ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности технологии переработки армированных резиновых смесей из "Свойства и испытания резин" Прочность связи резин с необработанными химическими волокнами, такими как вискозное, полиамидное и полиэфирное волокно, очень мала. Для повышения аги езии между волокнами и эластомерами волокна рекомендуется обрабатывать пропиточными составами. Полиамидные волокна обычно обрабатывают латексно-смоляными пропиточными составами на основе натурального латекса или водных дисперсий синтетических эластомеров. В процессе ва (ьцевания полиамидное волокно, обладающее высокой гибкостью и усталостной выносливостью, проявляет высокую устойчивость к измельчению. [c.180] Многие авторы считают, что введение волокнистых наполнителей в умеренных количествах в смеси на основе эластомеров различной природы не требует корректирования вулканизационной системы и режимов вулканизации резин. Однако, учитывая, что рецептура исследуемой резиновой смеси является гювой, а влияние волокнистых наполнителей на параметры технологического процесса получения РТИ из этих резин не изучены, уточнены режимы переработки смесей с полиамидными волокнами. [c.180] Известно, что система модификаторов адгезии, состоящая из резорцина, уротропина и высокодисперсной гидроокиси кремния, обеспечивает высокую прочность связи эластомера с химическими волокнами. Влияние системы модификаторов на механические свойства резин зависит не только от природы волокон, но и от фактора их формы. Это объясняют следующим. Прочность композиции пропорциональна фактору формы волокон. Если волокна очень длинные, суммарная поверхность контакта их с резиновой смесью весьма велика. Таким образом, волокна, длина и фактор формы которых выше критической, оказывают усиливающее действие на эластомер. Таково поведение полиамидных волокон в композициях. Существуют различные способы изготовления эластомерных композиций, наполненных волокнами смешение волокон с эластомерами в виде твердой фазы, жидкого каучука, водной дисперсии или раствора эластомера в органическом растворителе. Однако в производстве резиновых технических изделий жидкие композиции не получили широкого распространения. В основном изготовление и переработку резиновых смесей, содержащих волокнистые наполнители, ведут на обычном оборудовании резиновой промышленности — на вальцах, в резиносмесителях и экструдерах. [c.181] Процесс изготовления резиновых смесей на этом оборудовании принято характеризовать двумя параметрами напряжением сдвига и сдвиговой деформацией (общая деформация сдвига выражается произведением скорости и продолжительности смешения). Для получения резиновой смеси высокого качества необходимо, чтобы напряжение и деформация сдвига были достаточны для смешения и диспергирования наполнителей, но не приводили бы к чрезмерному повышению температуры смеси, вызывающему термоокислительную деструкцию эластомера и преждевременную вулканизацию смеси. [c.181] Диспергирование наполнителей в среде низкой вязкости, т. е. при малых напряжениях сдвига, требует значительных сдвиговых деформаций, что достигается, например, увеличением продолжительности смешения, а также введением наполнителей на ранних стадиях, а пластификаторов — в конце цикла смешения. [c.182] Высказанные положения справедливы и для описания процессов переработки резиновых смесей, наполненных волокнами. Так, при введении волокон, не подвергнутых предварительной обработке, в смеси, изготовляемые на вальцах, принято распределять их равномерными порциями по длине валка, при небольшом зазоре на протяжении всего цикла смешения. Из-за значительного разогрева смеси необходимо интенсивно охлаждать оборудование. [c.182] Изготовление смесей с необработанными волокнами в резиносмесителе весьма затруднительно и требует последующей переработки на рифайнер-вальцах. Возможно двухстадийное смешение в резиносмесителе с предварительным изготовлением жесткой маточной смеси, содержащей большое количество волокон. При использовании обратного порядка смешения в резиносмесителях принято зафу-жать эластомер после волокон, порошкообразных наполнителей и пластификаторов, что сокращает расход энергии на смешение в этом случае рафинирование смесей не требуется, но удлиняется цикл смешения. [c.182] В отличие от агломератов технического углерода, различимых в поле оптического микроскопа только при значительном увеличении, скопления волокон с необработанной поверхностью хорошо заметны не только при микроскопическом анализе, но и невооруженным глазом. Даже длительное вальцевание, проводимое с целью улучшения распределения волокон в смесях, не позволяет достигнуть однородности смесей. [c.183] Волокна с фактором формы более 250 трудно диспергировать в резиновых смесях. Волокна с фактором формы, меньшим 40, в процессе смешения проявляют сходство с порошкообразными наполнителями. [c.183] Степень диспергирования волокон в смесях можно улучшить путем повышения вязкости системы и, следовательно, величины сдвиговых напряжений. Так, например, заметное улучшение распределения углеродных волокон в смесях обеспечивается введением аэросила в смеси до введения волокон. В процессе смешения и переработки смесей с волокнистыми наполнителями, вследствие ориентации анизометричных волокон в направлении механических воздействий, образуется анизотропный материал. [c.183] Степень анизотропии принято выражать величиной отношения показателя, характеризующего свойство композиционного материала с продольным расположением волокон, к показателю того же материале с поперечным их расположением. [c.183] Способы изготовления смесей и их переработки оказывают заметное влияние на степень ориентации волокон. В процессе смешения с жидкими каучуками волокна легко ориентируются, причем даже длинные волокна, обладающие значительной жесткостью, не разрушаются. Смеси, изготовленные в резиносмесителе, обладают незначительной анизотропией свойств, однако степень ориентации волокон несколько увеличивается, если смеси затем перерабатывают на вальцах. Направленная подача резиновой смеси в зазор вальцев способствует дальнейшему увеличению ориентации волокон. Напротив, приемы повышения однородности смеси, такие как частые подрезания и подача в зазор перпендикулярно валкам, нарушают ориентацию волокнистых наполнителей. Поэтому для создания материалов с повышенной анизотропией свойств необходимо по возможности поддерживать постоянным направление ориентации волокон в смеси, и наоборот. Эффект ориентации возрастает при повышении до определенного уровня температуры и продолжительности обработки на вальцах, замене вальцевания шприцеванием и каландрова-нием. [c.184] Ориентация волокон в смесях при направленном механическом воздействии сопровождается обратимым (тиксотропным) и необратимым разрушением полимерной матрицы, снижающим прочность. Введение волокнистого наполнителя, с одной стороны, способствует ориентации полимера и фиксирует образующуюся ориентированную структуру, с другой — повышая вязкость и напряжение сдвига, усиливает механическую деструкцию и тиксотропное разрушение. [c.184] Под действием сдвиговых напряжений происходит не только деструкция эластомера, но и уменьшение размеров волокнистых наполнителей. Непосредственную оценку изменения размеров волокон при введении их в эластомерную матрицу дает микроскопический анализ размеров волокон, исходных и введенных в резиновую смесь. Интересно, что поперечные размеры волокон сохраняются без изменения, значительно уменьшаются только длины волокон. [c.184] Разрушение волокон приводит к понижению фактора формы, а следовательно, и степени анизотропии композиционного материала. Это измельчение до некоторой степени можно ограничить, сократив длительность смешения и переработки смесей и увеличив количество введенного наполнителя. [c.185] На вязкость систем, содержащих волокнистые наполнители, оказывают противоположное влияние, с одной стороны — деструкция эластомера и измельчение волокон, с другой — образование сетчатых структур. Преобладание того или иного фактора приводит или к значительному возрастанию вязкости, или к сохранению ее на уровне вязкости смеси, не содержащей волокон. [c.185] Согласно литературным данным, влияние длины волокон с необработанной гюверхностью на рост вязкости смесей незначительно. Причина этого, по мнению авторов, заключена в том, что волокна длиной до 64 мм в процессе смешения или разрушаются, или запутываются и скручиваются в клубки. [c.185] С целью более равномерного распределения полиамидных волокон в резиновой массе предложена технология неориентированного армирования, исключающая предварительное измельчение волокнистого наполнителя. На поверхности листов из сырой резиновой смеси укладывали слои нетканого полиамидного полотна. Затем проводили многократное вальцевание. [c.185] Вернуться к основной статье