Резинотканевые мембранные материалы на основе гидрированных бутадиен-нитрильных каучуков (1091155), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Следует отметить,что нагрузка при разрыве сравниваемых материалов не зависит от способакрепления субстрата к резине на основе Тербан 3467 (рисунок 6).Исследования по выявлению влияния способа крепления полиамиднойткани на долговечность (τ) резинотканевых образцов при одноосномрастяжении (при постоянной нагрузке) показали, что все экспериментальныеточки довольно плотно группируются около прямой долговечности, и образцыс различным адгезионным слоем при равных долях нагруженности (Р/Рразр)обладают практически одинаковой долговечностью в исследованном диапазоне(Р/Рразр).Рисунок 6. Кривые нагрузка – деформациядля резинотканевых мембранныхматериалов.Рисунок 7. Зависимость циклическойдолговечности от относительной нагрузки приодноосном растяжении(Рразр – нагрузка, при которой образец разрушается).1 – без клея, 2 – клей (раствор резиновой смеси на основе БНКС-28 АМН, содержащий ХК),3 – клей (раствор резиновой смеси на основе БНКС-28 АМН, содержащий системупромоторов адгезии ЭХ-1, ХК и ГЭК).Одним из важнейших требований, предъявляемым к техническиммембранам, является обеспечение высокой динамической выносливости.
Кнастоящему времени накоплен значительный экспериментальный материал пометодической постановке исследований усталостного разрушения мембранныхматериалов и мембран при циклических режимах нагружения. Опираясь нарезультаты, отраженные в работах В.М.
Шпиндлера, Б.М. Горелика, Т.В.Бородко и др., в рамках диссертационной работы был разработан стенд18(рисунок 8) для испытаний динамической выносливости плоских мембран,который в отличие от существующих позволяет за счет реализации рядаконструкционных решений проводить испытания плоских мембран без и сжестким центром и расширить диапазон условий испытаний.Рисунок 8. Стенд для испытания плоских технических мембран.1 – штуцер для подачи воздуха, 2 – корпус, 3 – кольцо прижимное 4 – преобразователь сигналов, 5 –винт прижимной, 6 – жесткий центр, 7 – мембрана, 8 – датчик линейного перемещения BLT5-E1, 9 –магнитное кольцо, 10 – плита нагревателя, 11 – термоизоляция, 12 – датчик температурный ТСМ100, 13 – датчик линейных перемещений BLT5-E1, 14 – видеографический регистратор серииДХ 1000, 15 – таймер циклический, 16 – электропневмоклапан, 17 – регулятор давления,18 – персональный компьютер.С целью получения точных и стабильных результатов по измерениюдавления и прогиба мембран в процессе циклического нагружения предложеназамена датчика реостатного типа на датчик линейного перемещения (8),инновационным элементом которого является магнитное кольцо (9),фиксирующее перемещение мембраны под давлением.
Выходным сигналомдатчика является токовый сигнал 4-20 mA, который изменяется в зависимостиот линейных перемещений мембраны. Далее токовый сигнал поступает на входвидеографического регистратора серии ДХ 1000 и отображается наинформационном дисплее. Регистратор подключен к персональному19компьютеру для передачи накопленной информации в режиме реальноговремени.Внедрение в конструкцию новой регулирующей системы – регулятордавления (17), циклический таймер (15), электропневмоклапан (16) позволяетрегулировать частоту и количество циклических нагружений в заданныхдиапазонах.
Испытания при повышенных температурах осуществляются за счетконтролируемого нагрева прибора при помощи нагревательной плиты (10), вкоторой поддерживается заданная температура при помощи регуляторатемпературы ОВЕН-ТРМ-1 (13).Для изучения динамической выносливости разработанных мембран наоснове ГБНК Тербан 3467 и сравнения их с изделиями на основе бутадиеннитрильных каучуков БНКС-28 АМН были изготовлены образцы плоскихмембран без жесткого центра диаметром 80 мм и толщиной 2 мм.Предварительно на разработанном стенде были проведены испытания поопределению давления при разрыве исследуемых мембран при одноразовомнагружении.
Результаты испытаний представлены в таблице 4.Таблица 4. Физико-механические свойства плоских мембран (d=80мм,h=2мм).РезинотканевыйматериалКапрон арт. 56023ПрЭ89+ резина наоснове БНКС-28 АМНКапрон арт. 56023ПрЭ89+ резина наоснове ГБНКДавление при разрыве,МПаМаксимальный прогиб приразрыве, мм0,8 0,8 0,78 0,81 0,80,7740 41,7 42,1 42,0 39,040,00,8 0,81 0,81 0,82 0,80,7939,0 40,5 42,0 41,0 40,641,2Режимы испытаний и усредненные значения динамической выносливостимембран (испытывали не менее 3-4 образцов) представлены на таблице 5.Результаты ранее проведенных исследований композитов резина –техническая ткань при старении демонстрируют, что их свойства определяютсясвойствами эластомерного материала, особенно, когда толщина резиновогопокрытия и объемная доля резины велика по сравнению с армирующимиэлементами (например, шинные материалы).Для резинотканевых материалов с тонким резиновым покрытием данныхсравнительно мало и они носят противоречивый характер.
Анализ полученных20данных для разработанных резинотканевых мембран (таблица 5) позволяетсделать вывод, что в области исследованных температур мембраны на основегидрированного бутадиен-нитрильного каучука по показателю динамическойвыносливости превосходят мембраны с использованием резин из БНК. Наосновании анализа характера разрушения мембран в зависимости от давления иучитывая, что исследуемые мембраны изготовлены из армирующей тканиодного вида, можно сделать вывод, что с увеличением давления рабочей средывклад резиновой компоненты в показатель динамической выносливости идолговечности резинотканевых мембран снижается.Таблица 5. Зависимость динамической выносливости (цикл) плоскихрезинотканевых мембран от давления и температуры.Рабочеедавление,МПаКапрон арт.56023ПрЭ89+резина наоснове БНКС-28 АМНКапрон арт.56023ПрЭ89+резина наоснове ГБНК24°С100°С24°С100°С0,155500006200006800009800000,22200001000004100003800000,31050001600012000034000Частота циклического нагружения 20 цикл/мин.Таким образом, впервые в отечественной практике созданыуниверсальные мембранные материалы на основе высоконасыщенныхбутадиен-нитрильных каучуков, которые сохраняют работоспособность вшироком диапазоне рабочих температур от -50 до 150ºС и агрессивных сред.Применение разработанных резинотканевых материалов позволяет решатьважную технико-экономическую задачу, связанную с повышениемгарантийного уровня эксплуатационной надежности мембран различнойконструкции, и обеспечивает эффективную работу предприятия-производителяза счет выпуска конкурентоспособной продукции.21ВЫВОДЫ1.
Впервые в отечественной практике в качестве полимерной основыэластомерного материала для резинотканевых мембран, работающих вусловиях повышенных температур и различных рабочих сред, былопредложено и обосновано применение высоконасыщенных бутадиеннитрильных каучуков.2. На основании установленных закономерностей влияния компонентоввулканизующей системы на комплекс технологических и технических свойствпокровных эластомерных материалов на основе ГБНК предложеныэффективные вулканизующие системы, обеспечивающие баланс высокойскорости вулканизации резиновых смесей и безопасности их переработки иполучение резин с оптимальными физико-механическими характеристиками,сопротивлением тепловому старению.3.
Установлено, что по комплексу показателей, заложенных в техническиеусловия – ТУ 38.05206/6018-94 и ТУ 380056109-88 для эластомерныхматериалов, применяемых при производстве мембран и прокладок,разработанная резиновая смесь покровного слоя мембран удовлетворяеттребованиям, предъявляемым к эластомерным материалам на основе бутадиеннитрильного, фтор- и этилен-пропиленового каучуков и может бытьрекомендована как универсальный эластомерный материал, работоспособный винтервале температур от -50 до +150ºС, широком спектре рабочих сред –амины, спирто- и серосодержащие топлива, масла, вода, пар.4. Определеныоптимальныесоотношениякомпонентовсистемыпромоторов адгезии – глицериновый эфир канифоли:хлоркаучук:ЭХ-1 исозданы эффективные адгезионные составы, обеспечивающие требуемыйуровень связи эластомерный материал на основе ГБНК – полиамидная ткань.5.
Разработана и внедрена в промышленность технология производствамембранных материалов нового поколения, которые обеспечиваютработоспособность технических мембран для запорно-регулируемых устройстварматуро- и приборостроения в широком интервале температур (от -50 до+150ºС) и агрессивных сред.6. Осуществлена модернизация стенда для испытаний динамическойвыносливости плоских мембран путем внесения ряда конструкционныхрешений, что позволяет проводить испытания плоских мембран как с жесткимцентром, так и без него, расширить диапазон условий испытаний и точностьполучаемых результатов.227. На основании результатов стендовых испытаний по определениюдинамической выносливости и анализа характера разрушения плоских мембранустановлено, что разработанные покровные резины на основе гидрированногобутадиен-нитрильного каучука в изученных интервалах температур ивеличинах нагружения обеспечивают больший ресурс работы изделия посравнению с аналогами на основе бутадиен-нитрильных каучуков.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО ВСЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
