Классификация каучуков

Общеприняты классификация и наименование каучуков по мономерам, использованным для их получения (изопреновые, бутадиеновые и т. д.) или по характерной группировке (атомам) в основной цепи или боковых группах (уретановые, полисульфидные и др.).

Синтетические каучуки также подразделяют по признакам, например, по содержанию наполнителей:

• наполненные;
• ненаполненные.

По молекулярной массе (консистенции) и выпускной форме:

• твердые;
• жидкие;
• порошкообразные.

Часть синтетических каучуков выпускают в виде водных дисперсий – синтетических латексов. Особую группу каучуков составляют – термоэластопласты.

Некоторые виды синтетических каучуков (например, полизобутилен, силиконовый каучук) представляют собой полностью предельные соединения, поэтому для их вулканизации применяют органические перекиси, амины и др. вещества. Отдельные виды синтетических каучуков по ряду технических свойств превосходят натуральный каучук.

По области применения синтетические каучуки разделяют на:

• каучуки общего назначения (каучуки с комплексом достаточно высоких технических свойств (прочность, эластичность и др.), пригодных для массового изготовления широкого круга изделий) – натуральные, изопреновые, бутадиеновые, бутадиенстирольные и др.
• специального назначения (каучуки с одним или несколькими свойствами, обеспечивающими выполнение специальных требований к изделию и его работоспособности в часто экстремальных условиях эксплуатации) – бутилкаучук, этиленпропиленовые, хлоропреновые, химически стойкие фторкаучуки, уретановые, теплостойкие кремнийорганические полимеры (СКТ), бутадиен-нитрильные и др.

Резина – продукт специальной обработки (вулканизации) каучука и серы с различными добавками. Она отличается от других материалов высокими эластическими свойствами, которые присущи каучуку – главному исходному материалу резины. Для резиновых материалов характерна:

• высокая стойкость к истиранию;
• газо- и водонепроницаемость;
• химическая стойкость;
• электроизолирующие свойства;
• небольшая плотность.

По условиям эксплуатации к резине предъявляются различные требования:

1. Резиновая обкладка транспортерных лент, передающих руду или каменный уголь, при низкой температуре должна быть морозостойкой и хорошо противостоять истиранию.
2. Резиновая камера в рукавах для нефтепродуктов должна быть стойкой к набуханию.
3. Резиновая обкладка железнодорожных цистерн для перевозки соляной кислоты – стойкой к ее химическому действию и т.д.
4. Резиновые изделия, применяемые в самолетах, в конструкциях которых имеются сотни разнообразных резиновых деталей должны быть компактны, эластичны и прочны, иметь небольшой вес, сохранять свойства в широких пределах температур и в ряде случаев при воздействии различных жидких и газовых сред. При полете со скоростью 3600 км/ч даже на высоте 5000 м температура нагрева обшивки доходит до +400°С; детали же находящиеся в узлах двигателей, должны сохранять свои свойства при температуре, доходящей до +500˚С. В то же время ряд деталей подвергается воздействию температур порядка минус 60°С и ниже.

Поскольку габариты деталей самолетов оставаться практически постоянными в продолжение всего срока службы, малые остаточные деформации сжатия являются необходимым качеством таких резин. Еще большие требования предъявляются к резинам для ракетостроения.

Осваиваются стереорегулярные каучуки: полибутадиеновый (СКД) и изопреновые (СКИ). Ведутся поиски новых каучуков на основе соединений, содержащих бор, фосфор, азот и другие элементы.

Резина как конструкционный материал в ряде ее свойств существенно отлична от металлов и других материалов. Отличительные особенности резины:

• способность к перенесению под действием внешней нагрузки значительных деформаций без разрушения;
• малые величины модулей при сдвиге, растяжении и сжатии;
• большое влияние длительности действия приложенной нагрузки и температурного фактора на зависимость напряжение – деформация;
• практически постоянный объем при деформации;
• почти полная обратимость деформации;
• значительные механические потери при циклических деформациях.

Недостатки резины.

Вулканизаты мягкой резины под влиянием ряда складских или эксплуатационных факторов, действующих изолированно или чаще комплексно, изменяют свои технически ценные свойства.

1. Изменение сводится к снижению эластичности и прочности, к появлению затвердения, хрупкости, трещин, изменению окраски, увеличению газопроницаемости, т.е. к большей или меньшей потере изделиями их технической ценности.
2. Влияние кислорода воздуха, и в особенности озона, ведет к старению и утомлению резины. Этому способствуют: тепло и свет, напряжения, возникающие при динамическом или статическом нагружении, включая и нерациональное складирование, влияние агрессивных сред или каталитическое действие солей металлов.
3. Низкие температуры ведут к снижению эластичности резины, к повышению ее хрупкости. Эти изменения углубляются с длительностью охлаждения. Однако с возвращением к нормальным температурам первоначальные свойства восстанавливаются. Влияние размеров и особенностей формы изделия в резине сказывается значительно больше, чем в других конструкционных материалах. Стабилизация в резине ее технически ценных свойств, борьба с явлениями старения, утомления и замерзания представляют в настоящее время одну из важных задач современной технологии резины.