ)/ Полиуретановый обладают высокой прочностью, эластичностью, сопротивлением истиранию, маслобензостойкость. Стоек к кислороду и озону, его газонепроницаемость в 10 — 20 раз выше, чем у НК. Уретановые резины стойки к воздействию радиации. Резины на основе СКУ применяют для автомобильных шин, транспортерных лент, обкладки труб и желобов для транспортировки абразивных материалов, обуви и др.

Полисульфидный (ПСК) Тиокол. Устойчив к топливу и маслам, к действию кислорода, озона, солнечного света. Имеет высокую газонепроницаемость — хороший герметизирующий материал, хорошие характеристики старения, высокое сопротивление раздиру. Водные дисперсии тиоколов используют для герметизации железобетонных резервуаров. Механические свойства резины на основе тиокола невысокие.

Акрилатный (АК)/ Полиакрилатный. Достоинством акрилатных резин является стойкость к действию серосодержащих масел при высоких температурах; их широко применяют в автомобилестроении. Они стойки к действию кислорода, достаточно теплостойки, обладают адгезией к полимерам и металлам. Отличительные свойства акриловых каучуков - это их высокая тепло- и маслостойкость. Применяют акрилатные каучуки для различных тепло- и маслостойких уплотнительных изделий (например, сальников, колец, прокладок), рукавов, диафрагм, защитных покрытий, гумирования аппаратуры, липких лент; для изготовления изделий, работающих в условиях истирания: различных формовых изделий, печатных валиков, обкладок трубопроводов и спускных желобов, по которым транспортируются абразивные материалы, и т. д.

Недостатками являются низкая морозостойкость, невысокая стойкость к воздействию горячей воды и пара.

Силоксановый-Силиконовый (СКТ). Плотность каучука 1700-2000кг/м 3, предел прочности 35-80МПа, относительное удлинение 360%. СКТ — синтетический каучук теплостйкий. Их применяют как эластичные материалы специального назначения в различных отраслях промышленности, многих областях техники. Силоксановые резины используют для изготовления уплотнителей, мембран, профильных деталей для герметизации дверей и окон, кабин самолетов, а также гибких соединений, выдерживающих очень низкие температуры в высоких слоях атмосферы, значительные концентрации озона и солнечной радиации. Их сопротивление старению и диэлектрические характеристики также весьма высоки.

Высокая теплостойкость резин из силоксанового каучука, позволяет применять их также для изготовления резинометаллических виброизоляторов (амортизаторов), антивибраторов воздухопроводов, оболочек свечей зажигания, уплотнителей прожекторов и т. п.