Producția și proprietățile cauciucului. Cauciucuri cu destinație specială. Durabilitatea și rezistența la oboseală a cauciucurilor

Cauciucul este un material cunoscut pe scară largă care este utilizat în aproape toate domeniile vieții umane. Medicina, agricultura și industria nu se pot descurca fără acest polimer. În multe procesele de productie se foloseste si cauciucul. Din ce este făcut acest material și care sunt caracteristicile sale sunt descrise în articol.

Ce este cauciucul

Cauciucul este un polimer foarte elastic. Structura sa este reprezentată de lanțuri de carbon aranjate haotic ținute împreună de atomi de sulf.

În starea lor normală, lanțurile de carbon au un aspect răsucit. Dacă cauciucul este întins, lanțurile de carbon se vor desfășura. Capacitatea de a se întinde și de a reveni rapid la forma anterioară a făcut ca materiale precum cauciucul să fie indispensabile în multe zone.

Din ce este făcut? De obicei, cauciucul este realizat prin amestecarea cauciucului cu un agent de vulcanizare. După încălzirea la temperatura dorită, amestecul se îngroașă.

Diferența dintre cauciuc și cauciuc

Cauciucul și cauciucul sunt polimeri cu molecule înalte obținuți natural sau sintetic. Aceste materiale diferă în ceea ce privește proprietățile fizice și chimice și metodele de producție. Cauciucul natural este o substanță obținută din seva copacilor tropicali - latex. Se scurge din scoarță atunci când este deteriorat. Cauciucul sintetic este produs prin polimerizarea stirenului, neoprenului, butadienei, izobutilenei, cloroprenului, nitrilului Când cauciucul sintetic este vulcanizat, se formează cauciucul.

Din ce sunt făcute? diferite tipuri cauciucuri? Pentru specii individualeÎn materialele sintetice, substanțele organice sunt folosite pentru a produce un material identic cu cauciucul natural.

Proprietățile cauciucului

Cauciucul este un material universal care are următoarele proprietăți:

1. Elasticitate ridicată - capacitatea de a suferi deformări inverse mari pe un interval larg de temperatură.
2. Elasticitatea și stabilitatea formelor la deformații mici.
3. Amorf - ușor deformat cu o ușoară presiune.
4. Moliciune relativă.
5. Absoarbe slab apa.
6. Rezistență și rezistență la uzură.
7. În funcție de tipul de cauciuc, cauciucul poate fi caracterizat prin rezistență la apă, ulei, benzină, căldură și impact. chimicale, radiații ionizante și luminoase.

În timp, cauciucul își pierde proprietățile și își pierde forma, ceea ce se manifestă prin distrugere și scăderea rezistenței. Durata de viață a produselor din cauciuc depinde de condițiile de utilizare și poate varia de la câteva zile la câțiva ani. Chiar și în cazul depozitării pe termen lung, cauciucul îmbătrânește și devine inutilizabil.

Producția de cauciuc

Cauciucul este produs prin vulcanizarea cauciucului cu adăugarea de amestecuri. De obicei, 20-60% din masa prelucrată este cauciuc. Alte componente ale amestecului de cauciuc sunt materiale de umplutură, agenți de vulcanizare, acceleratori, plastifianți, antioxidanți. La compoziția masei pot fi adăugate coloranți, parfumuri, modificatori, ignifuge și alte componente. Setul de componente este determinat de proprietățile necesare, condițiile de funcționare, tehnologia de utilizare a produsului finit din cauciuc și calculele economice. În acest fel, se creează cauciuc de înaltă calitate.

Din ce sunt fabricate produsele din cauciuc semifabricate? În acest scop, producția folosește tehnologia amestecării cauciucului cu alte componente în malaxoare sau role speciale destinate producerii de semifabricate, urmată de tăiere și tăiere. Ciclul de producție folosește prese, autoclave, vulcanizatoare cu tambur și tunel. Amestecul de cauciuc primește o plasticitate ridicată, datorită căreia viitorul produs capătă forma necesară.

Produse din cauciuc

Astăzi, cauciucul este folosit în sport, medicină, construcții, agricultură, în producție. Numărul total de produse din cauciuc depășește peste 60 de mii de soiuri. Cele mai populare dintre ele sunt etanșările, amortizoarele, tuburile, etanșările, etanșanții, acoperirile cauciucate și materialele de acoperire.

Produsele din cauciuc sunt utilizate pe scară largă în procesele de producție. Acest material este, de asemenea, indispensabil în producția de mănuși, pantofi, curele, țesături impermeabile și curele de transport.

Majoritatea cauciucului produs este folosit la fabricarea anvelopelor.

Cauciuc în producția de anvelope

Cauciucul este principalul material în producție cauciucuri auto. Acest proces începe cu prepararea unui amestec de cauciuc de cauciuc natural și sintetic. Apoi, la masa de cauciuc se adaugă silice, funingine și altele. componente chimice. După o amestecare completă, amestecul este trimis la cuptor. Ieșirea sunt benzi de cauciuc de o anumită lungime.

Pe următoarea etapă Are loc cauciucizarea cordonului. Snururile textile și metalice sunt umplute cu masă de cauciuc fierbinte. Această metodă produce straturile interioare, textile și de centură ale anvelopei.

Din ce este fabricat cauciucul pentru anvelope? Toți producătorii de anvelope auto folosesc diferite formulări și tehnologii de cauciuc. Pentru a oferi produsului finit rezistență și fiabilitate, pot fi adăugați diverși plastifianți și materiale de umplutură de întărire.

Cauciucul natural este folosit pentru producerea anvelopelor. Adăugarea acestuia la amestecul de cauciuc reduce încălzirea anvelopei. Majoritatea amestecului de cauciuc este cauciuc sintetic. Această componentă conferă anvelopelor elasticitate și capacitatea de a rezista la sarcini grele.

Cauciuc(din latinescul resina - rasina) (vulcanizat), material elastic format ca urmare a cauciucurilor naturale si sintetice. Este un elastomer de rețea - un produs de reticulare a cauciucurilor prin legături chimice.

Obține cauciuc

Cauciuc se obțin în principal prin vulcanizarea compozițiilor (amestecuri de cauciuc), a căror bază (de obicei 20-60% în greutate) este cauciucul. Alte componente ale compușilor de cauciuc sunt agenții de vulcanizare, acceleratorii și activatorii de vulcanizare (vezi), agenții anti-îmbătrânire (dedurizatorii). Compoziția amestecurilor poate include și regenerat (produs plastic de regenerare cauciuc, capabil de vulcanizare repetată), retardanți, modificatori, parfumuri și alte ingrediente, al căror număr total poate ajunge la 20 sau mai mult. Alegerea cauciucului și a compoziției este determinată de scop, condițiile de funcționare și cerințe tehnice la produs, tehnologia de producție, considerente economice și de altă natură (vezi,).

Tehnologie pentru producerea produselor din cauciuc include cauciucul cu ingrediente în mixere sau pe role, producția de semifabricate (profile extrudate, foi calandrate, țesături cauciucate, șnur etc.), tăierea și tăierea semifabricatelor, asamblarea semifabricatelor de design sau configurație complexă. folosind echipamente speciale de asamblare si vulcanizarea produselor in aparate periodice (prese, cazane, autoclave, fost-vulcanizatoare etc.) sau continue (tunel, tambur etc. vulcanizatoare). În acest caz, se folosesc amestecuri mari de cauciuc, datorită cărora li se dă forma viitorului produs, fixat ca urmare a vulcanizării. Turnarea într-o presă de vulcanizare este utilizată pe scară largă, în care turnarea și vulcanizarea produselor sunt combinate într-o singură operație. Utilizarea cauciucurilor și compozițiilor sub formă de pulbere și producerea de cauciucuri turnate prin injecție folosind metode de turnare lichidă din compoziții pe bază de . Pentru amestecuri care conțin 30-50% în greutate S pe bază de cauciuc, .

Proprietățile cauciucului

Cauciucul poate fi considerat ca fiind reticulat, în care cauciucul constituie mediul de dispersie și a este faza dispersată. Cea mai importantă proprietate cauciuc- elasticitate mare, de ex. capacitatea de a fi foarte reversibil pe o gamă largă de temperaturi (vezi).

Cauciuc combină proprietățile (elasticitate, stabilitatea formei), (amorfozitate, deformabilitate mare la compresie volumetrică scăzută) și (creșterea elasticității rețelelor de vulcanizare cu creșterea temperaturii, natura entropică a elasticității).

Cauciuc- un material relativ moale, aproape incompresibil. Complexul proprietăților sale este determinat în primul rând de tipul de cauciuc (vezi Tabelul 1); proprietățile se pot schimba semnificativ la combinarea diferitelor tipuri de cauciucuri sau modificarea acestora.

Modulul de elasticitate cauciuc de diferite tipuri la deformații mici este de 1-10 MPa, care este cu 4-5 ordine de mărime mai mică decât pentru oțel; Raportul lui Pausson este aproape de 0,5. Proprietăți elastice cauciuc sunt neliniare și au un caracter de relaxare pronunțat: depind de modul de încărcare, mărime, timp, viteză (sau frecvență), repetarea deformațiilor și temperatură. Tensiune reversibilă la tracțiune cauciuc poate ajunge la 500-1000%.

Limita inferioară a intervalului de temperatură de elasticitate ridicată cauciuc este determinată în principal de temperatura de tranziție vitroasă a cauciucurilor, iar pentru cauciucurile de cristalizare depinde și de temperatură și viteză. Limita superioară a temperaturii de funcționare cauciuc asociată cu rezistența termică a cauciucurilor și a legăturilor încrucișate formate în timpul vulcanizării. Neumplut cauciuc pe bază de cauciucuri necristalizante au scăzute. Utilizarea materialelor de umplutură active (foarte dispersate, SiO 2 etc.) face posibilă creșterea caracteristicilor de rezistență cu un ordin de mărime cauciucși atinge nivelul indicatorilor cauciuc din cauciucuri cristalizate. cauciuc determinat de conținutul de umpluturi și plastifianți din acesta, precum și de gradul de vulcanizare. Densitate cauciuc calculată ca medie ponderată în volum a densităților componentelor individuale. Într-un mod similar poate fi calculat aproximativ (cu umplere volumetrică sub 30%) caracteristici termofizice cauciuc: coeficient de dilatare termică, capacitate termică specifică volumetrică, coeficient de conductivitate termică. Deformare ciclică cauciucînsoțită de histerezis elastic, care le determină bunele proprietăți de absorbție a șocurilor. Cauciucuri De asemenea, se caracterizează prin proprietăți de frecare ridicate, rezistență la uzură, rezistență la rupere și oboseală, proprietăți de izolare termică și fonică. Ele sunt diamagnetice și dielectrice bune, deși pot fi obținute conductoare și magnetice cauciuc.

Cauciucuri Absorb ușor apa și se umflă într-o măsură limitată în solvenți organici. Gradul de umflare este determinat de diferența dintre parametrii de solubilitate ai cauciucului și solvent (cu cât diferența este mai mare, cu atât mai puțin) și gradul de reticulare (cantitatea de umflare de echilibru este de obicei utilizată pentru a determina gradul de încrucișare). -legare). Cunoscut cauciuc, caracterizat prin rezistență la ulei, benzină, apă, abur și căldură, rezistență la medii agresive chimic, ozon, lumină și radiații ionizante. În timpul depozitării și exploatării pe termen lung cauciuc sunt supuse îmbătrânirii și oboselii, ceea ce duce la deteriorarea proprietăților lor mecanice, rezistență redusă și distrugere. Durata de viata cauciuc in functie de conditiile de functionare de la cateva zile la cateva zeci de ani.

Clasificarea cauciucului

Următoarele grupuri principale se disting după scop: cauciuc: uz general, rezistent la caldura, rezistent la inghet, rezistent la ulei si benzina, rezistent la medii agresive chimic, dielectric, conductiv electric, magnetic, rezistent la foc, rezistent la radiatii, vid, frecare, alimente si scopuri medicale, pentru condițiile climatice tropicale etc. (Tabelul 2); De asemenea, devin poroase sau spongioase (vezi), colorate și transparente cauciuc.

Aplicarea cauciucului

Cauciucuri utilizat pe scară largă în tehnologie, agricultură, viața de zi cu zi, medicină, construcții și sport. Gama de produse din cauciuc include mai mult de 60 de mii de articole. Printre acestea: anvelope, curele de transport, curele de transmisie, mâneci, amortizoare, garnituri, garnituri de ulei, manșete, inele etc., produse de cablu, pantofi, covoare, tuburi, acoperiri și materiale de acoperire, țesături cauciucate, materiale de etanșare etc. Mai mult peste jumătate din volumul produs cauciuc utilizate la producerea anvelopelor.

Cauciucul este un produs de prelucrare specială (vulcanizare) a unui amestec de cauciuc și sulf cu diverși aditivi.

Cauciucul diferă de alte materiale prin proprietățile sale elastice ridicate, care sunt inerente cauciucului - principala componentă inițială a cauciucului. Este capabil de deformații foarte mari (alungirea relativă ajunge la 1000%), care sunt aproape complet reversibile.

Particularitatea cauciucului este compresibilitatea scăzută, natura de relaxare a deformării, la temperatura camerei timpul de relaxare poate fi de -10 ~ 4 s sau mai mult, rezistență ridicată la abraziune, rezistență la gaz și apă, rezistență chimică, proprietăți de izolare electrică și densitate scăzută.

Compoziția și clasificarea cauciucului. Baza cauciucului este cauciucul natural (NK) sau cauciucul sintetic (SC), care determină proprietățile de bază ale materialului cauciuc. Pentru îmbunătățirea proprietăților fizice și mecanice ale cauciucurilor se introduc diverși aditivi (sulf și selem).

Antioxidanți(antioxidanții) încetinesc procesul de îmbătrânire al cauciucului, ceea ce duce la o deteriorare a proprietăților sale de performanță. Există antioxidanți chimici (aldolneozona) și fizici (parafină, ceară) care formează pelicule de protecție a suprafeței.

Dedurizatoare(plastifianți) facilitează prelucrarea amestecului de cauciuc, măresc proprietățile elastice ale cauciucului și măresc rezistența la îngheț a cauciucului. Parafina, vaselina, acidul stearic, bitumul, ftalatul de dibutil și uleiurile vegetale sunt folosite ca dedurizatori. Cantitatea de balsam este de 8 - 30% din greutatea cauciucului.

Umpluturi Pe baza efectului lor asupra cauciucului, acestea sunt împărțite în active (întărire) și inactive (inerte). Materialele de umplutură de întărire (funingine alb-negru de fum - acid silicic, oxid de zinc etc.) măresc proprietățile mecanice ale cauciucului: rezistență, rezistență la abraziune, duritate. Se introduc materiale de umplutură inactive (cretă, talc, barit) pentru a reduce costul cauciucului.

Adesea, recuperarea este introdusă în amestecul de cauciuc - un produs de prelucrare a produselor vechi din cauciuc și a deșeurilor de producție de cauciuc. Pe lângă reducerea costurilor, reclaim îmbunătățește calitatea cauciucului, reducând tendința acestuia de a îmbătrâni.

După scop, se disting următoarele grupe principale de cauciuc:

Scop general și scop special, inclusiv:

Rezistent la căldură,

Rezistent la îngheț,

Rezistent la ulei și benzină

Rezistent la medii agresive chimic, inclusiv rezistent la fluide hidraulice,

Dielectric,

conductiv electric,

Magnetic,

rezistent la foc,

Rezistent la radiații

Vid,

Frecare (rezistent la uzură*),

În scopuri alimentare și medicale,

pentru climă tropicală și alte climate

După tip:

Poros sau spongios

Cauciucuri colorate si transparente.

Proprietățile fizico-mecanice ale cauciucului.

Rezistența la uzură - principalul indicator al rezistenței la uzură este rezistența la abraziune și abraziune. Abraziune (definită ca raportul dintre reducerea volumului probei în timpul abraziunii și munca depusă la abraziune. Rezistența la abraziune (definită ca raportul dintre munca depusă la abraziune și scăderea volumului probei în timpul abraziunii).

Proprietățile de rezistență la oboseală ale cauciucului sunt determinate de oboseala lor, atunci când distrugerea are loc sub influența solicitărilor mecanice. Oboseala este cauzată și de expunerea la lumină, căldură și medii agresive, care provoacă îmbătrânirea. Numărul de cicluri de încărcare pe care le poate rezista o probă fără a se rupe se numește rezistență la oboseală. Cauciucurile pe bază de cauciuc butilic și cauciuc cloropren aproape nu sunt susceptibile la fisurarea ozonului. Pentru a asigura o rezistență ridicată la oboseală, sunt necesare rezistență ridicată, frecare internă scăzută și rezistență chimică ridicată a cauciucului. La temperaturi ridicate(150°C) cauciucurile organice își pierd rezistența după 1-10 ore de încălzire cauciucurile pe SKT pot funcționa mult timp la această temperatură. Rezistența cauciucului siloxan la temperatura camerei este mai mică decât cea a cauciucurilor organice, dar la 200°C rezistența este aceeași, iar la o temperatură de 250 - 300°C rezistența este și mai mare. Expunerea cauciucului la temperaturi negative determină o scădere și chiar pierderea completă a proprietăților extrem de elastice, o tranziție la o stare sticloasă și o creștere a rigidității sale de mii și zeci de mii de ori.

Îmbătrânirea cauciucului se observă în timpul depozitării și funcționării produselor din cauciuc sub influența factorilor nemecanici. Testul de îmbătrânire se efectuează atât în ​​condiții naturale, cât și artificiale. Procesul de îmbătrânire afectează anvelopele în moduri diferite.

Tipuri de compuși de cauciuc

Natural (NC)și izopren sintetic (SIC). Densitatea cauciucului este de 910-920 kg/m 3, rezistența la tracțiune 24-34 MPa, alungirea relativă 600-800%. Cauciucurile din izopren sunt utilizate în producția de benzi transportoare, produse turnate, bureți medicali și alte produse.

butadienă (SKD). Densitatea cauciucului este de 900-920 kg/m 3, rezistența la tracțiune 13-16 MPa, alungirea relativă 500-600%. SKD are rezistență ridicată la îngheț și rezistență la abraziune. Amestecuri de cauciuc pe bază de SKD sunt procesate slab prin extrudare și calandrare. Amestecuri pe bază de SKD se caracterizează printr-o lipiciitate scăzută. SKD este inferior NK în ceea ce privește rezistența vulcanizatelor.

Cauciuc butilic (BC) este rezistent la oxigen, ozon și alte substanțe chimice. Cauciucul are o rezistență ridicată la abraziune și caracteristici dielectrice ridicate. În ceea ce privește rezistența la temperatură, este inferior altor cauciucuri. Principal proprietate fizică BC are rezistență neobișnuit de mare la gaz și umiditate. O tubă de anvelopă din acest material reține aerul de 10 ori mai mult decât o cameră din cauciuc natural. Cauciucul butilic este utilizat pe scară largă ca cauciuc general și special. În producția de produse din cauciuc, BC este utilizat pentru a face furtunuri de abur, benzi transportoare și piese tehnice din cauciuc, care necesită rezistență sporită la căldură, abur, ozon și chimic. BC este utilizat pentru fabricarea cauciucurilor electroizolante, a diverselor țesături cauciucate și a căptușirii echipamentelor chimice. Cauciucurile din BC sunt folosite în părți ale mașinilor de muls și în industria alimentară.

Cauciucuri stiren butadienă (SKS) și metilstiren butadienă (SBS). Densitatea cauciucului 919-920 kg/m 3, rezistență la tracțiune 19-32 MPa, alungire relativă 500-800% Cauciucurile pe bază de stiren-butadienă și cauciucuri metil-stiren-butadienă au rezistență ridicată la abraziune. Cauciucurile realizate din aceste cauciucuri sunt utilizate pe scară largă în producția de benzi transportoare pentru acoperirea cauciucurilor și a diferitelor produse din cauciuc.

Uretan (UKU) / Poliuretan au rezistență ridicată, elasticitate, rezistență la abraziune, rezistență la ulei și benzină. Este rezistent la oxigen și ozon, impermeabilitatea sa la gaz este de 10 - 20 de ori mai mare decât cea a NK. Cauciucul uretanic este rezistent la radiații. Cauciucurile pe bază de SKU sunt folosite pentru anvelopele auto, benzile transportoare, căptușelile de țevi și jgheaburi pentru transportul materialelor abrazive, încălțămintei etc.

Polisulfură (PSC) Tiocol. Rezistent la combustibil și uleiuri, oxigen, ozon, lumina soarelui. Are etanșeitate ridicată la gaz - un bun material de etanșare, caracteristici buneîmbătrânire, rezistență mare la rupere. Dispersiile apoase de tiocol sunt folosite pentru a etanșa rezervoarele din beton armat. Proprietățile mecanice ale cauciucului pe bază de tiocol sunt scăzute.

Acrilat (AK)/poliacrilat. Avantajul cauciucurilor acrilate este rezistența lor la uleiurile care conțin sulf la temperaturi ridicate; sunt utilizate pe scară largă în industria auto. Sunt rezistente la oxigen, destul de rezistente la căldură și au aderență la polimeri și metale. Proprietățile distinctive ale cauciucurilor acrilice sunt rezistența ridicată la căldură și ulei. Cauciucurile acrilate sunt utilizate pentru diferite produse de etanșare rezistente la căldură și ulei (de exemplu, garnituri de ulei, inele, garnituri), furtunuri, diafragme, acoperiri protectoare, gumarea echipamentelor, benzi adezive; pentru fabricarea produselor care funcționează în condiții de abraziune: diverse produse turnate, role de imprimare, căptușeli de conducte și jgheaburi prin care sunt transportate materiale abrazive etc.

Dezavantajele sunt rezistența scăzută la îngheț, rezistența scăzută la apă fierbinte și abur.

Siloxan-silicon (SKT). Densitatea cauciucului este de 1700-2000 kg/m 3, rezistență la tracțiune 35-80 MPa, alungire 360%. SKT este un cauciuc sintetic rezistent la căldură. Sunt folosite ca materiale elastice în scopuri speciale în diverse industrii și în multe domenii ale tehnologiei. Cauciucurile siloxanice sunt folosite pentru fabricarea de etanșări, membrane, piese de profil pentru etanșarea ușilor și ferestrelor, a cabinelor de avioane, precum și a îmbinărilor flexibile care rezistă la temperaturi foarte ridicate. temperaturi scăzuteîn straturile înalte ale atmosferei, concentrații semnificative de ozon și radiații solare. Rezistența la îmbătrânire și caracteristicile dielectrice ale acestora sunt, de asemenea, foarte mari.

Rezistența ridicată la căldură a cauciucului din cauciuc siliconic permite și utilizarea acestora la fabricarea izolatoarelor de vibrații cauciuc-metal (amortizoare), antivibratoare pentru conducte de aer, carcase bujii, garnituri de proiectoare etc.

Cauciucul este un produs de prelucrare specială (vulcanizare) a unui amestec de cauciuc și sulf cu diverși aditivi.

Cauciucul ca material tehnic diferă de alte materiale prin proprietățile sale elastice ridicate, care sunt inerente cauciucului - principala componentă inițială a cauciucului. Este capabil de deformații foarte mari (alungirea relativă ajunge la 100%), care sunt aproape complet reversibile. La temperaturi normale, cauciucul este într-o stare foarte elastică, iar proprietățile sale elastice sunt menținute într-un interval larg de temperatură.

Modulul de temperatură se află în intervalul 1-10 MPa, adică este de mii și zeci de mii de ori mai puțin decât pentru alte materiale. O caracteristică specială a cauciucului este compresibilitatea sa scăzută (pentru calculele de inginerie, cauciucul este considerat incompresibil); Raportul lui Poisson este 0,4-0,5, în timp ce pentru metal această valoare este 0,25-030. O altă caracteristică a cauciucului ca material tehnic este natura relaxantă a deformării. La temperaturi normale, timpul de relaxare poate fi de 10 4 s sau mai mult. Când cauciucul funcționează în condiții de solicitări mecanice repetate, o parte din energia percepută de produs se pierde prin frecare internă; această frecare este transformată în căldură și provoacă pierderi de histerezis. Atunci când se utilizează piese cu pereți groși, datorită conductivității termice scăzute a materialului, o creștere a temperaturii în masa de cauciuc reduce performanța acestuia.

Pe lângă caracteristicile notate, materialele din cauciuc se caracterizează prin rezistență ridicată la abraziune, rezistență la gaz și apă, rezistență chimică, proprietăți de izolare electrică și densitate scăzută.

15.1. Compoziția și clasificarea cauciucului.

Baza tuturor cauciucului este cauciucul natural (NR) sau cauciucul sintetic (SC), care determină proprietățile de bază ale materialului cauciuc Pentru a îmbunătăți proprietățile fizice și mecanice ale cauciucului, sunt introduși diverși aditivi (ingrediente). Astfel, cauciucul este format din cauciuc și ingredientele discutate mai jos.

1. Substanțele (agenții) de vulcanizare participă la formarea structurii rețelei spațiale a vulcanizatului. În mod obișnuit, se utilizează sulful sau seleniul ca astfel de substanțe pentru unele cauciucuri, se folosesc peroxizi. Pentru cauciucul în scopuri electrice, în loc de sulf elementar (care interacționează cu cuprul), se folosesc compuși organici ai sulfului – tioram.

Acceleratori ai procesului de vulcanizare: polisulfurile, oxizii de plumb, magneziu și altele afectează atât modul de vulcanizare, cât și proprietățile fizice și mecanice ale vulcanizatelor. Acceleratorii își manifestă cea mai mare activitate în prezența oxizilor anumitor metale (zinc etc.), de aceea numiți activatori în compoziția amestecului de cauciuc.

2. Antioxidanții (antioxidanții) încetinesc procesul de îmbătrânire a cauciucului, ceea ce duce la o deteriorare a proprietăților sale de performanță. Există antioxidanți chimici și fizici. Efectul celor dintâi este că întârzie oxidarea cauciucului. Antioxidanții fizici (parafină, ceară) formează pelicule de protecție a suprafeței și sunt utilizați mai rar.

H. Dedurizatorii (plastifianții) facilitează prelucrarea amestecului de cauciuc, măresc proprietățile elastice ale cauciucului și măresc rezistența la îngheț a cauciucului. Parafina, vaselina, acidul stearic, bitumul, ftalații de dibutil și uleiurile vegetale sunt utilizate ca dedurizatori

4. Pe baza efectului lor asupra cauciucului, materialele de umplutură sunt împărțite în active (întărire) și inactive (inerte). Umpluturi active (carbon alb și negru) măresc proprietățile mecanice ale cauciucului: rezistență, rezistență la abraziune, duritate. Se introduc materiale de umplutură inactive (cretă, talc, barit) pentru a reduce costul cauciucului.

Adesea, recuperarea este introdusă în compoziția cauciucului - un produs de prelucrare a produselor vechi din cauciuc și a deșeurilor de producție de cauciuc. Pe lângă reducerea costurilor, reclaim îmbunătățește calitatea cauciucului, reducând tendința acestuia de a îmbătrâni.

5. La cauciucul colorat se adaugă coloranți minerali sau organici. Unii coloranți (alb, galben, verde) absorb partea de unde scurte a spectrului solar și protejează astfel cauciucul de îmbătrânirea ușoară.

Majoritatea covârșitoare a cauciucurilor sunt compuși nesaturați, cu conținut ridicat de polimeri, cu o dublă legătură chimică între atomii de carbon din unitățile elementare ale macromoleculei. Greutatea moleculară a cauciucului este estimată la 400.000 - 450.000 Structura macromoleculelor este liniară sau ușor ramificată și este formată din unități individuale care tind să se învârtească într-o minge și să ocupe un volum minim, dar acest lucru este împiedicat de forțele interacțiunii intermoleculare. , deoarece moleculele de cauciuc sunt sinuoase (zigzag). Această formă a moleculelor este motivul pentru elasticitatea excepțional de mare a cauciucului (sub o sarcină mică, moleculele se îndreaptă). Proprietățile cauciucului seamănă cu polimerii termoplastici. Prezența legăturilor nesaturate în moleculele de cauciuc permite anumite conditii transferați-l într-o stare termostabilă. Pentru a face acest lucru, la locul dublei legături se adaugă sulf divalent, care formează, în direcția transversală, „punți” între moleculele de cauciuc sub formă de fir, rezultând o structură de rețea spațială inerentă cauciucului (vulcanizat). Procesul de interacțiune chimică a cauciucurilor cu sulful în tehnologie se numește vulcanizare.

În funcție de cantitatea de sulf introdusă, se obțin frecvențe diferite ale rețelei polimerice. Odată cu introducerea a 1-5% S, se formează o rețea rară, iar cauciucul devine foarte elastic și moale. Pe măsură ce procentul de sulf crește, structura rețelei devine mai frecventă, cauciucul devine mai dur, iar cu saturația maximă posibilă (30%) a cauciucului cu sulf se formează un material dur numit ebonită.

În timpul vulcanizării, se utilizează structura moleculară a polimerului, ceea ce implică o modificare a proprietăților sale fizice și mecanice: rezistența la rupere și elasticitatea cauciucului crește brusc, iar plasticitatea dispare aproape complet (de exemplu, cauciucul natural are σ). V=1,0-1,5 MPa, iar după vulcanizare σ V=35MPa); Duritatea și rezistența la uzură cresc. Multe cauciucuri sunt solubile în solvenți doar se umflă în ele și sunt mai rezistente la substanțe chimice. Cauciucurile au o rezistență mai mare la căldură (NK se înmoaie la o temperatură de 90°C, cauciucul funcționează la temperaturi peste 100°C).

Modificarea proprietăților cauciucului este afectată de interacțiunea cauciucului cu oxigenul, prin urmare, în timpul vulcanizării, au loc două procese simultan: structurarea sub influența unui agent de vulcanizare și distrugerea sub influența oxidării și a temperaturii. Predominanța unuia sau altui proces afectează proprietățile vulcanizatului. Acest lucru este tipic în special pentru cauciucurile NC. Pentru cauciucurile sintetice (SR), procesul de vulcanizare este completat de polimerizare: sub influența oxigenului și a temperaturii, se formează legături intermoleculare de carbon, întărind structura termostabilă, ceea ce crește rezistența.

Stabilitatea termică a vulcanizatului depinde de natura legăturilor formate în timpul procesului de vulcanizare. Legăturile cele mai puternice și, prin urmare, rezistente la căldură sunt -C-C-legătura polisulfurică -C-S-C are cea mai mică rezistență.

În ceea ce privește consumul global, NC reprezintă 30%, restul este SC, din care sunt cunoscute 250 de specii.

În funcție de scopul lor, cauciucurile sunt împărțite în cauciucuri de uz general și cauciucuri speciale.

Cauciucuri de uz general. Grupul de cauciucuri de uz general include vulcanizate ale cauciucurilor nepolare - NK, SKB, SKS, SKI.

NK - cauciuc natural este un polimer al izoprenului (C5H8) n. Se dizolvă în solvenți grași și aromatici (benzină, benzen, cloroform, disulfură de carbon etc.), formând soluții vâscoase folosite ca adezivi. Când este încălzit peste 80-100°C, cauciucul devine plastic și la 200°C începe să se descompună. La o temperatură de -70°C, NK devine fragil. De obicei NC este amorf. Cu toate acestea, în timpul depozitării pe termen lung, este posibilă cristalizarea. Faza cristalină apare și atunci când cauciucul este întins, ceea ce îi crește semnificativ rezistența. Pentru a obține cauciuc, NK este vulcanizat cu sulf. Cauciucurile pe bază de NC se caracterizează prin elasticitate ridicată, rezistență, impermeabilitate la apă și gaz și proprietăți de izolare electrică ridicate: ρ V= 3 * * 10 14 - 23 * 10 18 Ohm*cm; ε =2,5.

SKB - cauciuc butadien sintetic(divinil) se obține prin metoda SV. Lebedeva. Formula polibutadienă (C4H6) n. Este un cauciuc care nu se cristalizează și are o rezistență scăzută la tracțiune, astfel încât materialele de umplutură de armare trebuie adăugate cauciucului pe baza acestuia. Rezistența la îngheț a cauciucului butadien este scăzută (de la -40 la -45°). Se umflă în aceiași solvenți ca NC. Cauciucul divinil stereoregulat SKD este aproape de NK în proprietățile sale tehnice de bază. Cauciucurile Divinyl sunt vulcanizate cu sulf într-un mod similar cu cauciucul natural.

SKS - cauciuc stiren butadien se obţine prin polimerizarea în comun a butadienei (C 4 H 6) şi a stirenului (CH = CH – C 6 H 5). Este cel mai comun cauciuc de uz general.

În funcție de procentul de stiren, cauciucul este produs în mai multe grade: SKS-10, SKS-30, SKS-50. Proprietățile cauciucului depind de conținutul unităților de stiren. Deci, cu cât mai mult stiren, cu atât rezistența este mai mare, dar rezistența la îngheț este mai mică. Din cel mai comun cauciuc SKS-30 se obține cauciuc cu rezistență bună la îmbătrânire și performanță bună la deformații repetate. În ceea ce privește impermeabilitatea la gaz și proprietățile dielectrice, acestea sunt echivalente cu cauciucurile pe bază de NC. Cauciucul SKS-10 poate fi folosit la temperaturi scăzute (de la -74 la -77°C). Prin selectarea materialelor de umplutură adecvate, se poate obține cauciuc cu rezistență mecanică ridicată.

SKI - cauciuc sintetic izopren- produs de polimerizare izopren (C 5 H 8). Producerea SCI a devenit posibilă datorită utilizării de noi tipuri de catalizatori. Ca structură, proprietăți chimice și fizico-mecanice, SKI este aproape de cauciucul natural. Industria produce cauciucuri SKI-3 și SKI-3P, care sunt cele mai apropiate ca proprietăți de NK; cauciuc SKI-3P, destinat producției de cauciucuri electroizolante, SKI-ZV - pentru tehnologia vidului.

Cauciucurile de uz general pot funcționa în apă, aer, soluții slabe de acizi și alcaline. Intervalul de temperatură de funcționare este de la -35 la 130°C. Aceste cauciucuri sunt folosite pentru a face anvelope, curele, furtunuri, benzi transportoare, izolații pentru cabluri și diverse produse tehnice.

Cauciuc special sunt împărțite în mai multe tipuri: rezistente la ulei și benzină, rezistente la căldură, rezistente la ozon ușor, rezistente la uzură, electrice, rezistente la fluide hidraulice.

Cauciucurile rezistente la ulei și benzină sunt produse pe bază de cauciucuri cloropren (nairit), SKN și tioloc.

Nairit este un cauciuc cloropren domestic.

Vulcanizarea poate fi efectuată prin tratament termic chiar și fără sulf, deoarece sub influența temperaturii cauciucul trece într-o stare termostabilă. Cauciucurile pe bază de nairită au elasticitate ridicată, rezistență la vibrații, rezistență la ozon, sunt rezistente la combustibil și uleiuri și au o rezistență bună la îmbătrânirea termică. În ceea ce privește rezistența la temperatură și rezistența la îngheț (de la -35 la -40°C), acestea sunt inferioare atât NK, cât și altor SC-uri. Proprietățile electroizolante ale cauciucului pe bază de nairit polar sunt mai mici decât cele ale cauciucului pe bază de cauciuc nepolar.

În funcție de compoziție, cauciucul este produs în următoarele clase: SKN-18, SKN-26, SKN-40. Prezența grupului CN în moleculele de cauciuc îi conferă proprietăți polare. Cu cât polaritatea cauciucului este mai mare, cu atât este mai mare mecanica și proprietăți chimice iar rezistența la îngheț este mai mică. SKN este vulcanizat folosind sulf. Cauciucurile pe bază de SKN au rezistență ridicată (σ V=35 MPa), rezistă bine la abraziune, dar sunt inferioare ca elasticitate cauciucurilor pe bază de NC, superioare acestora ca rezistență la îmbătrânire și acțiunea acizilor și alcalinelor diluate. Cauciucurile pot funcționa în mediul benzinei, combustibilului, uleiurilor în intervalul de temperatură -30 până la 130°C. Cauciucurile pe bază de SKN sunt utilizate pentru producția de curele, benzi transportoare, furtunuri și piese din cauciuc rezistente la ulei și benzină.

Cauciucurile rezistente la căldură sunt produse pe baza cauciucului SKT.

SKT - cauciuc sintetic rezistent la căldură, este un compus organosiliciu cu formula chimică:

…-Si(CH3)2O-Si(CH3)2-…

Cauciucul este vulcanizat cu peroxizi și necesită introducerea de umpluturi de armare. Prezența unei legături puternice de siloxan în lanțul molecular principal conferă cauciucului o rezistență ridicată la căldură. Deoarece SCT este slab polar și are proprietăți dielectrice bune. Intervalul de temperatură de funcționare al SKT este de la -60 la 250°C. Aderența scăzută inerentă compușilor organosiliciului face ca SCT să fie impermeabil și hidrofob. Se umflă în solvenți și uleiuri, are rezistență mecanică scăzută, impermeabilitate mare la gaz și are o rezistență slabă la abraziune. Prin înlocuirea grupării metil cu alți radicali se obțin alte tipuri de cauciucuri siliconice. Cauciucul cu grup vinilic (SCTV) este rezistent la imbatranire termica si are mai putina fluiditate la compresie, temperaturi de functionare de la -55 la 300°C.

Cauciucurile rezistente la îngheț sunt cauciucuri pe bază de cauciucuri cu temperaturi scăzute de tranziție sticloasă. Cauciucurile pe bază de SKS-10 și SKD pot funcționa la temperaturi de până la -60°C; NK, SKV, SKS-30, SKN-până la -50°C, SKT-sub -75°C.

Cauciucurile rezistente la uzură sunt produse pe baza cauciucurilor poliuretanice SKU.

Cauciucuri poliuretanice au rezistență ridicată, elasticitate, rezistență la abraziune și rezistență la ulei și benzină. Nu există legături nesaturate în structura cauciucului, deci este rezistent la oxigen și ozon. Temperaturile de funcționare ale cauciucului pe baza acestuia variază de la -30 la 130°C. Pe baza de polimeri complecși, sunt produse cauciucuri SKU-7, SKU-8, SKU-50; pe bază de polieteri - SKU-PF, SKU-PFL. Acestea din urmă se caracterizează prin rezistență ridicată la îngheț și rezistență hidrolitică. Cauciucul uretanic este rezistent la radiații. Cauciucurile pe bază de SKU sunt folosite pentru anvelopele auto, benzile transportoare, căptușelile de țevi și jgheaburi pentru transportul materialelor abrazive, încălțămintei etc.

Cauciucurile electrice includ cauciucuri electroizolante și conductoare electric. cauciucuri electroizolante, utilizate pentru izolarea conductorului de fire și cabluri, pentru mănuși și încălțăminte speciale, sunt realizate numai pe bază de cauciuc nepolar NK, SKB, SKS, SKT și cauciuc butilic.

Cauciucurile conductoare electric pentru cablurile ecranate sunt obținute din cauciucuri NK, SKN, în special pentru cauciucul polar SKN-26 cu introducerea în compoziția lor de negru de fum și grafit.

Cauciucul, rezistent la fluide hidraulice, este utilizat pentru etanșarea sistemelor hidraulice în mișcare și staționare, furtunuri, diafragme, pompe; Pentru a lucra în ulei, se folosește cauciuc pe bază de cauciuc SKN, a cărui umflare în lichid nu este mai mare de 1-4%. Pentru lichidele organosilicioase se folosesc cauciucuri nepolare pe bază de cauciucuri NK, SKMS-10 etc.

15.2. Influența factorilor de operare asupra proprietăților cauciucului.

În timpul funcționării, produsele din cauciuc sunt supuse diverse tipuriîmbătrânirea (lumină, ozon, termică, radiații, vid) care le reduce performanța; modificările proprietăților pot fi ireversibile. Rezistența cauciucului în timpul îmbătrânirii depinde de gradul de nesaturare a cauciucului, de flexibilitatea macromoleculelor, de rezistența legăturilor chimice din lanț, de capacitatea de orientare și cristalizare. Modificările proprietăților sunt evaluate prin modificări ale rezistenței și caracteristicilor elastice; în ceea ce privește recuperabilitatea cauciucului și rezistența la rupere.

Sub influența condițiilor atmosferice și a ozonului, se produce crăparea cauciucurilor solicitate din cauciucuri nesaturate; cauciucurile saturate sunt rezistente la îmbătrânirea prin ozon. Lumina provoacă foto-oxidarea cauciucurilor, care depinde de prezența legăturilor duble. În ordinea descrescătoare a ratei de fotooxidare, cauciucurile pot fi aranjate pe rând: NK, SKB>SK>BK. Cauciuc rezistent la lumină de la SKF și SKT. Fotoprocesul se accelerează odată cu creșterea temperaturii. Rata de îmbătrânire a cauciucului în stare tensionată este mai mare decât în ​​stare liberă. Creșterea rezistenței la ozon se realizează prin introducerea de ingrediente adecvate și aplicarea unei pelicule de protecție.

Durata de viață sau durata de depozitare a produselor din cauciuc este determinată de modificarea deformarii reziduale de compresie ε rest, care pentru materiale de etanșare permis până la 80%, iar relaxarea stresului 0,2.

Întrebări pentru revizuirea secțiunii.

1. Denumiți compoziția și dați clasificarea cauciucului.

2. În ce cazuri se folosesc cauciucuri speciale?

1. Știința materialelor: Manual pentru universități / B.N. Arzamasov, V.I. Makarova, G.K. Mukhin și alții Sub conducerea generală. ed. B.N. Arzamasova – ed. a III-a, rev. si suplimentare – M.: Editura MSTU im. N.E. Bauman, 2001 - 648 p.

2. Lakhtin Yu.M., Leontyeva V.P. Știința materialelor: manual pentru inginerie superioară instituţiile de învăţământ. Ed. a 3-a, revizuită. si suplimentare – M.: Inginerie mecanică, 1990. – 538 p.

3. Drits M.E., Moskalev M.A. Tehnologia materialelor structurale si stiinta materialelor: Proc. pentru universitati. – M.: Mai sus. şcoală, 1990.– 447 p.

4. Khudokormova R.N., Panteleenko F.I. Știința materialelor: Lab. atelier: Proc. manual pentru universități / Ed. L.S. Liahovici. – Mn.: Mai sus. şcoală, 1998. – 224 p.

5. Marca de oteluri si aliaje. Ed. CA. Zubcenko. – M.: Inginerie mecanică., 2004. – 784 p.

Cauciucurile sunt materiale elastice multicomponente pe baza de cauciuc. Elasticitatea cauciucului, de ex. capacitatea de a suferi deformari foarte mari (500 - 800%) reversibile este proprietatea lor cea mai valoroasa. Cauciucurile au un modul elastic foarte mic (E = 1...10 MPa) si se deformeaza usor sub influenta unor solicitari relativ mici; raportul lor Poisson este aproape de 0,5. Cauciucurile se caracterizează prin σ Β = 10... 60 MPa și o alungire relativă foarte mare în momentul ruperii probelor - până la 900 - 1000%. Fisurile din cauciuc se propagă încet; rezistența la rupere (GOST 262-93) variază de la 20 la 150 kN/m.

După ruptură, proba a avut o alungire relativă reziduală de 20 - 30%, adică. mai puțin de 5% din alungirea maximă înainte de rupere. Această alungire permanentă este în principal o deformare ireversibilă datorită ruperii legăturilor încrucișate și alunecării macromoleculelor cu cât este mai mică alungirea permanentă, cu atât calitatea cauciucului este mai mare.

În timpul funcționării, produsele din cauciuc suferă solicitări care sunt semnificativ mai mici decât rezistența la tracțiune. Sub sarcină, o parte din energia mecanică furnizată produsului este transformată în energie termică. Pierderile de histerezis apar în timpul unui singur ciclu de încărcare. Ele capătă o importanță deosebită în timpul încărcărilor ciclice repetate (Fig. 20.1).

Orez. 20.1. Dependența tensiunii din cauciuc de deformarea la tracțiune

În produsele masive, temperatura cauciucului crește cu 100 °C sau mai mult. Încălzirea histeretică a cauciucului este însoțită de o scădere a rezistenței sale și de îmbătrânirea oxidativă crescută. Ca urmare, durata de viață a produselor este redusă și, în unele cazuri, este posibilă distrugerea acestora. Pierderile de histerezis au asigurat utilizarea cauciucului ca material principal pentru amortizoare. Energia vibrațiilor, șocurilor sau impactului este absorbită atunci când elementele de cauciuc ale dispozitivelor de absorbție a șocurilor sunt deformate.

Cauciucurile sunt fabricate din cauciucuri naturale și sintetice cu temperaturi de tranziție sticloasă sub 0°C. Operația principală de conversie a cauciucului în cauciuc este vulcanizarea, atunci când moleculele liniare de cauciuc termoplastic sunt conectate prin legături chimice reticulate. Structura moleculară a cauciucului este o rețea tridimensională capabilă de deformații extrem de elastice datorită densității reduse a legăturilor încrucișate. În comparație cu cauciucul, cauciucul este mai puternic, nu este predispus la deformare ireversibilă sub sarcină și nu se dizolvă, ci doar se umflă în acei solvenți în care cauciucul este solubil.

Pentru cauciucuri de uz general, intervalul de temperatură de funcționare este -50 ... + 150 °C. Când este încălzit peste 150°C, cauciucul se descompune rapid, iar când este răcit sub -50°C, își pierde elasticitatea. Pentru temperaturi mai scăzute și mai mari, au fost dezvoltate cauciucuri speciale - rezistente la îngheț și, respectiv, rezistente la căldură.

În funcție de localizarea celor mai apropiate grupuri de atomi în raport cu legăturile duble, sunt posibile diverse configurații ale moleculelor de cauciuc (Fig. 20.2).

Orez. 20.2. Configurații ale moleculelor de cauciuc:

a-1,4-trans; b-1,4-cis

Cu aceeași compoziție chimică, izomerii de cauciuc diferă în flexibilitate, adică. În ceea ce privește numărul de conformații posibile, unii izomeri îi depășesc semnificativ pe alții. De exemplu, cauciucul natural (1,4-cis) diferă de gutaperca (1,4-trans) prin elasticitatea sa crescută.

Păstrarea setului principal de duble legături în rețeaua moleculară în vrac a cauciucului este motivul îmbătrânirii sale rapide. Ozonul este deosebit de distructiv; îmbătrânirea este accelerată prin încălzire și acțiunea simultană a agenților oxidanți și a stresului mecanic. Ca urmare a îmbătrânirii, suprafața cauciucului devine acoperită cu o rețea de fisuri. În special, în timpul unui ciclu de încărcare alternativ, cauciucul este supus simultan oxidării și distrugerii mecanice. Ruperea legăturilor în moleculele de cauciuc și recombinarea fragmentelor moleculare reduc elasticitatea cauciucului și sunt însoțite de crăparea constantă a straturilor sale de suprafață.

În funcție de rezistența la îmbătrânire, cauciucurile se împart în trei grupe: rezistente (nu conține legături duble); moderat rezistent și instabil. Rezistente sunt cauciucurile pe bază de etilenă-propilenă, cauciucurile silicon-organice și fluor, precum și polietilena corsulfonată. Sunt insensibili la ozon fie la concentrația sa de echilibru în aer egală cu (2 - 4) 10 –6%, fie când această concentrație crește la 0,1 – 1,0%. Efectul îmbătrânirii devine vizibil la ei abia după ani.

Cauciucurile cu rezistență moderată includ cauciucuri pe bază de cloropren și cauciucuri butilice și tiocol. În aceste materiale, crăpăturile încep să se dezvolte după câteva luni de îmbătrânire.

Cauciucurile de uz general care sunt produse în cantități de masă sunt instabile. Acestea sunt cauciuc natural și cauciucuri pe bază de izopren, stiren butadienă, nitril butadienă și o serie de alte cauciucuri. Crăpăturile apar în ele după scurte întinderi, îndoire sau torsiune. O creștere a concentrației de ozon în aer la 10 –2 – 10 –4% duce la crăparea suprafeței acestor materiale la 20-25 °C după doar 1 oră de expunere. Fisurile de suprafață contribuie la distrugerea în continuare și reduc rezistența la uzură a cauciucului.

Cauciucurile, datorită flexibilității lor sub influența mecanică, sunt rezistente la multe tipuri de uzură abrazivă. În același timp, se uzează prin „rulare”. În timpul frecării, micro-neregularitățile din cauciuc sunt deformate, rulate și rupte de la suprafață. Rata de uzură a cauciucului crește brusc când este încălzită peste 150 °C. Uzura se dezvoltă sub influența tensiunilor tangențiale care rupe stratul de suprafață și cu cât este mai intens, cu atât coeficientul de frecare este mai mare. Microfisurile cauzate de îmbătrânire cresc uzura.

Ca material polimeric, cauciucul se caracterizează prin rezistență la gaz și apă și rezistență chimică (cu excepția agenților oxidanți puternici). Cauciucurile absorb ușor apa (cauciuc natural - până la 2% H 2 O). Rezistența cauciucului la ulei și combustibil pentru motor este extrem de importantă. Cauciucurile de uz general, inclusiv cauciucul natural, nu sunt rezistente la aceste substanțe, se umflă în ele și își pierd rapid rezistența. Cauciucurile speciale - butadienă-nitril, poliuretanul, polisulfura, cloroprenul, precum și cauciucul pe bază de cauciuc fluor sunt rezistente la ulei. Cauciucul pe bază de cauciuc butilic este superior celorlalte în ceea ce privește impermeabilitatea la gaze, principala sa aplicație este camerele de cauciuc ale anvelopelor auto.

În intervalul de temperatură de funcționare, proprietățile mecanice ale cauciucului se modifică: elasticitatea cauciucului scade pe măsură ce se apropie de t CT și la temperaturi de peste 100 ° C din cauza distrugerii termice și a îmbătrânirii. Cu încălzirea pe termen scurt la 120 ° C (pentru a preveni îmbătrânirea), rezistența tuturor cauciucurilor, fără excepție, este redusă la jumătate. Cauciucurile pe bază de cauciuc etilen-propilenă, organosiliciu și fluor sunt rezistente la căldură (până la 300 - 400 °C în loc de 150 °C pentru cauciucurile convenționale). Cauciucul este un dielectric.

Proprietățile cauciucului variază în funcție de alegerea componentelor, de relația dintre acestea și de starea de vulcanizare. Compoziția cauciucului include: cauciuc, plastifiant 8-30% pentru prepararea cauciucului brut pentru turnare, umplutură sub formă de pulbere fină, vulcanizator pentru reticulare moleculelor de cauciuc, antioxidant

Materialele de umplutură sunt împărțite în active (funingine, oxid de siliciu) și inerte (cretă, talc etc.). Umpluturi active sub formă de pulbere foarte dispersată special preparată interacționează cu moleculele de cauciuc și măresc rezistența cauciucului. Umpluturi inerte reduc costul cauciucului fără a crește rezistența acestuia. Cauciucul regenerat (8 - 30%) - deșeuri măcinate fin și produse din cauciuc vechi - se adaugă cauciucului brut, ceea ce reduce și costul acestuia. Cu cât este mai mare conținutul de umplutură activă și vulcanizator, cu atât sunt mai mari pierderile de rezistență, modul elastic și histerezis. Cu cât conținutul de plastifiant este mai mare, cu atât interacțiunea intermoleculară este mai slabă, cu atât rezistența este mai mică și pierderile din cauza histerezisului sunt mai mici.

Tehnologia de fabricare a produselor din cauciuc include plastificarea cauciucului împreună cu plastifianți, amestecarea componentelor și obținerea cauciucului brut, formarea, asamblarea și vulcanizarea produselor. Plastificarea este deformarea repetată a cauciucului brut. Ca urmare a plastificării, amestecul este încălzit, greutatea moleculară medie este redusă la jumătate din cauza distrugerii mecanice și se obține un material vâscos flexibil, care este ușor de amestecat cu alte componente și apoi formează un produs din cauciuc brut. Vulcanizarea se realizează la 140 - 180 °C în matrițe sau autoclave. Expunerea se face cât mai scurtă pentru a reduce distrugerea termică a cauciucului (în acest scop se folosesc acceleratori de vulcanizare). Agentul de vulcanizare este de obicei sulf, se adauga in cantitate de 5 - 6%, pastrand elasticitatea cauciucului. La o concentrație de sulf de 30 - 50%, frecvența legăturilor încrucișate este atât de mare încât elasticitatea este complet eliminată; Materialul solid obținut după vulcanizare se numește ebonită.

Cauciucurile sunt ușor de combinat cu alte substanțe - stiren, acrilonitril, izobutilenă. În cauciucurile de uz general, componenta elastică este de obicei un copolimer, cum ar fi cauciucul stiren-butadienă. Pe măsură ce conținutul de unități de stiren sau nitrol din moleculele de cauciuc crește, rezistența la îngheț a cauciucului scade. Produsele din cauciuc folosesc adesea armături cu fibre și țesături pentru a crește rezistența.

Gama de produse din cauciuc este extrem de largă. Pentru inginerie mecanică, cele mai importante sunt anvelopele pentru vehicule, amortizoarele, curelele de transmisie, furtunurile, diferitele garnituri și manșete și lagărele lipite. Cauciucul este folosit ca material de matriță pentru ștanțarea tablei. Pentru producția de produse din cauciuc se folosesc cauciucuri de uz general și speciale. Primele includ cauciucul natural și cauciucul izopren, care are proprietăți aproape identice, și cauciucul stiren-butadien, care este superioară ca rezistență la uzură cauciucului natural.

Cauciucurile speciale includ: a) cauciucuri rezistente la îngheț care mențin elasticitatea până la -70 ... -100 ° C; acestea sunt cauciucuri organosilicice și cauciucuri cu plastifianți speciali, de exemplu butadienă-nitril, plastifiate cu sebacați; b) cauciucuri rezistente la căldură - etilen propilenă (până la 200 - 300 °C), cauciuc fluor (până la 300 °C), silicon (până la 250 °C); c) cauciucuri rezistente la ulei pe bază de cloropren, nitril butadienă, cauciucuri fluor, precum și cauciucuri polisulfurice (tiocol) și poliuretanice; d) cauciucuri rezistente la radiații umplute cu compuși de plumb sau bariu pentru a absorbi radiațiile γ.

Valoarea excepțională a proprietăților unice ale cauciucului a făcut necesară testarea completă a proprietăților acestuia folosind metode standard. Pe lângă testele de tracțiune și rupere, se evaluează rezistența la îngheț, rezistența la îmbătrânirea termică, rezistența în medii lichide și alte proprietăți ale cauciucului.