Резины как материалы для машиностроения

Общие сведения, состав и классификация резин.

мягкая

4-30% серы

1-3% серы

полутвердая

Резина

• полимер с высокой эластичностью;
• получают путем смешивания каучука с вулканизирующим веществом (обычно серой) и последующим нагревом до нужной температуры, при этом смесь густеет;
• структура представлена хаотично расположенными цепочками углерода, скрепленными атомами серы;
• в нормальном состоянии углеродные цепочки имеют скрученный вид;
• если резину растянуть, цепочки углерода раскрутятся

твердая

полутвердая

мягкая

твердая

эбонит

более 30% серы

Натуральный каучук

• природный полимер углеводород — изопрен (С5Н8) n
• добывают из млечного сока (латекса) каучуконосных растений (гевеи и др.)
• для выделения каучука латекс обрабатывают уксусной кислотой, под действием которой он свертывается, и каучук легко отделяется
• затем его промывают водой, прокатывают в листы, сушат и коптят для устойчивости против окисления и действия микроорганизмов.

История резины

• Издревле коренное население Центральной и Южной Америки, собирая млечный сок т. н. каучуконосных деревьев, получали каучук.
• Из чёрной упругой массы индейцы изготовляли:

• мячи, посуду, герметизировали ею днища пирог, создавали непромокаемые «чулки»; применяли как клей для приклеивания перья к телу для украшения .
• мячи, посуду, герметизировали ею днища пирог,
• создавали непромокаемые «чулки»;
• применяли как клей для приклеивания перья к телу для украшения .

ГЕВЕЯ

Непромокаемая ткань

• В 1823 году шотландский химик Чарльз Макинтош зобрёл водонепроницаемую ткань, получаемую пропиткой плотной материи раствором каучука в керосине.
• Из этой материи стали изготовлять непромокаемые плащи, получившие название «макинтош», галоши, непромокаемые почтовые сумки.
• Но эти изделия из каучука имели существенный недостаток — затвердевали на холоде и размягчались в жару.

Изобретение резины

• В 1839 году американский изобретатель Чарльз Гудьир нашёл способ температурной стабилизации эластичности каучука — смешиванием сырого каучука с серой и последующим нагревом.

Производство синтетических каучуков из нерастительного сырья

• Начало этому направлению дали опыты Майкла Фарадея по исследованию химического состава и структуры каучука.
• В 1878 году Гюстав Бушарда открыл реакцию превращения изопрена в каучукоподобную массу.
• В 1910 году Иван Кондаков открыл реакцию полимеризации диметилбутадиена.
• В 1925 году Сергей Васильевич Лебедев впервые синтезировал каучук в промышленной масштабе.

хорошая прочность, износостойкость, газонепроницаемость,

Бутадиен –

хорошая прочность, износостойкость, газонепроницаемость,

нестойки при воздействии озона, топлива и масел

нестойки при воздействии озона, топлива и масел

Бутадиен –

Изопреновый

газонепроницаемый, стойкий к органическим растворителям

Изопреновый

низкая прочность при высоких температурах

газонепроницаемый, стойкий к органическим растворителям

низкая

низкая

низкая прочность при высоких температурах

8

Бутадиен-стирольный СКС

Бутадиен-стирольный СКС

хорошая прочность, износостойкость, газонепроницаемость,

нестойки при воздействии озона, топлива и масел

нестойки при воздействии озона, топлива и масел

хорошая прочность, износостойкость, газонепроницаемость,

Силиконовый СК

стабильный и инертный

низкая прочность на растяжение

стабильный и инертный

чувствительный к усталости

чувствительный к усталости

устойчив к негативным действиям среды,

устойчив к негативным действиям среды,

низкая прочность на растяжение

Силиконовый СК

низкая морозостойкость

стойкость к воздействию топлив, масел, многих других веществ, высоких температур,

низкая морозостойкость

высокая прочность

фторкаучук (СКФ) и

фторкаучук (СКФ) и

стойкость к воздействию топлив, масел, многих других веществ, высоких температур,

высокая прочность

быстрое старение

широком диапазон температур,

обеспечивает прочную связь с металлами

быстрое старение

широком диапазон температур,

Бутадиен нитрильный СКН

высокой

обеспечивает прочную связь с металлами

Бутадиен нитрильный СКН

высокой

хорошие свойства при низких температурах

Бутадиеновый СКД

трудно перерабатывать, имеет недостаточно прочную связь с

хорошие свойства при низких температурах

эластичный, износостойкий,

Бутадиеновый СКД

трудно перерабатывать, имеет недостаточно прочную связь с

эластичный, износостойкий,

9

Свойства резины

• плотность около 1200 кг/м 3 ;
• эластичность; • способность поглощать ударные нагрузки и вибрацию; • низкая теплопроводность и звукопроводность; • высокая механическая прочность; • высокая сопротивляемость к истиранию; • высокая электроизоляционная способность; • газо- и водонепроницаемость; • устойчивость к агрессивным средам;
• со временем резина стареет, даже при длительном хранении.

Основное свойство резины

• обратимая эластичная деформация — способность многократно изменять свою форму и размеры без разрушения под воздействием сравнительно небольшой внешней нагрузки и вновь возвращаться в первоначальное состояние после снятия этой нагрузки. Подобным свойством не обладают ни металлы, ни древесина, ни полимеры.

общего назначения

общего назначения

теплостойкие

морозостойкие

теплостойкие

морозостойкие

маслостойкие

бензиностойкие

маслостойкие

бензиностойкие

токопроводящие

токопроводящие

магнитные

магнитные

фрикционные

фрикционные

мягкие

мягкие

средней твердости

средней твердости

твердые

твердые

РЕЗИНЫ

По степени твердости

По назначению

специальные добавки

наполнители

вулканизирую-щие

пластификаторы

Производство резины

резина

ускорители

противо-старители

вводы для кабелей

облицовочный материал

покрытия

герметики

уплотнители

сальники

трубки

амортизаторы

транспортные ленты

изоляция проводов и кабелей

переходы через ж/

шины

перчатки

непромокаемая ткань

приводные ремни

обувь

Из чего делают резину для шин?

натуральный каучук

синтетический каучук

пластификаторы и усиливающие наполнители