ШИНЫ. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

Натуральный каучук

Натуральный каучук (НК) был первым и долгое время един­ственным каучуком, который использовался для получения пнев­матических шин. Поскольку наша страна по климатическим ус­ловиям мало подходит для выращивания каучуконосных дере­вьев, то и от получения НК из каучуконосных кустарников тоже быстро отказались. Невозможность получения НК в промыш­ленных масштабах и затруднительность его импортных заку­пок были главными причинами, побудившими Россию первой в мире организовать в начале тридцатых годов промышленное производство нерегулярного полибутадиенового каучука. Конеч­но, тот первый, натрий-бутадиеновый каучук (СКБ), не мог кон­курировать по качеству с НК, но его наличие позволило "обуть" отечественные автомобили и наладить производство необходи­мых резино-технических изделий. Налаживая производство синтетических каучуков (СК), мы тем самым избавлялись от многих недостатков, связанных с натуральным происхождени­ем НК. Первый недостаток: сильная зависимость свойств НК от места произрастания каучуконоса. НК полученный в Таиланде будет очень сильно отличаться от индонезийского НК и т. д. Вто­рой недостаток: негарантированная производительность каучу­ковых плантаций. Так, количество получаемого НК будет силь­но зависеть от влажности года. Более того, даже химический состав НК будет в большой мере определяться климатическими особенностями года. Неслучайно, что сейчас в мире насчиты­вается десятки сортов НК, отличающихся друг от друга по мно­гим показателям. Конечно, этот факт вносит определенные труд­ности в обеспечение стабильного уровня качества выпускаемых шин. Поэтому многие крупные производители шин пошли по пути создания своих, "фирменных" плантаций, но это принци­пиально не решает вышеуказанных проблем. В этом смысле про­мышленное производство СК с его жесткими требованиями к составу исходного сырья, к точному поддержанию параметров технологического процесса позволяет каждый раз получать ка­учук с очень узким разбросом показателей.

Третий недостаток: ограниченность сырьевой базы. Несмот­ря на то, что производительность каучуковых плантаций по все­му миру сильно выросла, тем не менее рост производства НК не безграничен и уже сейчас начинает ощущаться его недоста­ток, что, конечно, отражается на его цене.

В 1990 году мировое производство НК составило 5070 ты­сяч тонн, из которых 72% пришлось на долю Малайзии, Индо­незии и Таиланда.

Четвертый недостаток. Натуральный каучук является един­ственным каучуком натурального происхождения и его звенья имеют преимущественное 1,4-цис-изопреновое строение. Не­смотря на то, что ни один из видов СК не может полностью повторить комплекс свойств резин из НК, тем не менее ряд СК дает резины с отдельными показателями, намного превосхо­

Дящими эти показатели у резин из НК. Например, резины на основе стереорегулярного бутадиенового каучука (СКД) имеют более высокую морозостойкость, износостойкость и эластич­ность, чём резины из НК. Именно по этой причине часто в ре­цептуре протекторных резин наряду с синтетическим изопре - новым каучуком используется и СКД.

Пятый недостаток. НК перед его использованием для из­готовления резиновых смесей необходимо распаривать (декри­сталл изовать).

Из вышеизложенного может показаться, что использова­ние НК в шинных резинах нужно уменьшать, постепенно све­дя его к нулю. Однако это не так. Фирмы, которые могут полу­чать НК по доступной цене, широко используют его в своем производстве. Например, США и Япония в 1990 году потре­били НК соответственно 600 и 500 тысяч тонн. И дело здесь в следующем. В состав НК, наряду с 1,4-полиизопреном входит от 2 до 4% натуральных белков, которые придают резиновым смесям и резинам из НК многие положительные качества. Так, когезионная прочность резиновых смесей из НК в несколько раз превосходит аналогичный показатель у смеси на основе синтетического изопренового каучука. То же самое можно ска­зать и о клейкости резиновых смесей. За счет повышенной клейкости резиновых смесей из НК в них не надо вводить ин­гредиенты, предназначенные для ее увеличения: канифоль, ин - денокумаровые и нефтеполимерные смолы. Прочность же свя­зи между кордом и резиной при этом не ухудшается и даже во многих случаях выше, чем при использовании СК. Далее, на­личие природных белков в НК обеспечивает резинам повы­шенную стойкость к термоокислительной деструкции. Чтобы придать резинам из СК аналогичную стойкость в них необхо­димо вводить от двух до трех массовых частей одного или даже нескольких стабилизаторов. Все это приводит к тому, что ко­личество ингредиентов в резиновых шинных смесях из НК

14

Составляет 12-13 вместо 16-18. По этим причинам даже на шинных заводах России, базирующихся на использовании син­тетических каучуков, полностью отказаться от использования НК не представляется возможным.

На рис. 1 показана диаграмма использования различных марок каучуков на крупнейшем шинном заводе России ОАО "Нижнекамскшина".

Из этой диаграммы видно, что доля потребления НК дохо­дит до 1%. На заводах, которые специализируются на выпуске крупногабаритных шин, удельный вес потребления НК значи­тельно выше (до 6%).

Тем не менее потребление НК в развитых странах ещё выше, о чем свидетельствует таблица 2.1 [12].

Видно, что практически половину объема потребления ка­учуков шинной промышленностью составляет натуральный ка­учук.

Наиболее крупными производителями НК являются Малай­зия (1291 тыс. тонн в 1990 г.) и Таиланд (1258 тыс. тонн в 1990 г.).

Проведенные в лаборатории каучуков НИИШПа исследо­вания позволили определить круг сортов НК, наиболее подхо­дящих для отечественной шинной промышленности. Это вы­сокосортные каучуки RSS-1, RSS-2, SMR-5, VSR-5, VSR-10, VSR-20. Технические требования на НК "VSR" приведены в таблице 2.2.

Несмотря на обилие сортов НК его производители в пос­леднее время [13] предпринимают попытки улучшения качества,

В том числе и используя химическую модификацию его струк­туры. Протектор, изготовленный из эпоксидированного на 25 мол.% НК, имеет более высокие тягово-сцепные свойства на мокрой дороге и более низкое сопротивление качению в срав­нении с протектором из немодифицированного НК. Доведение степени эпоксидирования НК до 50 мол.% (каучук £N11-50) де­лает резины из него воздухонепроницаемыми, что позволяет использовать их для получения камер и герметизирующих сло­ев бескамерных шин.