3 Технологическая часть
3.1 Рецепты резиновых смесей и их обоснование
3.1.1 Основной вариант рецептуры резиновой смеси шифра 49 Бел 820, предназначенной для изготовления протектор-беговой легковой шины представлен в таблице 3.1.
Таблица 3.1 Рецептура резиновой смеси для протектора
|
Наимено- вание каучуков и ингредиентов |
Массо-вые части на 100 мас. ч. каучука |
Массо-вые доли, % |
Плотно-сть каучу-ков и ингре-диентов, кг/м3 |
Объем каучу-ков и ингре-диентов, м3 |
Объеные доли, % |
Расчетная навеска компонентов на одну заправку, кг | ||
|
1 стадия |
2 стадия |
3 стадия | ||||||
|
СК(М)С - 30 АРКМ-15 |
100 |
56,52 |
910 |
0,297 |
60,58 |
276,00 |
– |
– |
|
Сера молотая |
1,90 |
1,07 |
2050 |
0,001 |
0,20 |
– |
– |
2,58 |
|
Сантокюр СBS |
1,30 |
0,73 |
1300 |
0,001 |
0,20 |
– |
– |
1,76 |
|
Белила цинковые |
3,00 |
1,69 |
5470 |
0,002 |
0,41 |
8,29 |
– |
– |
|
Кислота стеариновая |
2,00 |
1,13 |
950 |
0,007 |
1,43 |
5,52 |
– |
– |
|
Фталевый ангидрид |
0,30 |
0,17 |
1300 |
0,0003 |
0,06 |
0,83 |
– |
|
|
Канифоль сосновая |
2,00 |
1,13 |
1170 |
0,003 |
0,61 |
5,52 |
– |
– |
|
Масло ПН-6 |
3,00 |
1,69 |
1150 |
0,017 |
3,47 |
8,29 |
– |
– |
|
Ацетоанил Н |
1,00 |
0,59 |
930 |
0,007 |
1,43 |
2,76 |
– |
– |
|
Дусантокс IPPD |
1,50 |
0,85 |
1350 |
0,005 |
1,02 |
4,14 |
– |
– |
|
Воск защитный |
1,00 |
0,56 |
1860 |
0,003 |
0,61 |
2,76 |
– |
– |
Продолжение таблицы 3.1.
|
Углерод технический N339 |
60,00 |
33,90 |
1820 |
0,087 |
17,74 |
165,71 |
– |
– |
|
Смесь после 1-й стадии |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
480,00 |
– |
|
Смесь после 2-й стадии |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
236,00 |
|
ВСЕГО |
174,60 |
100,00 |
– |
0,4903 |
100,00 |
479,82 |
480,00 |
240,34 |
Объем заправки в резиносмеситель на первой стадии 0,415 м3, РС 270/40.
Объем заправки в резиносмеситель на второй стадии 0,4152 м3,РС 270/30.
Объем заправки в резиносмеситель на третьей стадии 0,2068 м3,РС 270/30.
Протектор служит для передачи тяговых и тормозных усилий автомобиля на дорогу и обеспечения надежного сцепления шины с дорогой. Поэтому протекторная резина должна обладать высокой прочностью к механическим повреждениям. Для того чтобы протектор надежно предохранял каркас покрышки от механических повреждений, резина должна хорошо сопротивляться механическим повреждениям, в частности проколам, надрывам, иметь высокую стойкость к действию кислорода воздуха, озона, солнечных лучей и внешних тепловых воздействий, возникающих при трении шин о поверхность дороги.
Протектор и другие детали покрышки при эксплуатации подвергаются воздействию многократных деформаций, поэтому в массиве шин вследствие гистерезисных потерь образуется внутреннее тепло. В связи с этим резина должна обладать низкими гистерезисными потерями, высокой усталостной выносливостью и иметь минимальное теплообразование, поэтому протектор обычно изготавливают из двух типов резин: боковую часть протектора – из жесткой износостойкой резины, а подканавочный слой и боковины – из эластичной резины с меньшим теплообразованием.
Протектор этих шин строится на основе комбинаций СК(М)С-30АРКМ-15. Так как этот каучук придает протектору износостойкость, стойкость к порезам, а так же хорошее сцепление с мокрым дорожным покрытием.
Протекторные резины должны иметь высокий уровень прочностных свойств и сохранять указанные характеристики в процессе эксплуатации, а также обладать высоким сопротивлением разрыву, раздиру и истиранию, стойкостью к атмосферным воздействиям, низкими гистерезисными потерями.
Выбор состава вулканизующей группы обусловлен необходимостью обеспечения безопасной переработки смесей, с одной стороны, и высокой скорости вулканизации и минимальной реверсии свойств, с другой стороны. В качестве вулканизующего вещества в резиновую смесь вводится сера молотая (1,9 масс.ч), которая образует поперечные связи при сшивании макромолекул каучука, что обеспечивает прочностные и адгезионные свойства резины. Сера способствует образованию трехмерной структуры резины.
Вместе с серой в качестве ускорителя вулканизации вводится сантокюр CBS (1,3 масс.ч.), так как у него большой индукционный период, то это позволяет снизить температуру вулканизации и уменьшить содержание серы в рецепте резиновой смеси, а значит, позволяет уменьшить опасность преждевременной
вулканизации и свести к минимуму выцветание серы. Вулканизующая система, содержащая серу и сантокюр CBS, обеспечивает протекторной резине высокий уровень прочностных и динамических свойств при относительно низких температурах вулканизации.
Ускоритель более активно проявляет свое действие в присутствии активаторов: оксида цинка и стеариновой кислоты. При введении этих активаторов повышается прочность резины и термическая стойкость. Во время вулканизации происходит распад ускорителя на активные радикалы, под действием которых происходит активация. Вследствие чего сера активнее взаимодействует с каучуком. В присутствии активаторов при вулканизации резиновой смеси всегда образуются соли ускорителей и сульфид цинка, получаемые при этом вулканизаты характеризуются повышенным пределом прочности при растяжении, сопротивлением раздиру и динамической выносливостью.
Наибольшую активность ускорители вулканизации проявляют в присутствии цинковых белил (3,00 масс.ч.), которые являются активатором вулканизации и оказывают влияние на степень сульфидности вулканизата и его прочность.
В роли вторичного активатора используется стеариновая кислота (2,00 масс.ч.). В её присутствии цинковые белила действуют наиболее эффективно. Стеариновая кислота способствует растворению цинковых белил в каучуке во время вулканизации. Применение активаторов в резиновой смеси повышает её прочность при растяжении и сопротивлении раздиру. Активаторы способствуют образованию поперечных связей при вулканизации и поэтому повышают прочность при растяжении и сопротивлении раздиру резин.
Для предотвращения преждевременной вулканизации резиновых смесей в их состав вводятся замедлители вулканизации. Действие замедлителей состоит в том, что они уменьшают скорость присоединения серы к каучуку.
Замедлителем подвулканизации в данном рецепте резиновой смеси является фталевый ангидрид (0,30 масс.ч.), который не выцветает на поверхности резиновой смеси, а также улучшает литьевые свойства смеси. Особенность применения фталевого ангидрида в том, что он позволяет практически исключить подвулканизацию резиновых смесей и полуфабрикатов при их переработке на оборудовании (каландровании, шприцевании, вальцевании).
Для улучшения технологических свойств резиновой смеси применяются пластификаторы, в данной смеси канифоль. Канифоль вводится в количестве (2,00 масс.ч.) для облегчения смешения и формования резиновых смесей и придания им специальных свойств, в данном случае, повышение клейкости. Из жидких пластификаторов применяется масло ПН-6, в количестве 3,00 масс.ч., которое улучшает технологические свойства и морозостойкость резин, снижает теплообразование при многократных деформациях, что важно при разработке данной рецептуры.
Высокая атмосферостойкость и динамическая выносливость резин достигается введением в них противостарителей. Введение ацетонанила Н (1,0 масс.ч.) обеспечивает защиту резин от свето-озонного старения. Дусантокс IPPD (1,5 масс.ч.) эффективно защищает резину от термоокислительного старения. Наибольший эффект действия противостарителей и антиазонантов достигается при сочетании их с физическими противостарителями – защитным микровоском, который вводится в рецептуру в количестве 1.0 масс. ч.
Для протекторных шин необходима высокая износостойкость, поэтому требуется применение высокомодульных резин, то есть необходимо введение активного технического углерода. Технический углерод N 339 является наполнителем с высокой степенью активности (удельная геометрическая поверхность 93±4 м2/г), который вводится в данную рецептуру резиновой смеси в количестве 60 мас.ч. При введении его в резиновую смесь существенно повышается напряжение при удлинении (модуль).
3.1.2. Каркас – основа покрышки, обуславливающая ее прочность и заданную конфигурацию. Каркас воспринимает нагрузку от внутреннего давления и нагрузку, обусловленную массой автомобиля и перевозимого груза, а также возникающих тяговых, тормозных и боковых усилий.
Основной вариант рецептуры резиновой смеси шифра 29 Бел 3060, предназначенной для изготовления каркаса лекговых шин представлен в таблице 3.2.
Таблица 3.2 Рецептура резиновой смеси для каркаса
|
Наименование каучуков и ингредиентов |
Массо-вые части на 100 мас. ч. каучука |
Массо-вые доли, % |
Плотность каучуков и ингредие-нтов, кг/м3 |
Объем каучуков и ингредие-нтов, м3 |
Объемные доли, % |
Расчетная навеска компонентов на одну заправку, кг | |
|
1 стадия |
2 стадия | ||||||
|
СКИ-3 |
100,00 |
58,08 |
930 |
0,160 |
32,45 |
112,00 |
– |
|
Сера «Кристекс» ОТ-33 |
4,00 |
2,32 |
2050 |
0,0006 |
0,12 |
– |
4,30 |
|
Сульфенамид Ц |
1,00 |
0,58 |
1300 |
0,0009 |
0,18 |
– |
1,07 |
|
Белила цинковые |
5,00 |
2,90 |
5470 |
0,0027 |
0,55 |
5,61 |
– |
|
Кислота стеариновая |
1,00 |
1,58 |
950 |
0,0063 |
1,28 |
1,12 |
– |
|
Сантогард PVI |
0,20 |
0,12 |
1530 |
0,0009 |
0,18 |
0,21 |
– |
|
Дусантокс IPPD |
1,00 |
0,58 |
1350 |
0,0044 |
0,89 |
1,12 |
– |
|
Масло ПН-6 |
6,00 |
|
|
|
|
|
|
|
Модификатор РУ |
2,00 |
1,16 |
930 |
0,0096 |
1,95 |
2,15 |
– |
|
Углерод технический N330 |
50,00 |
29,04 |
1860 |
0,0963 |
19,53 |
56,06 |
– |
|
Смесь после 1-й стадии |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
184,88 |
Продолжение таблицы 3.2
|
ВСЕГО |
173,50 |
100,00 |
– |
0,493 |
100,00 |
184,88 |
185,73 |
Плотность резиновой смеси 1139г/м3.
Объем заправки в резиносмеситель на первой стадии 0,164 м3, РС 270/40.
Объем заправки в резиносмеситель на второй стадии 0,163 м3, РС 270.
Резина должна иметь высокую прочность связи с кордом и между слоями, обладать высокой выносливостью при многократных деформациях, сохранять свои свойства при высоких температурах, иметь высокое сопротивление термическому старению. Каркасные резины должны обеспечить высокий адгезионый контакт между дублируемыми элементами в процессе изготовления полуфабрикатов и в процессе эксплуатации шин резиновые смеси применяемые для обрезинивания корда разрабатывают с учетом технологического производства и условий эксплуатации каждой детали для формирования адгезионного контакта. Необходимо достаточно высокая пластичность и конфекционная клейкость смесей, продолжительное пребывание смесей в вязкотекучем состоянии в начальный период вулканизации.
Полиизопреновый каучук (СКИ-3) – 100,00 масс.ч. – основа резиновой смеси, обеспечивающая заданные технические свойства резины: прочность, эластичность, сопротивление качению, хорошие сцепные свойства, износостойкость, сопротивление старению.
Для повышения качества шин радиальной конструкции обуславливает необходимость обеспечения высокой прочности связи резины с армирующими материалами. Одним из путей повышения адгезионной связи в системе текстильный корд – резина является увеличения межфазного взаимодействия вследствие использования реакционно способных веществ в качестве промоторов адгезии. При термическом распаде модификаторов образуются низкомолекулярные продукты способные вступать во взаимодействие с эластомером и поверхностью корда, внося дополнительный вклад в образование адгезионной связи. За счет модификации эластомерной матрицы улучшаются упругопрочностные свойства резин в граничных областях, увеличивается густота пространственной сетки, которая обуславливает возрастание адгезионного взаимодействия. Адгезионные связи в системе корд – адгезив – резина отличаются наличием двух границ раздела: адгезив – кордная нить и адгезив – резина. При образовании этих связей образуется несколько размытая граница раздела между компонентами и происходит миграция ингредиентов резиновой смеси из резины в корд и из корда в адгезив.
На границе корд – адгезив связь обеспечивается вследствие затекания адгезива между элементарными волокнами, а также в результате образования межмолекулярного физического или химического взаимодействия между волокнами и активными функциональными группами адгезива.
Широкое распространение получило введение в обкладочные резины модификаторов. В резиновую смесь вводится модификатор РУ (2 масс.ч.).
В качестве вулканизующего вещества в резиновую смесь вводится сера «Кристекс» ОТ-33 (2 масс.ч), которая образует поперечные связи при сшивании макромолекул каучука, что обеспечивает прочностные и адгезионные свойства резины. Сера способствует образованию трехмерной структуры резины. Чрезмерное увеличение дозировки серы влечет за собой ухудшение качества полуфабрикатов готовых изделий и создает трудности при проведении технологического процесса. В следствие чего часто наблюдается выпотевание серы на поверхность резиновой смеси, что ухудшает конфекционную клейкость и адгезионные свойства полуфабрикатов. В следствие чего при сборке возникает необходимость освежения слоев каркаса бензином. В целях устранения этого недостатка в рецептурах применяется полимерная сера, которую получают полимеризацией природной серы.
Преждевременную вулканизацию (подвулканизацию) резиновых смесей при переработке можно предотвратить, используя специальные вещества – замедлители подвулканизации (антискорчинги). Замедлителем подвулканизации в данном рецепте резиновой смеси является Сантогард PVI (0,20 масс. ч.), который хорошо диспергируется в резиновой смеси и незначительно влияет на скорость вулканизации.
3.1.3 Основной вариант рецептуры резиновой смеси шифра 49 Бел 620, предназначенной для изготовления боковины лекговых шин представлен в таблице 3.3.
Таблица 3.3 Назначение: боковина легковой шины
|
Наименование каучуков и ингредиентов |
Массо-вые части на 100 мас. ч. каучука |
Массо-вые доли, % |
Плотность каучуков и ингре-диентов, кг/м3 |
Объем каучуков и ингре-диентов, м3 |
Объемные доли, % |
Расчетная навеска компонентов на одну заправку, кг | ||
|
1 стадия |
2 стадия | |||||||
|
СКИ-3 |
50,00 |
28,82 |
930 |
0,160 |
32,45 |
149,00 |
– | |
|
СКД |
50,00 |
28,82 |
910 |
0,164 |
33,27 |
149,00 |
– | |
|
Сера молотая |
1,30 |
0,75 |
2050 |
0,0006 |
0,12 |
– |
1,28 | |
|
Сульфенамид Ц |
0,90 |
0,52 |
1300 |
0,0009 |
0,18 |
– |
1,16 | |
|
Белила цинковые |
4,00 |
2,31 |
5470 |
0,0027 |
0,55 |
14,92 |
– | |
|
Кислота стеариновая |
2,00 |
1,15 |
950 |
0,0063 |
1,28 |
5,97 |
– | |
|
Ангидрид фталевый |
0,30 |
0,17 |
1530 |
0,0009 |
0,18 |
1,49 |
– | |
|
Канифоль сосновая |
1,00 |
0,58 |
1040 |
0,0057 |
1,16 |
5,97 |
– | |
|
Масло ПН-6 |
6,00 |
3,46 |
970 |
0,0277 |
5,62 |
26,86 |
– | |
|
Ацетоанил H |
2,00 |
1,15 |
1060 |
0,0056 |
1,14 |
5,97 |
– | |
|
Дусантокс IPPD |
2,00 |
1,15 |
1350 |
0,0044 |
0,89 |
5,97 |
– | |
|
Воск защитный |
2,00 |
1,15 |
930 |
0,0096 |
1,95 |
8,95 |
– | |
|
Углерод технический N650 |
52,00 |
31,46 |
1860 |
0,0963 |
19,53 |
179,05 |
– | |
|
Смесь после 1-й стадии |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
243,00 | |
|
ВСЕГО |
173,50 |
100,00 |
– |
0,493 |
100,00 |
563,00 |
245,44 | |
Плотность резиновой смеси 1122г/м3.
Объем заправки в резиносмеситель на первой стадии 0,484 м3, РС 270/40.
Объем заправки в резиносмеситель на второй стадии 0,214 м3, РС 270.
К основным специфическим требованиям, обеспечивающим высокую работоспособность боковины в режиме заданных деформаций, относится высокая усталостная выносливость, сопротивление порезам, проколам и всем видам атмосферного старения. Кроме того, боковины должны быть достаточно тонкими и эластичными, чтобы хорошо выдерживать многократный изгиб. В связи с этим рецептура резины для боковин шин Р строится на основе комбинации каучуков СКИ-3+СКД в соотношении(50:50 масс.ч.), которое обеспечивает удовлетворительные технологические свойства и прочность стыка боковин.
СКД придаёт резинам для боковин высокую стойкость к многократным деформациям. Недостатками резиновых смесей на основе СКД являются малая клейкость и низкая прочность связи (адгезия) к металлу. Для улучшения технологических свойств смесей из СКД его применяют совместно с синтетическим каучуком.
Основными отличительными особенностями СКД являются: регулярность строения и гибкость молекулярных цепей, что обуславливает высокие показатели наполненных резин, а также износостойкость, эластичность и прочность. С увеличением содержания СКД при применении его в композициях с синтетическим каучуком СКИ-3, износостойкость резин повышается и уменьшается теплообразование при многократных деформациях.
Принимая во внимание, что резина боковины работает в режиме заданной деформации, с целью уменьшения напряжения в резине и, соответственно, повышения ее работоспособности в качестве вулканизующего вещества используется сера молотая в дозировке (1,30 масс.ч.). При данной дозировке серы резина для боковин обладает относительно низким модулем при сохранении всех прочностных свойств.
Ускорителем вулканизации выступает сульфенамид Ц (0,90 масс.ч.), характеризующийся наличием индукционного периода. В результате получаются вулканизаты с очень высокими прочностными, эластическими и динамическими свойствами, хорошим сопротивлением старению.
В качестве активатора в рецептуру резиновой смеси введен оксид цинка в количестве 4,0 масс.ч. Стеариновая кислота (2,0 масс.ч.) является в основном диспергатором, а также выполняет роль вторичного активатора. Оксид цинка и стеариновая кислота также способствует повышению прочности резин, сопротивлению раздиру и динамической выносливости. В присутствии оксида цинка увеличивается концентрация поперечных связей при одном и том же количестве связанной серы.
Замедлителями подвулканизации является фталевый ангидрид (0,30 масс.ч.). Фталевый ангидрид хорошо диспергируется в резиновой смеси и незначительно влияет на скорость вулканизации.
Для увеличения клейкости и облегчения обрабатываемости резиновой смеси на оборудовании в неё вводится мягчитель растительного происхождения канифоль сосновая (1,00 масс.ч.). Масло ПН-6 (6,00 масс.ч.) вводится для лучшего распределения наполнителя (техуглерода) и придания высоких эластических свойств боковинам.
В качестве химических противостарителей в рецепте резиновой смеси использованы дусантокс IPPD (2,00 масс. ч.) и ацетонанил H (2,00 масс.ч.), а в качестве физического противостарителя – защитный воск (2,00 масс.ч.). Присутствие повышенных дозировок эффективных противоутомителей и антиозонантов в сочетании с физическим противостарителем обеспечивает высокую усталостную выносливость и атмосферостойкость протекторных резин.
Для наполнения резиновой смеси используется техуглерод N 650, (удельная геометрическая поверхность 36±5 м2/г), который является полуактивным наполнителем, в количестве 52,00 мас.ч. Полуактивный техуглерод сообщает резинам большую усталостную выносливость по сравнению с активными марками техуглерода.
3.1.4 Основной вариант рецептуры резиновой смеси шифра 29 Бел 3260, предназначенной для обрезинивания металлокордного брекера, металлокордной бортовой ленты представлен в таблице 3.4.
Таблица 3.4 Назначение: смесь для обкладки брекера
|
Наименование каучуков и ингредиентов |
Массо-вые части на 100 мас. ч. каучука |
Мас-совые доли, % |
Плотность каучуков и ингре-диентов, кг/м3 |
Объем каучуков и ингре-диентов, м3 |
Объеные доли, % |
Расчетная навеска компонентов на одну заправку, кг | ||
|
1 стадия |
2 стадия |
3 стадия | ||||||
|
СКИ-3 |
100,00 |
53,27 |
910 |
0,127 |
68,91 |
103.00 |
– |
– |
|
Сера «Кристекс» ОТ-33 |
7,50 |
4,00 |
1950 |
0,004 |
2,17 |
– |
– |
7,19 |
|
Сульфенамид Ц |
1,00 |
0,533 |
1300 |
0,001 |
0,54 |
– |
– |
0,96 |
|
Белила цинковые |
7,00 |
3,73 |
5470 |
0,002 |
1,09 |
7.23 |
– |
– |
|
Кислота стеариновая |
1,00 |
0,53 |
950 |
0,001 |
0,54 |
1,03 |
– |
– |
|
Сантогард PVJ |
0,20 |
0,11 |
1300 |
0,0003 |
0,16 |
– |
– |
0,19 |
|
Канифоль сосновая |
2,00 |
1,07 |
1040 |
0,001 |
0,54 |
2,07 |
– |
– |
|
Масло ПН-6 |
7,00 |
3,73 |
970 |
0,004 |
2,17 |
7.23 |
– |
– |
|
Стеарат кобальта |
1,00 |
0,53 |
1075 |
0,001 |
0,54 |
– |
1,03 |
– |
|
Дусантокс IPPD |
1,00 |
0.53 |
1060 |
0,001 |
0,54 |
– |
1,03 |
– |
|
Углерод технический N339 |
60,00 |
24,42 |
1820 |
0,029 |
15,74 |
62.01 |
– |
– |
|
Смесь после 1-й стадии |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
168,00 |
– |
|
Смесь после 2-й стадии |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
172,00 |
Продолжение таблицы 3.4
|
ВСЕГО |
187,70 |
100,00 |
– |
0,1843 |
100,00 |
182,57 |
184,63 |
192,97 |
Плотность резиновой смеси 1176 кг/м3.
Объем заправки в резиносмеситель на первой стадии 0,153 м3, РС 270/40.
Объем заправки в резиносмеситель на второй стадии 0,159 м3, РС 270/30.
Объем заправки в резиносмеситель на третьей стадии 0,153 м3, РС 270/30.
Брекером называется часть покрышки пневматической шины, расположенная между протектором и каркасом. Брекер служит для смягчения толчков и ударов, передаваемых от протектора к каркасу, а также для усиления прочности связи между ними. Он также предохраняет каркас от механических повреждений при наезде шины на препятствие и воспринимает часть ударной нагрузки на шину, уменьшая силу ударов, передаваемых от протектора к каркасу покрышки.
Брекерная резина для шин должна обладать высокой выносливостью при многократных деформациях и низкими гистерезисными потерями, иметь хорошую теплопроводность, высокую теплостойкость, малое теплообразование, хорошее сопротивление старению, хорошее сопротивление расслаиванию, высокую усталостную прочность. Брекерная резина должна иметь хорошую адгезию к корду, к каркасу и протектору, обеспечивать прочность связи, особенно в условиях повышенных температур, развивающихся при многократных деформациях. Для брекерных резин требуется высокий модуль, благодаря чему уменьшается амплитуда деформации сдвига в резинах каркаса и брекера и обеспечивается повышенная износостойкость протектора.
Рецепт резиновой смеси строится на основе СКИ-3 (100 мас.ч.) В качестве вулканизующего агента используется полимерная сера «Кристекс» ОТ-33 в количестве 7,5 масс.ч.Полимерная сера не выцветает на поверхность, что позволяет сохранить конфекционные свойства. Кроме того, она не мигрирует в соседние слои многослойных резин и резинотканевых изделий и тем самым обеспечивается более равномерная вулканизация. Завышенная дозировка серы обеспечивает получение вулканизата повышенной жесткости.
В качестве ускорителя вулканизации используется сульфенамид Ц в количестве 1,0 масс. ч., он имеет большой индукционный период и очень высокую скорость в главном периоде. Сульфенамид Ц обеспечивает широкое плато при высоких температурах вулканизации.
Для обеспечения большей активности ускорителей введены активаторы оксид цинка (7 масс.ч.) и стеариновая кислота (0,5 масс.ч.). Дозировка оксида цинка увеличена до 7 масс.ч., это способствует повышению теплопроводности брекерной резины, что очень важно для отвода тепла, выделяющегося в каркасе и у основания протектора. Для предупреждения подвулканизации брекерной смеси в процессе ее изготовления и технологической обработки введен антискорчинг – сантогард PVI в количестве 0,2 масс.ч., благодаря чему обеспечивается надежная защита резиновой смеси от преждевременной вулканизации, он замедляет реакции ведущие к поперечному сшиванию.
Введение пластификаторов существенно изменяет свойства вулканизатов и в некоторых случаях позволяют увеличивать их динамическую выносливость, сопротивление различным видам старения и стойкость к набуханию в воде. В то же время при введении пластификаторов практически во всех случаях снижаются прочностные свойства, напряжения при удлинениях и твердость резины. Некоторые пластификаторы оказывают специфическое влияние на свойства резиновых смесей – повышают клейкость, уменьшают усадку при формовании и вулканизации. Для брекерной резиновой смеси в состав рецептуры вводятся пластификаторы: канифоль сосновая (2,0 масс.ч.), масло ПН-6 (7 масс.ч.). Введение масла ПН-6 умеренно понижает вязкость смеси и понижает температуру при обработке резиновой смеси на оборудовании. Для повышения прочности связи между резиной и латунированным металлокордом применяют стеарат кобальта в количестве 1,0 масс.ч.
В качестве наполнителя вводится технический углерод марки N 339, имеющий удельную геометрическую поверхность 93±4 м2/г. Введение технического углерода в количестве 60 масс.ч. позволяет получить резины с высокой динамической выносливостью, а резиновые смеси имеют достаточную пластичность и хорошо обрабатываются на оборудовании. Введение технического углерода в два этапа
улучшает его распределение в резиновой смеси, а также увеличить жесткость резиновой смеси.
3.1.5 Основной вариант рецептуры резиновой смеси шифра 49 Бел 620, предназначенной для изготовления гермослоя представлен в таблице 3.5.
Таблица 3.5 Назначени: гермослой
|
Наименование каучуков и ингредиентов |
Массо-вые части на 100 мас. ч. каучука |
Массо-вые доли, % |
Плотность каучуков и ингре-диентов, кг/м3 |
Объем каучуков и ингре-диентов, м3 |
Объемные доли, % |
Расчетная навеска компонентов на одну заправку, кг | |
|
1 стадия |
2 стадия | ||||||
|
НК |
20,00 |
11,49 |
930 |
0,160 |
32,45 |
27,00 |
– |
|
ХБК НТ-1066 |
80,00 |
45,91 |
910 |
0,164 |
33,27 |
108,00 |
– |
|
Сера «Кристекс» ОТ-33 |
1,30 |
0,75 |
2050 |
0,0006 |
0,12 |
– |
0,88 |
|
Альтакс |
1,50 |
0,86 |
1300 |
0,0009 |
0,18 |
– |
1,77 |
|
Белила цинковые |
3,00 |
1,72 |
5470 |
0,0027 |
0,55 |
3,53 |
– |
|
Кислота стеариновая |
1,00 |
0,57 |
950 |
0,0063 |
1,28 |
1,35 |
– |
|
Структол 40 MS |
5,00 |
2,87 |
1530 |
0,0009 |
0,18 |
6,77 |
– |
|
Смола SP-1077 |
4,00 |
2,30 |
1040 |
0,0057 |
1,16 |
5,41 |
– |
|
Масло ПМ |
9,00 |
5,16 |
970 |
0,0277 |
5,62 |
12,18 |
– |
|
Углерод технический N 650 |
50,00 |
28,69 |
1860 |
0,0963 |
19,53 |
67,68 |
– |
|
Смесь после 1-й стадии |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
228,39 |
Продолжение таблицы 3.5
|
ВСЕГО |
173,50 |
100,00 |
– |
0,493 |
100,00 |
228,39 |
245,44 |
Плотность резиновой смеси 1122г/м3.
Объем заправки в резиносмеситель на первой стадии 0,484 м3, РС 270/40.
Объем заправки в резиносмеситель на второй стадии 0,214 м3, РС 270.
Герметизирующий слой, расположенный на внутренней поверхности каркаса, служит для удержания сжатого воздуха в шине, не пропуская его через каркас. Резины гермослоя должны обладать высокой газонепроницаемостью, прочностью связи с резинами из каучуков общего назначения, малым остаточным удлинением, высоким сопротивлением раздиру, усталостной выносливостью и хорошей стойкостью к старению.
Резиновые смеси должны иметь удовлетворительный уровень клейкости и низкую склонность к подвулканизации. Наиболее высокий уровень герметичных характеристик покрышки достигается применением галогенированных бутилкаучуков. В данном случае используется хлорбутилкаучук марки НТ-1066 (80 масс.ч.). С целью обеспечения высокого сопротивления раздиру и необходимой прочности связи с каркасом применяется натуральный каучук (20 масс.ч.).
Вулканизацию проводят серой. .( 1,3 масс.ч). Применяют в качестве ускорителя альтакс ( 1,5 масс.ч). Активируется вулканизация цинковыми белилами.( 3,0 масс.ч)
В качестве наполнителя применяются технический углерод марки N650 в дозировке 50 мас.ч. Такое наполнение позволяет уменьшить время начала подвулканизации, увеличить когезионную прочность, текучесть смесей, необходимую для адгезии к каркасу, то есть наблюдается наилучший комплекс свойств.
Резины на основе комбинации хлорбутилкаучука и натурального каучука с использованием в качестве мягчителя масла ПМ (9,0 мас.ч.) имеют более высокое сопротивление раздиру и разрыву, чем с другими типами масел. Масло способствует сохранению прочностных свойств резин в процессе теплового старения; обеспечивает хорошее диспергирование технического углерода при минимальной пористости резин.
Пластификатор смола SP-1077 вводится в количестве 4,00 масс.ч. Резины с системой крепления на основе смолы SP-1077 имеют высокий уровень исходной адгезии и существенную ее устойчивость при тепловом, паровом и влажном старении. Добавление такой смолы улучшает свойства резины до и после старения. Структол я вляется пластификатором.