Вулканизация изопренового каучука

Вследствие высокой непредельности вулканизацию СКИ-3 можно осуществлять с применением вулканизующих систем, содержащих серу и органические ускорители вулканизации, а также бессерными системами: тиурамом, органическими перекисями, фенолформальдегидными смолами, производными малеимида и другими веществами. В промышленности применяются главным образом серные вулканизующие системы.

В рецептуру резиновой смеси, особенно на основе каучуков типа СКИЛ, рекомендуется включать 1,5—2,5 масс. ч. серы и 0,7— 1,2 масс. ч. ускорителей вулканизации. Качество изопреновых каучуков оценивают по свойствам вулканизатов стандартной резиновой смеси с малым содержанием серы:

Смесь приготовляют на лабораторных вальцах при температуре 70—80 °С, продолжительность смешения 10 мин.

Обычно температура вулканизации серных смесей на основе СКИ-3 равна 133—151 °С. Для них характерно наличие оптимума вулканизации по сопротивлению разрыву и небольшое плато вулканизации (более узкое, чем для смесей на основе НК).

Свойства вулканизатов на основе изопренового каучука

Свойства вулканизатов на основе СКИ близки к свойствам аналогичных вулканизатов на основе НК, уступая, одиако, по сопротивлению раздиру, прочности при повышенных температурах и напряжениях при определенных удлинениях (табл. ).По сопротивлению термоокислительиому старению ненаполнен-ные вулканизаты из НК превосходят аналогичные вулканизаты на основе СКИ. Наполнение техническим углеродом вызывает снижение термоокислительной стойкости резин на основе НК в отличие от резин на основе СКИ.

Благодаря отсутствию азотсодержащих веществ и малой зольности СКИ характеризуются хорошей водостойкостью и высокими диэлектрическими показателями. Синтетические изопреновые каучуки с успехом заменяют натуральный каучук при производстве большого ассортимента резиновых изделий различного назначения.

Применение изопренового каучука

Каучуки, особенно получаемые на комплексных катализаторах, применяют вместо натурального каучука при изготовлении практически всех резиновых изделий. Эти каучуки используют как самостоятельно, так и в сочетании со стереорегулярными бутадиеновыми или бутадиен-стирольными каучуками в производстве шин, разнообразных резино-технических изделий (транспортерные ленты, рукава, формовые и неформовые детали), резиновой обуви. И. к., содержащие неокрашивающие и нетоксичные антиоксиданты, применяют для изготовления медицинских изделий, резин, соприкасающихся с пищевыми продуктами, а также некоторых изделий народного потребления (мячи, игрушки и др.). На основе И. к. изготовляют эбониты. Специальные сорта И. к. используют в кабельной промышленности для изготовления электроизоляционных резин.

Ускорители

Ускорители вулканизации - это компоненты вулканизующей системы, которые применяются для повышения скорости вулканизации и улучшения физико-механических свойств резин.

Сульфенамид Ц

Основной особенностью вулканизации в присутствии этих ускорителей является наличие четко выраженного начального (индукционного) периода с замедленной скоростью присоединения серы и изменения модуля. Это приводит к тому, что смеси с сульфенамидными ускорителями не обнаруживают склонности к преждевременной вулканизации (скорчингу). Кроме того. при вулканизации смесей, седержащих сульфенамидные ускорители, подавляются процессы деструкции, что улучшает прочностные показатели.

Активность сульфенамидиых ускорителей зависит от состава присоединенного амина. Так, незамещенный бензтиазолилсульфенамид имеет невысокую активность; замещение водорода в аминной группе на алкильные радикалы повышает активность ускорителя. Замещение фенильной группой одного водорода эквивалентно введению двух этильных групп; с введением двух фенильных групп практически полностью исчезает вулканизационная активность ускорителя.

Ускоряющее действие сульфенамидов тем больше, чем больше их дипольный момент и выше способность к обменным реакциям с близкими по химическому строению соединениями, например с меркаптобензтиазолом. Активность сульфенамидных ускорителей уменьшается в ряду: N,N-диэтил-2-бензтиазолилсульфенамид>N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид>N-морфолил-2-бензтиазолилсульфенампд. Последний обеспечивает наиболее длительный индукционный период вулканизации.
Изменение концентраций исходных, промежуточных и конечных продуктов реакции имеет такой же характер, как и при серной вулканизации каучуков в присутствии дибензтиазолилдисульфида. Отличие состоит в том, что помимо дибензтиазолилполисулъфидов на последующих стадиях реакции одновременно с активными подвесками ускорителя образуются полисульфиды состава . Последние активно расходуются перед самым началом сшивания. Возникновению активных подвесков ускорителя в этом случае предшествует образование не одной, а последовательно двух полисулъфидных группировок с фрагментами ускорителя. Это обеспечивает больший индукционный период вулканизации по сравнению с другими серными вулканизующими системами.
Рассмотрим схему реакций на примере N-морфолил-2-бензтиазолсульфенамида (сульфенамид М). Хотя некоторые авторы допускают молекулярную реакцию сульфенамида и серы, большинство исследователей принимает, что процесс начинается с термической диссоциации сульфенамида:

Дальнейшие реакции протекают так же, как и в вулканизующих системах, содержащих дибензтиазолилдисульфид, а отличия связаны с неодинаковой активностью радикалов, образующихся при гемолитическом распаде сульфенамидов. Так, в случае сульфенамида М радикал морфолина более активен, чем тиобензтиазолильный. Это вытекает, в частности, из сопоставления активностей дибензтиазолилдисульфида и дитиодиморфолина при вулканизации без свободной серы. Более активными по сравнению с являются аминорадикалы и в других сульфенамидах.

В присутствии серы оба радикала реагируют с ней, но благодаря разной активности вначале получаются симметричные полисульфиды - политиодиморфолин и дибензтиазолилполисульфид:

Однако после израсходования ускорителя взаимодействие этих полисулъфилов с каучуком не протекает, так как радикалы, образующиеся при распаде более активного соединения , реагируют не с каучуком, а с более стабильными полисульфидами

Лишь после такой дополнительной перегруппировки развиваются последующие реакции образовании активных подвесков ускорителя:

В результате индукционный период вулканизации увеличивается, а образование активных продуктов присоединения фрагментов ускорителя происходит с большей скоростью, так как в реакцию с каучуком вступают более активные в сравнении с аминорадикалы. Таким образом, скорость сшивания также оказывается высокой.

Каптакс

Активность меркаптобензтиазола связана в основном с наличием в его молекулах сульфгидрильной группы . Меньшее значение имеет сера тиазольного колъца. Замещение водорода группы алкильным радикалом приводит к резкому снижению ускоряющего действия меркаптобензтиазола.

Присоединение серы и каучуку описывается уравнением первого порядка с энергией активации 87,6 кДж/моль. Кинетическая кривая сшивания проходит через максимум. Реверсия связана с распадом полисульфидных поперечных связей и образованием вторнчных циклических внутримолекулярных сульфидов в молекулярных цепях каучука.
Без активаторов в реагирующей системе прежде всего взаимодействует меркаптобензтиазол с серой по молекулярному механизму с образованием полисульфилов и :

Продукты взаимодействия серы и меркаптобензтиаэола в среде каучука, содержащие полисульфидные группировки, обнаружены экспериментально.
Аналогичные реакции для ДАВ типа приводят к образованию подвесков :

Эти подвески вступают в основном во внутримолекулярные реакции по уравнению (7) (см. с. 284), что приводит к модификации молекулярных цепей каучука циклическими сульфидными группами.
Установленный разными авторами [ВБ, 66] факт присоединения меркаптобензтиазола к каучуку на стадии смешения указывает на присоединение ДАВ типа по двойным связям каучука (подобно другим реагентам с меркаптогруппами):

В реакцию не вступает меркаптобензтизол, так как ускоритель вновь регенерируется при вулканизации и его общее содержание в конце процесса близко начальному. Эти реакции приводят к сокращению индукционного периода вулканизации.

В присутствии активаторов (оксида цинка и стеариновой кислоты) механизм первых стадий вулканизации изменяется. Прежде всего меркаптобензтиазол взаимодействует е активатором с образованием соответствующей цинковой соли бензтиазолилмеркаптида цинка :

В резиновой смеси эта соль присутствует в виде комплексов сложного состава :

без стеариновой кислоты

и со стеаратом цинка и амина

В результате взаимодействия с серой образуется цннксодержащий действительный агент вулканизации. Эта реакция протекает скорее всего как молекулярная или ионно-молекулярная :

ДАВ превращается в активные подвески, а затем в поперечные связи в соответствии с уравнениями {З), (5) и (6). Результатом реакции (4) является образование полисульфидного ДАВ типа , который взаимодействует с каучуком по уравнениям (1), (2), (5) и (6). Реакция приобретает гетерогенный характер, а вулканизация локализуется в отдельных микрообъемах системы. Доказательством служат результаты вулканизации натурального и бутадиен-стирольного каучуков серной системой совместно с кумилпероксидом . При добавлению к резиновой смеси, содержащей пероксид серы и меркаптобензтиазола или их смеси, снижается степень сшивания вулканизатов, несмотря на значительное присоединение серы к каучуку. Однако, если наряду с серой и меркаптобензтиазолом вводят оксид цинка и стеариновую кислоту, степень сшивания оказывается заметно большей, чем в пероксидном вулканизате. Это объясняется тем, что в присутствии стеарата цинка пероксидная и серная вулканизации протекают параллельно, независимо друг от друга. Подобное возможно, так как сера, меркаптобензтиазол и активатор сконцентрированы в виде ДАВ солюбилизированы в мицеллах стеарата цинка, а кумилпероксид растворен в эластомерной матрице, поэтому серная вулканизации протекает как гетерогенная топохимическая, а пероксидная как - гомогенная реакции.

Альтакс

Изменение концентрации исходных, промежуточных и конечных продуктов реакции при вулканизации серой и дибензтиазолилдисульфидом (ДБТД) без активатора и с активатором представлены на рис. 11.6 и 11.7. Наглядно видно, что вначале образуется полисульфид , затем активные продукты присоединения ускорителя к цепям каучука, которые затем превращаются в поперечные связи. В смесях без активатора одновременно с поперечными связями образуется меркаптобензтиазол. В присутствии активатора значительная часть последнего переходит в цинковую соль. Особенностью вулканизации в этой системе (в отличие от смесей каучук—дибензтиазолилдисульфид ) является преимущественное образование активных подвесков.

Очевидно, начальным актом серной вулканизации в присутствпи дибензтиазолилдисульфида является диссоциация ускорителя на радикалы. Но основным направлением их дальнейших превращений является присоединение молекул или би-радикалов серы и образование дибензтиазолилполисульфидов (ДАВ):

Свободная сера является ингибитором радикальных реакций, потому что быстро взаимодействует с активными радикалами ‚

Рис.1 Зависимость концентрации исходных, промежуточных и конечных продуктов реакции в системе натуральный каучук ( 100 масс. ч.) —дибензтиазолилдисульфид (10,6 масс. ч.) -сера (2,47 масс. ч) от продолжительности вулканизации при 138 °С : 1 -2-меркаптобентиазол; 2 -дибензтиазолилполисульфид ; 3- модельный ; 4 - ; 5 -кинетика вулканизации (по модулю сдвига. в относительных единицах).
Рис.2 Зависимость концентрации исходных, промежуточных и конечных продуктов реакции в системе натуральный каучук ( 100 масс. ч.) —дибензтиаэолилдисульфид (1,10 масс. ч.) —стеарат цинка (6,38 масс. ч.) —сера (2,56 масс. ч) от продолжительности вулканизации при 138 °С :
1-сесра (в % от суммы введенной серы и серы ускорителя); 2- ; 3-2-Меркаптобензтиазол; 4- ; 5-кинетика вулканизации (по модулю сдвига в относителных единицах).
переводя их в стабильные Дальнейшие реакции протекают по уравнениям (1), (2), (5) и (6)) и начинаются лишь после того, как весь дибензтиазолидисульфид прореагирует с серой. В смесях с активатором реакции приобретают гетерогенный характер, а эффективность использования радикалов в процессах сшивания возрастает. Изложенные данные в полной мере применимы и к реакциям серной вулканизации в присутствии тиурамдисульфидов.

Дифенилгуанидин

N,N'-Дифенилгуанидин (ДФГ, DPG) - молекулярная масса 210,28, представляет собой поро­шок или гранулы от белого до светло-желтого или сиреневатого цвета с горьким вкусом, плот­ность 1190-1200 кг/м³, Т_пл=144-149°С.

Брутто-формула: С₁₃Н₁₃N₃.

Структурная формула:

CAS № 102-06-07.

Растворяется в хлороформе, толуоле, ацетоне, этаноле, не растворяется в воде, бензоле, бензине, растворимость в каучуке около 2%.

Широко распространенный ускоритель вулканизации средней активности для резиновых смесей на основе натурального и синтетического каучуков (бутадиенстирольного, бутадиеннитрильного, бутилкаучука и др.), а также для латексов.

ДФГ используется в основном для темных резин, так как содержащие его светлоокрашен­ные резины желтеют. В качестве основного ускорителя может применяться для вулканизации толстостенных изделий, поскольку характеризуется достаточно длительным временем вулка­низации.

Как вторичный ускоритель в комбинации с тиазолами и сульфенамидами обеспечивает рези­новым смесям высокую скорость вулканизации, хорошие стойкость к подвулканизации и стабиль­ность при хранении. Способствует получению высокомодульных резин. Комбинация гуанидинов с сульфенамидами используется при вулканизации резин, наполненных кремнекислотными напол­нителями. Активируется оксидами магния и цинка. Рекомендуемые температуры вулканизации - 135—160°С. Дозировки составляют 1-2 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука.

Химический пептизатор хлоропренового каучука серного регулирования.

ДФГ токсичен, ПДК в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м³, горюч, Г_воспл=150°С, нижний предел взрывоопасных концентраций 12,6 г/м³.

ДФГ следует хранить в крытых складских помещениях на поддонах на расстоянии не менее 0,5 м от стен и отопительных приборов.

Торговые марки: Дифенилгуанидин (РФ), Vulkacit D (Lanxess, Германия), Vanax DPG (Vanderbilt, США), Perkacit DPG (Flexsys, Бельгия), Accel D (Kawaguchi, Япония).

Объекты и методы исследования

Объекты исследования

Каучук СКИ-3

Синтетические изопреновые каучуки (СКИ) получают стереоспецифической полимеризаци­ей изопрена (2-метилбутадиена-1,3) в растворе.При синтезе полиизопрена возможно образование макромолекул с четырьмя типами звень­ев в зависимости от расположения первого и четвертого атомов углерода элементарного звена по отношению к двойной связи:

В полимерах, состоящих из цис- или граней ,4-звеньев, вероятно соединение молекул по принци­пу «голова к хвосту» (С¹—С⁴), «голова к голове» (С¹—С¹) или «хвост к хвосту» (С⁴-С⁴). Регулярность микроструктуры (доля звеньев, присоединенных в определенном порядке) является важнейшей ха­рактеристикой изопреновых каучуков, которая зависит от состава применяемого катализатора и условий полимеризации. Наибольшее техническое значение имеет стереорегулярныйцис-1,4-изоп- реновый каучук, по строению и свойствам очень близкий к натуральному каучуку.

Таблица 2.1 Технические характеристики

Стеариновая к-та

Стеариновая кислота СНз(СН2)1СООН - молекулярная масса 284,48, порошок или хлопья белого, серого или светло-коричневого цвета с типичным запахом. Является активатором вулканизации и пластификатором, улучшает распределение ингредиентов в резиновой смеси.

Стеариновая кислота - нетоксичный продукт, горюча, температура вспышки в открытом тигле равна 195°С.

Активирующее действие обусловлено взаимодействием с оксидом цинка и образованием растворимого в каучуке стеарата цинка, который участвует в процессе вулканизации.

Стеариновая кислота для резиновой промышленности обычно является смесью стеариновой, пальмитиновой и олеиновой кислот. Содержание стеариновой кислоты в резинах, применяемых в резиновой промышленности, должно составлять 50-70%, йодное число -18-32, кислотное число - 192-210, температура застывания - 53-58°С. Высокое йодное число обычно связано с присутствием олеиновой кислоты и (или) небольших количеств полиненасыщенных жирных кислот, которые легко окисляются и менее стабильны, чем стеариновая кислота. В целом увеличение йодного числа стеариновой кислоты может приводить к изменению вулканизационных характеристик резиновых смесей, изменять ее растворимость в каучуке и приводить к «выцветанию» на поверхность резин.

Высшие жирные кислоты являются источником атомов водорода, которые принимают участие в протекающих при вулканизации радикальных реакциях. Однако основная роль высших жирных кислот состоит в повышении эффективности ZnOв реакциях образования поперечных серных связей в вулканизате.

Увеличение скорости присоединения серы в присутствии ZnOи стеариновой кислоты сопровождается также уменьшением количества образующихся циклических сульфидов и возрастанием числа поперечных серных связей.

Торговая марка: Кислота стеариновая техническая (стеарин) (РФ), выпускается многими зарубежными производителями; как правило, зарубежные марки имеют йодное число существенно меньшее.

Оксид цинка (II)

Оксид цинка ZnO- молекулярная масса 81,74, является основным активатором серной вулканизации каучуков диенового типа.

Его действие основано на образовании промежуточных продуктов взаимодействия со стеариновой кислотой, серой и ускорителями вулканизации, так называемых «действительных агентов вулканизации», которые в результате химических превращений образуют поперечные связи в каучуке.

С увеличением удельной поверхности активность оксида цинка возрастает. В резиновой промышленности используется оксид цинка с удельной поверхностью 3,5-9,0 м²/г. Для улучшения диспергирования оксида цинка в резиновых смесях его обрабатывают обычно жирными кислотами. Дозировка в резине составляет до 5 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука.

Считают, что окислы металлов взаимодействуют с ускорителями вулканизации, способствуют ускорению реакции присоединения серы к каучуку. Основная функция активатора — повышение частоты вулканизационной сетки. В результате взаимодействия ускорителей вулканизации с ZnOобразуются цинковые соли, по-видимому более реакционноспособные, чем исходные ускорители.

Активирующее действие окислов повышается в присутствии высших жирных кислот (стеариновой, олеиновой, пальмитиновой), особенно при использовании ускорителей вулканизации класса арилтиазолов. Основываясь на способности меркаптоарилтиазолов легко образовывать со стеаратом цинка соответствующие цинковые соли, стеариновую кислоту можно рассматривать как переносчик цинка. Непосредственное участие в реакциях, ведущих к сшиванию макромолекул каучука, является одним из основных актов в действии окислов металлов как активатора вулканизации. В присутствии ускорителей вулканизации каучук достаточно интенсивно взаимодействует с серой при температурах вулканизации и в отсутствие активатора, однако с применением ZnOпри одном и том же количестве связанной серы достигается значительно больший эффект структурирования

С увеличением концентрации ZnO возрастают скорости реакций образования тиольных групп и их расхода в процессе вулканизации.

Сульфенамид Ц

Структурная формула:

Каптакс

Структурная формула:

Альтакс

Структурная формула:

Дифенилгуанидин

N,N'-Дифенилгуанидин

Нафтам-2

Фенил-Р-нафтиламин ФБН (PBN) с молекулярной массой 219 представляет собой чешуйку или порошок от серого до светло-коричневого цвета плотностью 1230 кг/м3, 7пл=108°С.

Брутто-формула: C16H13N.

Структурная формула:

CAS № 135-88-6.

ГОСТ 39-79.

Растворяется в бензоле, горячем этиловом спирте, эфире, ацетоне, не растворяется в воде. Малолетуч. Умеренно токсичен, LD50=2 г/кг. Окрашивает.

Является стабилизатором синтетических каучуков, термостабилизатором, антиоксидантом, противоутомителем резин промышленного назначения. Не является антиозонантом..

Применяется рря синтетических каучуков общего назначения (дозировка 0,5-3,0%), резин на основе синтетических каучуков общего назначения (дозировка 1-3%).

Транспортируется всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах в соответствии с Правилами перевозок. Гарантийный срок хранения в заводской упаковке.

Выпускается под торговыми марками Неозон Д (Россия), Нафтам-2 (Украина), Antioxidant D(PBN) (КНР).

Ацетонанил Р

Полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин ТМХ (TMQ) представляет собой чешуйки или гранулы от янтарно-желтого до коричневого цвета плотностью 1100 кг/м3.

Брутто-формула: (Ci2H15N)n.

Структурная формула:

где n=1—3.

CASN» 26780-96-1.

ТУ 6-00-04691277-202-97 (ОАО «Химпром», г. Новочебоксарск)

Растворяется в бензоле, хлороформе, ацетоне, этиловом спирте, соляной кислоте, не растворяется в воде. Малолетуч. Обладает умеренной красящей способностью. Горючее вещество. Температура вспышки в открытом тигле 185°С, воспламенения 287°С, самовоспламенения 475°С. ПДК пыли в воздухе рабочей зоны составляет 1 мг/м3. Средства пожаротушения: порошковые составы, пена, распыленная вода.

Является антиоксидантом и термостабилизатором для резни на основе натурального и синтетических каучуков общего назначения. Применение в сочетании с алкил-арил-замещенными л-фенилендиаминами обеспечивает синергический эффект в защитном действии, в результате чего резко увеличивается тепло-, озоностойкость и усталостная выносливость резин.

Применяется рая резин на основе натурального и синтетических каучуков (дозировка 0,5-5%), включая резины, вулканизуемые пероксидами (дозировка 0,25-1%).

Транспортируется всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах в соответствии с Правилами перевозок. Гарантийный срок хранения в заводской упаковке при нормальных условиях -1-2 года с даты изготовления (в зависимости от фирмы-изготовителя).

По классификации грузов относится к 9-му классу опасности.

Выпускается под торговыми марками Ацегонанил Н (Россия); Flectol TMQ (Flexsys, Бельгия), Vulkanox HS (Lanxess, Германия), Naugard Q (Uniroyal, США), Rubatan 184 (Gequisa, Испания), Antioxidant RD(TMQ) (КНР), Pilnox TDQ (Индия), Accinox TQ (Индия).

Тех.углерод П-514

Получается печным способом, среднеактивности, со средними показателями дисперсности и структурноcти. Выпускается в гранулированном виде.

Используется для каркасных, брекерных и камерных шинных резин. Применяется для изготовления резиновых технических изделий, кабелей и обуви.

Сера

В качестве основного вулканизующего агента для каучуков с высокой степенью непредель­ности является сера.

В производстве шин и РТИ используются две модификации серы: ромбическая, или растворимая, состоящая из колец Ss, и нерастворимая или полимерная Sn.

Сера техническая молотая Ss- атомная масса 32,06, представляет собой порошок желтого, серо-желтого или зеленоватого цвета, плотностью 2000-2070 кг/м³; температура плавления Тпл=112-119°С. Получается из самородных руд или природного газа. Растворяется в сероуглероде (приблизительно в соотношении 36 г Ss/100 г CS2), при нагревании - в диэтиловом эфире и бензине, слабо - в этаноле, бензоле; не растворяется в воде. Растворимость в каучуках зависит от температуры и типа каучука: при 20°С растворимость серы составляет около 1% в натуральном каучуке, 0,8% - в бутадиенстирольном, 0,35% - в бутадиеннитрильном, также плохо растворяется в полибутадиене. Природная сера лучше распределяется в каучуках благодаря присутствию природных битумов. Газовая сера распределяется значительно хуже, особенно в полярных каучуках. Для улучшения распределения газовой серы основные производители добавляют в продукт антистатические и диспергирующие добавки.

Сера отличается малой теплопроводностью, плохой проводимостью электрического тока. Она обладает диамагнитными свойствами, при трении электризуется отрицательно. Сера относится к химически активным элементам. Непосредственно соединяется почти со всеми элементами (кроме азота, иода, платины и инертных газов). Способна взаимодействовать с ненасыщенными каучуками без добавок. Однако для получения резин с заданным комплексом свойств следует применять ускорители и активаторы вулканизации.

С помощью серной вулканизации получают основной ассортимент резиновых изделий на основе ненасыщенных каучуков. В процессе серной вулканизации сера активно взаимодействует с ускорителями и активаторами вулканизации, замедлителями подвулканизации, при этом в матрице каучука образуются пространственно-сшитые структуры. Сера хранится в сухих закрытых помещениях при температуре не выше 20°С. Не допускается ее хранение вблизи водопроводных и канализационных труб и отопительных приборов. Транспортируется всеми видами крытых транспортных средств. Сера относится к 4-му классу опасности, не обладает кумулятивными свойствами. Горюча, серная пыль взрывоопасна. При движении серы по трубопроводам автоматической развески накапливаются заряды статического электричества, что может вызывать самовоспламенение, поэтому бункеры для хранения и трубопроводы должны быть заземлены.

При горении образуется диоксид серы (сернистый газ). Выделяющийся из жидкой серы сероводород ядовит и взрывоопасен. При работе с серой необходимо соблюдать правила промышленной санитарии и гигиены.

В присутствии ускорителей вулканизации сера в основном присоединяется с образованием поперечных связей различной природы. Резины, полученные с применением серы, характеризуются высокими прочностными свойствами, эластичностью и большой выносливостью при многократных деформациях вследствие широкого набора поперечных связей различной энергии. Однако из-за наличия полисульфидных связей они не стойки к тепловому старению.

Методы исследования

2.2.1 Метод определения пластоэластических свойств на пластометре.

Сущность метода заключается в сжатии образца резиновой смеси между двумя плоскопараллельными плитами под воздействием нагрузки при заданной температуре и измерении высоты образца до приложения нагрузки, под нагрузкой и после снятия нагрузки и “отдыха”.

Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром 16±0.5 мм и высотой 10±0.5 мм. Образцы изготавливают на вырезном приспособлении при вращении ножа, смачиваемого водой или мыльным раствором с последующим подрезанием образцов с торцов до заданных размеров способом, предотвращающим смятие образца

Внешний вид прибора изображен на рисунке 2.1

1 - гайка; 2 - индикатор часового типа; 3 - кронштейн; 4 - шток; 5 - перекладина; 6 - серьга; 7 - груз; 8 - планка направляющая; 9 - плита; 10 - рычаг; 11 - ручка; 12 - выступ; 13 - плита стальная; 14 - площадки; 15 - рычажок; 16 - штифт измерительный; 17 - термометр

Пластометр устанавливают горизонтально в термостате на металлической подставке. груза и плиты вставляют термометр. Индикатор устанавливают на ноль. Перед тем как поместить образец в термостат, измеряют толщиномером его высоту hoс точностью до ±0,1 мм при 23±2 ⁰С. Перед испытанием образец прогревают при 70±1 ⁰С в течение 3 минут. Испытуемый образец помещают строго в центре пластометра с помощью подвижной площадки. По истечении 3 минут по показанию индикатора с точностью до 0,01 мм фиксируют высоту образца hi, находившегося под нагрузкой. Затем с образца снимают груз и пластинки, помещают на деревянную площадку и после «отдыха» при комнатной температуре в течение 3 минут толщинометром с точностью ± 0,01мм измеряют высоту образца h2. Продолжительность „отдыха” может устанавливаться нормативно-технической документацией. Испытанию подвергается не менее трех образцов.

Пластичность P вычисляют по формуле

(2.1)

Пластичность выражают в условных единицах, значения колеблются от 0 до 1. Дополнительные показатели рассчитываются по формулам:

Мягкость (S)

(2.2)

Восстанавливаемость (R)

(2.3)

Эластическое восстановление (R’)

(2.4)

Относительное эластическое восстановление (R’’)

(2.5)

где h₁— первоначальная высота образца ,мм; h₂- высота образца под нагрузкой,мм; h₃ — высота образна после снятия нагрузки и отдыха, мм.

2.2.2 Метод определения упруго-прочностных свойств при растяжении

Сущность метода заключается в растяжении образцов с постоянной скоростью до разрыва и измерении силы при заданных удлинениях и в момент разрыва и удлинения образца в момент разрыва.

Образцы для испытания должны иметь фо