Резинотканевые мембранные материалы на основе гидрированных бутадиен-нитрильных каучуков (1091155), страница 3
Текст из файла (страница 3)
ед.Таблица 1. Физико-механические и технические характеристики резин наоснове ГБНК Тербан 3467.Шифр смесиПоказатели№1№2Условная прочность при растяжении, МПаУсловное напряжение при удлинении 200%, МПаУсловное напряжение при удлинении 300%, МПаУсловное напряжение при удлинении 500%, МПаОтносительное удлинение, %Остаточное удлинение, %Коэффициент теплостойкости (72ч, 150°С)kσkεtС(90) = 15 минtС(90) = 20 мин19,6±1,83,9±0,35,4±0,4516,6±1,4610±5612±1,021,1±1,83,5±0,255,0±0,416,0±1,4650±505±0,40,740,600,870,68С целью оценки соответствия предлагаемого эластомерного материаладля покровного слоя мембран (шифр резиновой смеси №2) требованиям,перечисленным в технических условиях – ТУ 38.05206/6018-94, ТУ 3800561091188 и ТУ 380051166-98 на смеси резиновые для резинотехнических изделийавиационной промышленности, заготовки мембран и прокладок для авиационной, автомобильной, и приборостроительной промышленности, проведенего сравнительный анализ с отечественными аналогами (таблица 2).Таблица 2.
Свойства эластомерных материалов, применяемых припроизводстве мембран и прокладок ТУ 38.05206/6018-94, ТУ 380056109-88 иТУ 380051166-98.ПОКАЗАТЕЛИУсловная прочность при растяжении,МПа, не менееОтносительное удлинение при разрыве,%, не менееТвёрдость по Шору А, усл. ед.Температурный предел хрупкости, °С,не вышеКоэффициент морозостойкости поэластическому восстановлениюпосле сжатия, -50°СОтносительная остаточная деформацияпри сжатии, не более, % :Масло АМГ -10, 100°С, 72 ч.Воздух 70°С, 24 ч.Воздух 150°С, 24 чИзменение объема образца, %Масло АМГ -10, 70°С, 24 ч.Топливо ТС-1 150°С, 24 чТопливо ТС-1 23°С, 24 чИзменение величины относительногоудлинения при разрыве послетермического старения в воздухе, %, впределахза 24 ч при 150°Сза 72 ч при 100°Сза 72 ч при 150°СИзменение массы при воздействиисреды в течение 24 ч, %,не болееТопливо Т-1 или ТС-1 (ГОСТ 10227)Т= 23 ± 2°СТ=150 ± 2°СИзооктан : толуол (70:30 масс.ч.)Т= 23 ± 2°САМГ-10, Т=70°СИндекс стоимости4327СКН+ТиоколШифр резинНО-68-1 ГБНК ИРП-1345НТАСКФ-26СКН+НаиритИРП-1376СКЭПТ7,88,818,0-22,09,87,8170250550-40016030063- 7855-6758-7069-7865-75- 48-50-55-17-50-0,200,24-0,2085-6035-5132373560от 0 до 10от 11 до 24-710-от 2 до 10----50 до 0-+5 до -10-10-18-от -30 до 15+10-+20-+5+10--+201+35не более 151+10+52,561,512Установлено, что по комплексу показателей, заложенных в техническихусловиях, разработанная резиновая смесь покровного слоя мембранудовлетворяет требованиям, предъявляемым к эластомерным материалам наоснове бутадиен-нитрильных, фтор- и этилен-пропиленовых каучуков, и можетбыть рекомендована как универсальный эластомерный материал, работоспособныйв интервале температур от -50 до +150ºС в широком спектре рабочих сред.Это, в свою очередь, позволяет сократить импорт аналогичных изделий иполучить существенный экономический эффект при замене материалов наоснове дорогостоящих фторкаучуков.При формировании эластомерных мембранных материалов одними изважнейших проблем рецептуростроения, выбора параметров технологическогопроцесса является обеспечение требуемого уровня прочности связи системырезина – ткань.
Согласно современным представлениям, величина адгезионнойпрочности в системе резина – ткань определяется эффективностью процессовсмачивания, достижением молекулярного контакта и адгезионноговзаимодействия на границах раздела резина – адгезив, адгезив – ткань, а такжепрочностными свойствами самой клеевой плёнки.Решение второй задачи диссертационной работы по обеспечениютребуемого уровня прочности связи в системе резина на основе Тербан 3467 –полиамидная ткань осуществлялось по трем направлениям: модификацияразработанногоэластомерногоматериалапхинондиоксимом (n-ХДО); применение в качестве промоторов адгезии комплексов фенолформальдегидных смол с оксидами металлов (хелатов); создание адгезионных композиций, содержащих синергические системыпромоторов адгезии.Исследование влияния составов клеев проводили на резинотканевыхобразцах с разработанным покровным эластомерным материалом, а в качествеполимерной основы адгезионного слоя применяли резиновые смеси как наоснове бутадиен-нитрильного каучука, так и на основе гидрированногобутадиен-нитрильного каучука согласно следующей схеме:13*№образцаПокровный слой –эластомерный материалАдгезионный слой1на основе ГБНК-2на основе ГБНК,содержащий n-ХДОКлей – раствор резиновой смеси наоснове ГБНК, содержащий n-ХДО3на основе ГБНККлей – раствор резиновой смеси наоснове ГБНК, содержащий n-ХДО4на основе ГБНК,содержащий n-ХДОКлей – раствор резиновой смеси наоснове БНКС- 28 АМН+ хелаты*техническая ткань – капрон 56023 ПрЭ89.Прочность связи, кН/мЭластомерные клеевые композиции представляли собой 20%-ые растворырезиновых смесей с промоторами адгезии в смеси этилацетат/толуол 80/20(масс.%).V=9%Согласно полученным экспериментальным данным (рисунок 3),необходимый уровень прочностисвязи (не менее 2 кН/м) в изученныхрезинотканевых композициях, который оценивали по показателюсопротивления расслаиванию образцов, не был достигнут ни в одном изпредставленных вариантов.21,61,20,80,401234Номер образцаРисунок 3.
Влияние состава клеевойкомпозиции на прочностьсвязи резина-ткань.Известно, что эффективным способом повышения прочности связи резина– армирующий материал является применение растворных эластомерных клеев,содержащих системы промоторов адгезии. Для повышения прочности связи сэластомерным материалом на основе ГБНК были исследованы клеевыесоставы, отличающиеся типом каучука, природой и соотношением промоторовадгезии, применявшихся индивидуально, а также в виде бинарных и тройныхсистем. В клеи вводили бифункциональный компонент – продуктвзаимодействия пространственно-затрудненных фенолов и хинондиоксимов(ЭХ-1), глицериновый эфир канифоли (ГЭК) и хлорированный натуральныйкаучук «Pergut® S 40» (ХК).Полученные результаты представлены в виде диаграмм состав–свойство,на которых семейство изолиний характеризует зависимость адгезионной14прочности от содержания трёх компонентов в относительных единицах(рисунок 4).
Сопоставляя данные для двух клеевых составов, отличающихсятипомбутадиен-нитрильногокаучука,можносделатьвыводоцелесообразности использования в качестве полимерной основы клеярезиновой смеси на основе каучука БНКС-28 АМН с добавлением трёхпромоторов адгезии. Для следующего соотношения компонентов 0.2:0.4:0.4(масс.дол). наблюдается максимум эллиптического типа, свидетельствующий оналичии для тройной системы промоторов адгезии эффекта синергизма. Это,по-видимому, обусловлено вкладом хлоркаучука в деформационнуюсоставляющую адгезионной прочности, положительным влиянием ГЭК нареологические свойства клеев и ЭХ-1 – на интенсивность химическихпроцессов на границе раздела адгезив – субстрат.12Рисунок 4. Зависимость прочности связи (кН/м) от соотношения промоторов адгезиив клеях на основе БНКС-28 АМН (1) и Тербан 3467 (2) .При изготовлении технических мембран, эксплуатирующихся винтервале температур свыше 100ºС, следует рекомендовать применениеэластомерной клеевой композиции на основе высоконасыщенного бутадиеннитрильного каучука Тербан 3467, содержащей в качестве промотора адгезиитолько ЭХ-1.В рамках работы, направленной на обеспечение требуемого уровняпрочности связи в системе эластомерный материал на основе ГБНК –техническая полиамидная ткань, было исследовано влияние состававулканизующей группы на прочность связи в системе резина-ткань (рисунок 5).Анализ контурных графиков позволяет заключить, что с увеличением15содержания серы и ускорителей вулканизации: тиурама Д и сульфенамида Ц,прочность связи в системе резина-ткань снижается.
Это можно объяснить тем,что повышение концентрации данных компонентов в смеси приводит кповышению густоты вулканизационной сетки, что затрудняет и снижает рольдиффузионной компоненты при формировании адгезионного контакта награнице эластомерный материал – техническая ткань.Рисунок 5. Влияние вулканизующей группы на прочность связирезина на основе Тербан 3467 – полиамидная ткань (капрон 56023 ПрЭ89).Согласно третьей задаче исследования были разработаны промышленнаятехнология и технологический регламент изготовления мембранных заготовоки мембран на основе гидрированных бутадиен-нитрильных каучуков с учетомполученных результатов по созданию эластомерного материала покровногослоя мембран и адгезионных составов, обеспечивающих требуемый уровеньпрочности резина – техническая ткань. Предложены и обоснованытехнологические параметры процессов шпредингования и вулканизациирезинотканевых мембранных заготовок.Отличительные особенности технологии изготовления мембранныхматериалов с использованием гидрированных бутадиен-нитрильных каучуковбыли связаны с выбором оптимальных значений концентрации растворов16резиновых смесей на основе Тербан 3467, количества наносимых штрихов,скорости нанесения клеевой массы при осуществлении операциишпредингования с целью обеспечения качественной поверхности мембраннойзаготовки, требуемого уровня прочности связи в системе резина – техническаяткань с учетом экономических показателей.Характеристики резинотканевых мембранных заготовок, отличающихсятолщиной полотна и способом его изготовления представлены в таблице 3.Таблица 3.
Характеристики резинотканевых мембранных заготовок.№ ТУ:ТУ 38.05206/6018-94Тип ткани и её шифр:Тип каучука для резиновой смеси:Толщина мембраны, мм:Масса, г/м2:Расход резиновой смеси, г/пог.м (за 1штрих) :Прочность при разрыве, кН/м:основаутокУдлинение при разрыве (%):основаутокТемпературный интервал работы (°С):капрон арт.56023 ПрЭ89ГБНК (Therban 3467)0,250,61,03406251050444344162±17155±14162±14158±12160±15150±1224±1,424±1,424±1,424±1,3-50 +15024,3±1,724,3±1,7Эластомерные мембранные материалы представляют собой сложнуюсистему, состоящую из двух полимеров, один из которых находится в твердомвысокоориентированном состоянии (армирующее синтетическое волокно),другой – в высокоэластическом (покровный резиновый слой) и граничного слоямежду ними с переходными структурой и свойствами.
С целью выбора иобоснования конструкционных параметров технических мембран ипрогнозирования срока их службы в рамках четвертой задачи было проведеноисследование влияния полученных в работе рецептурно-технологическихрешений на деформационные и усталостно-прочностные характеристикимембранных материалов и плоских мембран в статических и динамическихрежимах нагружения.При испытаниях резинотканевых образцов на основе Тербан 3467(армирующая ткань – капрон 56023 ПрЭ 89) толщиной 2 мм на основаниисравнительного анализа кривых нагрузка-деформация установлено, что выбор17состава клеевой композиции определяет чувствительность мембран. Согласнополученным результатам наибольшей эластичностью и меньшей жёсткостьюобладает мембранный материал, в котором крепление резины к тканиосуществлено без применения клея, а наибольшей жёсткостью – композиция,содержащая систему предложенных промоторов адгезии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
