Доклад старение резинотехнических изделий
Обновлено: 03.05.2024
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.
1.1. ВВЕДЕНИЕ.
1.2. СТАРЕНИЕ РЕЗИН.
1.2.1. Виды старения.
1.2.2. Тепловое старение.
1.2.3. Озонное старение.
1.3. ПРОТИВОСТАРИТЕЛИ И АНТИОЗОНАНТЫ.
1.4. ПОЛИВИНИЛХЛОРИД.
1.4.1. Пластизоли ПВХ.
1.4.2. Механизм желатинизации пластизолей.
2. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.
3. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ПРОДУКТ.
3.1.ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ.
3.2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ.
3.3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ.
3.4. ГАРАНТИЯ ИЗГОТОВИТЕЛЯ.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
5. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
В отечественной и зарубежной промышленности производства шин и РТИ широкое распространение получили противостарители, применяемые в видевысокомолекулярных паст.
В данной работе исследуется возможность получения противостарительной пасты на основе комбинаций двух противостарителей диафена ФП и диафена ФФ с поливинилхлоридом в качестве дисперсионной среды.
Изменения содержания ПВХ и противостарителей, можно получить пасты, пригодные для защиты резин от термоокислительного и озонного старения.
Работа выполнена на страницах.
Былоиспользовано 20 литературных источников.
В работе имеется 6 таблиц и.
Наиболее широкое распространение в Отечестве промышленности нашли два противостарителя диафен ФП и ацетанил Р.
Небольшой ассортимент, представленный двумя противостарителями, объясняется рядом причин. Производства некоторых противостарителей прекратили свое существование, например, неозон Д, а другие неотвечают современным требованиям, предъявляемым к ним, например, диафен ФФ, он выцветает на поверхности резиновых смесей.
В связи с недостатком отечественных противостарителей и дороговизной зарубежных аналогов в настоящей работе исследуется возможность применения композиции противостарителей диафена ФП и диафена ФФ в виде высококонцентрированной пасты, дисперсионной средой, в которой является ПВХ.1. Литературный обзор.
1.1. Введение.
Защита резин от теплового и озонного старения является основной целью данной работы. В качестве ингредиентов, защищающих резину от старения, применяются композиция диафена ФП с диафеном ФФ и поливинилипоридом (дисперсная среда). Процесс изготовления противостарительной пасты описывается в экспериментальной части.Противостарительную пасту применяют в резинах на основе изопренового каучука СКИ-3. Резины на основе этого каучука стойки к действию воды, ацетона, этилового спирта и не стойки к действию бензина, минеральных и животных масел и т.д.
При хранении резин и эксплуатации резиновых изделий происходит неизбежный процесс старения, приводящий к ухудшению их свойств. Чтобы улучшить свойства резин применяют диафен ФФ в композиции сдиафеном ФП и поливинилхлоридом, которые также позволяют в некоторой степени решить вопрос о выцветании резин.
1.2. Старение резин.
При хранении каучуков, а также при хранении и эксплуатации резиновых изделий происходит неизбежный процесс старения, приводящий к ухудшению их свойств. В результате старения снижается прочность при растяжении, эластичность и относительное удлинение, повышаютсягистерезисные потери и твердость, уменьшается сопротивление истиранию, изменяется пластичность, вязкость и растворимость невулканизированного каучука. Кроме того, в результате старения значительно уменьшается продолжительность эксплуатации резиновых изделий. Поэтому повышение стойкости резины к старению имеет большое значение для увеличения надежности и работоспособности резиновых изделий .
Старение – результатвоздействия на каучук кислорода, нагревания, света и особенно озона.
Кроме того, старение каучуков и резин ускоряется в присутствии соединений поливалентных металлов и при многократных деформациях .
Стойкость вулканизатов к старению зависит от ряда факторов, важнейшими из которых является:
- природа каучука;
- свойства содержащихся в резине.
Примеси непредельных кислот, вызывающих старение резиновых изделий , нежелательны. Синтетические жирные кислоты используются также в шинной промышленности в производстве резинотехнических изделий. Они повышают пластичность резиновых смесей, способствуют лучшему диспергированию в них наполнителя ( например, сажи) и облегчают процесс обработки резиновых смесей. [2]
В работе [ 25J показано, что при тепловой старении массивных резиновых изделий ( например покрышек) воздействию кислорода подвергается только наружная поверхность протектора и прилегающий к ней граничный слой резины. Авторы убедительно показали на обширном экспериментальном материале, что вследствие диффузионных задержек кислорода внутренние слои резины в покрышке почти не претерпевают изменений, тогда как в поверхностном слое наблюдаются существенные изменения механических свойств. [3]
Для этого требуются нормальные монокар-боновые кислоты. Содержание в них непредельных кислот, вызывающих старение резиновых изделий при хранении, нежелательно. [4]
В качестве противостарителей в большинстве случаев применяются ароматические амины, продукты их конденсации с альдегидами, фенолы. К этой группе ингредиентов резиновых смесей относятся и противоутомители, замедляющие старение резиновых изделий , которые подвергаются различным многократным деформациям в процессе эксплуатации. [5]
В качестве противостарителей в большинстве случаев применяются ароматические амины, продукты их конденсации с альдегидами, фенолы. К этой группе ингредиентов резиновых смесей относятся и противоутолштели, замедляющие старение резиновых изделий , которые подвергаются различным многократным деформациям в процессе эксплуатации. [6]
Явление отрицательного катализа при окислении имеет значение и в интересующей нас области химической технологии. Примером его является применение многих органических соединений типа N-замещенных аминов для предохранения от старения резиновых изделий ; такие противостарители производятся обычно красочной промышленностью. Сохранение без изменений альдегидов, даже таких малоустойчивых, как фурфурол, удается теперь без затруднений посредством введения в них подходящих противоокислителей. Имеются указания о противоокислителях для сохранения фенолов 23 от изменений на воздухе. [7]
Явление отрицательного катализа при окислении имеет значение и в интересующей нас области химической технологии. Примером его является применение многих органических соединений типа N-замещенных аминов для предохранения от старения резиновых изделий ; такие противостарители производятся обычно красочной промышленностью. Сохранение без изменений альдегидов, даже таких малоустойчивых, как фурфурол, удается теперь без затруднений посредством введения в них подходящих противоокислителей. Имеются указания о противоокислптелях для сохранения фенолов 23 от изменений на воздухе. [8]
Явления отрицательного катализа при окислении в высшей степени интересны и в приложении к интересующим нас проблемам. Ими объясняются в известной мере применения многих органических соединений типа замешенных аминов для предохранения от старения резиновых изделий . Такие противостарители производятся красочной промышленностью из ее промежуточных продуктов. Сохранение без изменений альдегидов, даже таких малоустойчивых, как фурфурол, удается теперь без затруднений посредством введения в него подходящего антиоксиданта. Вероятно возможно найти подходящие антиокислители для сохранения фенолов от изменений на воздухе, также как и для аминов. Обработка анилина железом, покрытым слоем сернистого железа, испытана как средство против изменений анилина от потемнения при хранении [ Булич31 8 ] Не имеет ли здесь место также действие антиокислителя в виде следов сернистого железа. Наконец возможно теоретически найти надлежащие антиоксиданты для красителей, особенно легко изменяющихся при окислении, и тем самым сделать прочными окраски красителями, которые сами по себе непрочны. Практически давно известно, что на разных волокнистых материалах, соотв. [9]
В процессе эксплуатации изделия из резин, в том числе и автомобильные шины, подвергаются воздействию механических и климатических факторов. В то же время, повышение эффективности стабилизаторов по функциональному назначению невозможно без дифференцированного подхода к изучению явления старения резиновых изделий . [10]
Этот метод старения не получил распространения в Советском Союзе ввиду того, что условия лабораторных испытаний в значительной степени отличаются от условий старения резиновых изделий в процессе их эксплуатации. [11]
При нагревании выше 200 НК разлагается с образованием различных низ-комол окулярных углеводородов, среди к-рых всегда находится изопрен. Облучение светом с длиной волны короче 4000 А вызывает деструкцию макромолекул НК и выделение газообразного водорода. Этот процесс также имеет место при старении резиновых изделий на свету. [12]
При нагревании выше 200 НК разлагается с образованием различных низкомолекулярных углеводородов, среди к-рых всегда находится изопрен. Облучение светом с длиной волны короче 4000 А вызывает деструкцию макромолекул НК и выделение газообразного водорода. Этот процесс также имеет место при старении резиновых изделий на свету. [13]
Раз в месяц мы рассылаем подборку выгодных акций, экспертных статей и полезных видео. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.
На сегодняшний день невозможно представить себе бесперебойную работу дорожно - строительной техники без своевременной проверки и замены, в случае необходимости резино-технических изделий. Только грамотное хранение и эксплуатация сохранят свойства РТИ и продлят им срок службы.
Старение – это разрушение за счет воздействия кислорода, озона, а также света и нагревания изделий. Также ускоряют процесс изнашивания многократные деформации и соединения с окисями металла в гидравлических узлах агрегатов.
Кроме физико-химических и температурных изменений РТИ, хотелось бы упомянуть о постепенных изменениях размеров изделий при трении.
Абразивное изнашивание является следствием действия режущих твёрдых частиц, находящихся между трущимися поверхностями.
Изнашивание при хрупком поверхностном разрушении РТИ состоит в том, что поверхностный слой материала (в результате трения) становится более хрупким и разрушается, обнажая металлическую поверхность изделия тем самым останавливая работу гидроузла.
В результате процесса старения снижается: прочность, эластичность, относительное удлинение детали, сопротивление к истиранию, изменяется пластичность и вязкость, а самое главное, значительно уменьшается срок эксплуатации резиновых изделий. Следовательно, повышение стойкости РТИ к старению имеет большое значение для того, чтобы продлить срок работоспособности и увеличить надёжность.
Ищете оборудование? Наши специалисты всегда помогут с выбором.
Стойкость РТИ к старению зависит от ряда факторов. Вот самые важные из них: природа каучука, свойства содержащихся в резине противостарителей, наполнителей и масел, степень вулканизации, скорость диффузии кислорода в каучуке и его растворимость.
К вышесказанному необходимо добавить что, не произведенное вовремя техническое обслуживание ведёт к тому, что смазочные материалы и масла воздействуют на резино-технические изделия, так как не обладают вязкостно-температурными характеристиками, необходимыми для работы.
В данной работе мы исследуем возможность и способы переработки различных резиновых изделий.
Для экологии тема актуальна.
Целью нашей исследовательской работы является:
- изучение способов переработки резиновых изделий;
-определение возможности использования полученного продукта в народном хозяйстве.
Основой любого резинового изделия является резиновая смесь.
Рисунок 1. Резиновая смесь
В зависимости от конструкции, назначения, условий эксплуатации, способов изготовления, резиновых изделий может быть огромное количество. Например: клиновые ремни, резиновые рукава, различные резиновые прокладки, шины, игрушки и многое другое.
Особенностью химического строения эластомеров, заключается в наличии длинных молекул с радикалами, которые образуют прочную трехмерную структуру с поперечными связями, делающие их незаменимыми материалами для современного машиностроения и других отраслей экономики. [ 1]
Рисунок 2. Особенностью химического строения эластомеров
Именно эти свойства, в ряде случаев усугубляющиеся сложной конструкцией изделия (например, шин), являются основой значительных трудностей, связанных с утилизацией отработанных резиноподобных материалов.
Изделия из резины, применяются во всех отраслях промышленности.
Их изготавливают путем вулканизации резиновых смесей, основой которых является каучук.
Состав резиновых отходов может быть различным и зависит от ассортимента продукции, который включает резинотехнические изделия, обувь и шины. Отходы резины образуются как в сфере производства резиновых изделий, так и в сфере их потребления, т. е. при эксплуатации.
Рисунок 3. Отходы резиновых изделий
В зависимости от назначения резиновые изделия изготавливаются на основе различных каучуков, пластификаторов, наполнителей и других ингредиентов, а потому их смешение между собой не всегда целесообразно. [2]
Рисунок 4. Ингредиенты резиновых смесей
Резинотехнические изделия могут содержать в своем составе в качестве арматуры текстильные материалы и металл. Промышленные отходы образуются на всех стадиях изготовления резиновых изделий. С точки зрения утилизации отходов принципиально важно, образовались ли они до вулканизации или после нее. Все резиносодержащие отходы можно классифицировать так, как изображено на схеме.
Схема 1. Классификация резинокордных отходов.
Резиновые отходы, образовавшиеся до стадии вулканизации, по свойствам мало отличаются от исходных резиновых смесей и могут возвращаться в производство без значительной обработки. Эти отходы являются ценным сырьем и перерабатываются непосредственно на тех предприятиях, где образуются. Они могут быть использованы в производстве шлангов для полива, резиновых ковриков, кровельных материалов, рукавиц, поддонов для пола салонов легковых автомобилей и других неответственных изделий технического назначения. Из них также изготавливают резиновые плиты для животноводческих ферм. Содержание различных видов невулканизованных резиновых отходов в смеси для получения таких плит достигает 95 %(по массе).
Невулканизованные и частично вулканизованные резиновые отходы используют для изготовления шифера и кровли (соответственно волнистых и плоских листов). [ 5]
Рисунок 5. Резиновые плиты для животноводческих ферм
Более сложно обстоит дело с переработкой вулканизованных резин, поскольку в отличие от других материалов они обладают высокой эластичностью, т. е. способностью к обратимым и высоким деформациям, что затрудняет их измельчение, являющееся первой стадией переработки практически любых твердых отходов. Несмотря на это, вулканизованные резиновые отходы также являются ценным вторичным сырьем, но требуют перед утилизацией тщательной обработки и подготовки.
Известные способы переработки вулканизованных резиносодержащих отходов можно разделить на химические, физико-химические и физические.
Схема 2. Способы переработки вулканизованных резиносодержащих отходов
Химические методы переработки приводят к необратимым химическим изменениям не только резины, но и веществ, ее составляющих (каучуков, мягчителей и т. д.). Эти методы осуществляются при высокой температуре, вследствие чего происходит деструктивное разрушение материала. К химическим методам относятся сжигание и пиролиз.
Несмотря на то, что химические методы переработки отходов резины позволяют получить ценные продукты и тепло, такая утилизация является недостаточно эффективной, поскольку она не позволяет сохранить исходные полимерные материалы.
Физико-химические методы переработки отходов , под которыми имеется в виду регенерация, осуществляемая различными способами, позволяют сохранить структуру сырья, использованного в процессе производства резины. Получаемый продукт — регенерат — обладает пластическими свойствами и используется при изготовлении резиновых смесей с целью замены каучука.
Рисунок 6. Регенерат
Физические методы переработки отходов представляют собой различные способы их измельчения с целью получения резиновой крошки (муки), наиболее полно сохраняющей свойства резины. Наиболее крупными по габаритам, многотоннажными и сложными по составу отходами резины являются шины.
Схема 3. Переработка вулканизованных резин
Производство шин для авто-, мототехники, дорожных и строительных машин, колесных тракторов постоянно растет, а следовательно, непрерывно увеличиваются и отходы их потребления. При этом накопление изношенных шин происходит по всей территории нашей страны, включая отдаленные и плохо освоенные территории, где сбор и транспортировка шин к месту их утилизации являются дорогостоящими мероприятиями и практически неосуществимы.
Рисунок 7. Свалка старых покрышек
В этой связи следует упомянуть об опыте Японии, добившейся утилизации 75 % всех изношенных автопокрышек , в том числе 30 % используется для производства регенерата, 38 % — для получения тепловой энергии, 1 % — для производства восстановленных шин, остальное количество — для укрепления берегов и в дорожном строительстве без предварительной обработки.
По прогнозам Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992) [1] объем твердых отходов к 2025 г вырастет в 4-5 раз. В том числе общемировые запасы изношенных автопокрышек оцениваются в 25 млн.т при ежегодном приросте не менее 7 млн.т.
1. Бермина А.А. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология-СПб.: Профессия, 2009.
Читайте также: