ШИНЫ. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

Бутадиен-стирольные каучуки

В отечественной шинной промышленности до сих пор при­меняются в основном эмульсионные бутадиен-стирольные ка - учуки (БСК) низкотемпературной полимеризации. В ограниче - ном объеме используются эмульсионные БСК высокотемпера­турной полимеризации и БСК растворной полимеризации. Производство низкотемпературных шинных БСК каучуков со­средоточено в городах Воронеже, Стерлитамаке, Тольятти и Ом­ске. Марки каучуков низкотемпературной полимеризации, про­изводимые на заводах этих городов в 1990 году, приведены в таблице 2.32 [12].

Относительно новый каучук СКС-30 АРКМ-15 РЛ имеет повышенную однородность и хорошо показал себя в рецепту­рах легковых радиальных шин.

Бутадиен - (метил) стирольные каучуки имеют широкое рас­пространение на Западе. Фирмами разных стран выпускается более ста различных марок БСК. Отечественные каучуки при близкой вязкости по Муни имеют более высокую жесткость и несколько замедленную скорость вулканизации по сравнению с зарубежными аналогами, но в оптимуме вулканизации каучуки СКМС-ЗОАРК и СКМС-30 АРКМ -27 близки к зарубежным аналогам (таблица 2.33, 2.34).

Анализ таблицы 2.34 показывает, что отечественный СКС 30 АРКМ-27 содержит несколько больше летучих, золы, железа, эта - нол-толуольнош экстракта и свободных органических кислот. Кро-

65

Ме того, российский каучук более жесток и имеет повышенную вяз­кость по Муни, особенно в сравнении с БСК американской фирмы “Файрстон”. Тем не менее по упруго-прочностым показателям ре­зин и реологическим характеристикам резиновых смесей все кау - чуки дают приблизительно одинаковые значения.

В России производится 6 марок БСК высокотемператур­ной полимеризации, из которых только СКМС-10К в ограниче - ном количестве используется для выпуска шин с повышенной морозостойкостью. Данный каучук требует предварительной термопластикации, однако Воронежским филиалом ВНИИСКа совместно с НИИШПом разработана марка СКСМ-10АРКП - МЭГ низкотемпературной полимеризации, которая лишена это­го недостатка. Данный каучук получил хорошую оценку Ярос­лавского и Омского шинных заводов.

В мире отчетливо просматривается тенденция замены эмульсионных БСК на растворные. Фирма “Байер” резко уве­личивает выпуск БСК и СКД растворной полимеризации, а инвестиции в производство эмульсионного БСК прекращены [32]. Аналогичная картина наблюдается и в США. Обусловле­но это прежде всего более высокой чистотой растворных кау - чуков, низким содержанием в них некаучуковых компонентов, отсутствием остаточных мономеров.

При совместной полимеризации бутадиена и стирола в ра­створе в присутствии литийорганических катализаторов могут быть получены сополимеры ДССК со статистическим или блоч­ным распределением стирольных звеньев, а также звездообраз­ные [33, 34]. Воронежский завод СК и опытный завод Воро­нежского филиала ВНИИСКа выпустили в 1990 году ряд ра­створных ДССК с содержанием статистически распределенно­го стирола 18,25 и 65% масс. (табл. 2.35).

Всего в 1990 году производилось 11 отечественных марок ДССК, из которых в шинной промышленности используется ДССК с содержанием стирола 18 и 25%. Эти марки каучуков

66

	О ' - «л Я
^ см см ^ - с-Г см О ° со
Со см 1Л
£ 5 I
1$ Го с; ш а) 0 = Х го О) со 1 2 |г

Растворной полимеризации отличаются не только содержани­ем связанного стирола, но и распределением звеньев стирола в макромолекуле; размером и количеством блоков стирола; мик­роструктурой бутадиеновой части макромолекул; ММР и раз - ветвленностью; типом и количеством наполнителя.

Подробно характеристики некоторых ДССК каучуков при­ведены в таблице 2.36.

Данные каучуки не содержат гель-фракции, а бутадиеновая часть характеризуется меньшим содержанием звеньев 1,2 (10- 12% вместо 20%) и большим звеньев 1,4-цис (40-45% вместо 10%) в сравнении с эмульсионным БСК. Кроме того, ДССК ка­учуки менее разветвлены, имеют более узкое ММР. Привлека­тельным в ДССК каучуках является их способность к наполне­нию до 100 масс, частей техническим углеродом. По комплексу свойств статистические ДССК с 15-25% стирола находятся меж­ду БСК и СКД (таблица 2.37) [12].

Каучук ДССК-18 может применяться в рецептуре протек­торных резин взамен комбинации СКД и эмульсионных масло­наполненных бутадиен-стирольных каучуков новых марок. Дан­ные сравнительных испытаний приведены в таблице 2.38 [35].

По сравнению с серийной смесью смесь на основе ДССК - 18 имеет меньшую усадку, большую скорость шприцевания и лучшую шприцуемость при несколько большей вязкости по Муни. Вулканизаты ДССК-18 по прочностным, динамичес­ким и усталостным характеристикам несколько превосходят ре­зины на основе СКД и БСК. Испытания шин также подтвер­дили преимущество ДССК-18: износостойкость протектора увеличилась на 5%, его сцепление с дорожным покрытием воз­росло на 20%.

Аналогичные выводы можно сделать и по каучуку ДССК - 25 (таблица 2.39).

Хорошо известно, что значительная доля сопротивления ка­чению шины (60-70%) приходится на протектор, а примерно7% мощности двигателя расходуется на его преодоление. Для про­текторов на основе натурального, бутадиен-стирольного и СКД каучуков снижение сопротивления качению и их истираемости сопровождается ухудшением сцепления с мокрым дорожным покрытием. В работе [36] показано, что резины из ДССК с со­держанием 40-50 % (мае.) винильных звеньев в бутадиеновой части макроцепи (ДССК-25-1,2) имеют пониженное теплооб-

Разование при жестких условиях, а значит и сопротивление ка­чению, чем резины из обычных бутадиен-стирольных каучуков.

Перечень отечественных марок бутадиен-стирольных каучу­ков пополнил тольяттинский АО “Синтезкаучук”. Объединение освоило новые марки БСК: БСК-1500,1502, 1778, 1712 [16].

БСК-1500 и БСК-1502 являются сополимерами бутадие­на-1,3 с а-метилстиролом (22-25 %). БСК-1500 стабилизиро­ван аминофенольным антиоксидантом ВС-1, а БСК-1502 - три - (п-нонилфенил)-фосфитом.

БСК-1712 и БСК-1778 представляют собой смесь 100 м. ч. бутадиен-метилстирольного каучука с 37,5 м. ч. высокоаромати­ческого масла для БСК-1712 и светлого парафино-нафтенового масла для БСК-1778. Каучук БСК-1712 рекомендован для шин­ной промышленности, кабельной, резинотехнической и обувной.

Свойства каучука БСК-1712 и его аналога БСК-1778 с нео­крашивающим стабилизатором и резин на их основе приведе­ны в таблице 2.40.

В 1997 году АО "Воронежсинтезкаучук” начал осваивать производство сополимера бутадиена, стирола и метилметакри - лата (или акрилонитрила) - каучуки серии "Резиласт". Состав этих каучуков, а также свойства резиновых смесей и резин на их основе в сопоставлении с традиционным каучуком СКС - 30АРКМ-15 приведены в таблицах 2.41 и 2.42.

При несколько худших технологических показателях смесей резины из каучуков ’'Резиласт” имеют неоспоримые преимуще­ства по динамической выносливости. Кроме того, цены на "Ре­зиласт" находятся на уровне бутадиен-стирольных каучуков. Раз­работчик этих каучуков ВФ НИИСКа рекомендует "Резиласт - 1М" и мРезиласт-2М" в качестве полноценной замены в протектор­ных резинах каучука СКС-30 АРКМ-15 и комбинации каучуков СКД: СКС-30 АРКМ-15 (20:80). Интересно, что фирма "Конти­ненталь” также разработала протекторную резину на основе ком­бинации сополимера бутадиена, стирола и акрилонитрила (86- 30%: 5-30%: 10-40%).

Резиновая смесь включает комбинацию технического угле­рода с белой сажей, силановый агент, фенол форм альдегидную смолу, резорцин и гексаметоксиметилмеламин. Шины, изготов­ленные с применением такой смеси, имеют улучшенные

75

Состав каучуков серии "Резиласт”

Показатели сопротивления качению и сцепления с влажной до рогой при достаточно высокой износостойкости.