ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ СЕРЫ КАК ВУЛКАНИЗУЮЩЕГО АГЕНТА В РЕЗИНОВЫХ СМЕСЯХ С КРЕМНЕЗЁМНЫМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ

 

Кузнецова О.А.,¹ Ахмерова Л. З.²,Федорова Г.Н.³

¹ Казанский национальный исследовательский технологический университет,

Казань, Россия.

Студент V курса.

olik_rockforever@mail.ru

² Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия. Студент V курса.

³ Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия. Аспирант 1г.

Научный руководитель: Охотина Н. А.

 

Жизнь современного человека неотъемлемо связана с активным использованием транспортных средств, которые, безусловно, невозможно представить без хороших покрышек, поэтому создание современного транспортного средства – серьезная задача не только для конструкторов, проектировщиков, но и для специалистов резиновой промышленности.

Необходимым условием длительной работоспособности шин является выполнение целого комплекса свойств, главными из которых являются потери на качение, сцепление с сухой и влажной поверхностью и износ протектора. Решающее значение имеет материал протектора покрышки, характеристики которого заключены в так называемом «магическом треугольнике», когда повышение уровня одного из свойств, как правило, приводит к снижению других.

Современные технологии производства шин предполагают использование кремнеземных наполнителей, которые, по сравнению с техническим углеродом, обеспечивают лучшие показатели сцепления с мокрой дорогой, сопротивления качению и уровня свойств в зимнее время.

При замене технического углерода на кремнеземный наполнитель возникают трудности, связанные со сложностью диспергирования кремнеземных наполнителей в резиновых смесях, существенным удорожанием готовой продукции, необходимостью увеличения стадийности процесса, дробным введением наполнителя и введением вулканизующей группы на последней стадии с малым временем смешения.

Эти вынужденные меры неизбежно приводят к неравномерному распределению серы в резиновой смеси, что в процессе вулканизации может вызвать привести к образованию перевулканизованных и/или недовулканизованных областей в вулканизатах, и следовательно, к возникновению брака. Такая проблема возникла в ОАО «Нижнекамскшина» при производстве высокоскоростных легковых покрышек, поэтому нами проведены совместные работы по исследованию влияния различных типов серы – серы технической, серы полимерной и дисперсии серы технической в резиновых смесях протекторного назначения с кремнеземными наполнителями.

Известно, что распределение всех ингредиентов, в первую очередь кристаллических, улучшается при использовании их в виде текучих дисперсий с применением масла. Нами проведены исследования нового продукта ООО «Фосфорос» – дисперсии серы технической с содержанием серы 86-88% в сравнении с полимерной серой ОТ-20 фирмы “Flexsys” (Германия), которая тоже хорошо распределяется в каучуках.

Испытания серы технической, серы полимерной и текучей дисперсии технической серы проводились в резиновых смесях протекторного назначения на основе каучуков ДССК и СКД, содержащих 60 мас. ч. кремнеземного наполнителя Zeosil и содержащих в составе вулканизующей группы сульфенамидный ускоритель и замедлитель подвулканизации. Для обеспечения одинаковой степени вулканизации, дозировка вулканизующего агента соответствовала содержанию основного вещества.

Для резиновых смесей, изготовленных по трехстадийному режиму в смесительной камере пластикордера Брабендер, были определены вулканизационные характеристики на реометре Монсанто и выцветаемость серы, а для вулканизатов – физико-механические свойства.

Установлено, что при одинаковом уровне вулканизационных характеристик, при экспозиции в течение 10 суток на поверхности образцов с серой технической налет появлялся на 3-5 сутки, а для образцов с серой полимерной и дисперсией серы выцветания не было в течение всего срока.

Основные деформационно-прочностные свойства вулканизатов, полученных с использованием дисперсии серы технической и серы полимерной, находятся на одном уровне и несколько превосходят свойства вулканизатов с технической серой.

Испытания резин в условиях теплового старения при 100°С в течение различного времени показали, что более высокие показатели коэффициента сохранения прочности имеют вулканизаты с дисперсией серы. Но наиболее отчетливо преимущество дисперсии серы проявилось при испытании на многократный изгиб с проколом, когда наблюдалась самая низкая скорость разрастания трещин.

В соответствие с полученными результатами, дисперсия серы производства ООО «Фосфорос» была рекомендована для практического использования. По результатам опытно-промышленных испытаний, проведенных в ОАО «Нижнекамскшина», дисперсия технической серы внедрена в серийное производство всесезонных высокоскоростных покрышек.

Работа проведена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно – педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы, государственный контракт №П866.