Каучуки и ингредиенты резиновых смесей (часть 3)
Ряд неорганических веществ, таких, как окись цинка, глет, едкие щелочи и др., имеют свойство ускорять процесс вулканизации. В настоящее время используются почти исключительно органические ускорители, в числе которых следует назвать: мер-каптобензотиазол (МВТ), известный под названием «каптакс»; дибензотиазолдисульфид, известный под названием «альтакс»; дифенилгуанидин (ДФГ); тиурамы, являющиеся продуктами ди-тиокарбоновой кислоты и ее соли, сульфенамиды и т. д.
Органические ускорители оказывают наиболее активное действие на вулканизацию в присутствии некоторых окислов металлов, которые получили название активаторов вулканизации. К активаторам относятся окислы цинка, свинца, магния, кальция, кадмия и других металлов. Активаторы не только существенно ускоряют вулканизацию, но и улучшают свойства вулканизаторов, повышают предел прочности при растяжении, сопротивление раздиру и динамическую выносливость.
В процессе хранения и эксплуатации резиновых изделий их свойства изменяются; при этом эластичность может полностью утрачиваться. Изменение свойств резины получило название старения.
Для защиты резин от старения, основной причиной которого является окисление, в них вводят специальные вещества — про-тивостарители, замедляющие реакции окисления резины. Проти-востарители представляют собой, как правило, сложные органические соединения, такие, как фенолы, аминофенолы, продукты конденсации альдегидов с аминами, продукты конденсации ацетона с анилином, вторичные нафтиламины и т. д.
В состав резиновой смеси вводят также пластификаторы (называемые иногда мягчителями), повышающие ее пластичность. Введение пластификаторов облегчает приготовление резиновых смесей, их формирование, заполнение смесями форм; уменьшает теплообразование в процессе смешения. Облегчение обработки смесей позволяет, в свою очередь, достигнуть лучшего распределения ингредиентов, что приводит к повышению сопротивления резины утомлению, к увеличению ее эластичности, тепло- и морозостойкости.
Основными пластификаторами, применяющимися при изготовлении резины, являются продукты переработки нефти: мазуты, гудроны, битумы, нефтяные масла и смолы. В качестве пластификаторов применяются также каменноугольные и растительные смолы, фактисы, являющиеся продуктами присоединения серы к непредельным растительным маслам, жирные кислоты и некоторые органические соединения.
Вулканизованные резиновые изделия, получаемые из смесей, содержащих только серу и ускорители, имеют малую прочность. Особенно это относится к резинам, изготовляемым на основе синтетических каучуков. Прочность таких резин не превышает обычно 1,5—2 Мн/м2. Вместе с тем добавление некоторых веществ в резиновые смеси дает возможность получать вулканизаты с разрывной прочностью 30 Мн/м2 и с более хорошим сопротивлением истиранию, динамическим нагрузкам и другим механическим и химическим воздействиям. Ингредиенты, придающие резиновым смесям эти положительные свойства, носят название наполнителей.
Все наполнители по влиянию на свойства вулканизата можно разделить на две группы: наполнители, увеличивающие прочность вулканизатов (так называемые усилители), и инертные наполнители, не увеличивающие прочность, но улучшающие отдельные свойства вулканизатов, например химическую стойкость в агрессивных средах, теплостойкость и др. Применение наполнителей снижает удельный расход каучука и стоимость резины.
В качестве наполнителей первой группы наиболее широко применяется сажа. За последние годы увеличивается применение в качестве наполнителей ряда органических веществ, таких, как полимеры стирола, полиизобутилен, полиэтилен, формальдегид-ные, токсидные и другие смолы. Расширяется также применение минеральных и синтетических наполнителей-усилителей.
Продолжение …