ШИНЫ. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

Модификаторы многофункционального действия

В этой области долго и плодотворно работает группа укра­инских исследователей из Украинского химико-технологичес­кого университета (г. Днепропетровск) и специалисты из НИ - ИКГШ. Часть работ этих авторов была обсуждена ранее при рассмотрении других вопросов. Общим для всех этих работ яв­ляется стремление использовать олигомеры с активными фун­кциональными группами.

Целый ряд кремнийорганических эфиров, их смесей с МЭА СЖК и буроугольным воском был исследован в шинных рези­нах [319]. Было показано, что в каждом конкретном случае можно подобрать наиболее эффективное вещество и увеличить комп­лекс характеристик резин, особенно усталостных: сопротивле­ние многократному растяжению (Ы) и сопротивление разрас­танию трещин ^р) (таблица 2.107).

В другой работе [320] в резиновую смесь на основе СКМС - 30 АРКМ-15 вводили 3-8 частей хлорированного эпоксилигни­на с содержанием хлора 14-17 % и эпоксидным числом 3,5. Ре­зиновые смеси и вулканизаты имели свойства: когезионная проч­ность 0,37-0,48 МПа, Е300 10,9-11,4 МПа, ар22,8-23,3 МПа (22,0- 22,9 после старения 24 часа при 100° С); сопротивление разди - ру 35,5-36,2 кН/м (22,2-23,0 кН/м после старения 72 ч. при 100° С); прочность связи с кордом 23 КНТС 20,7-22,0 кН/м (12,7-

13,1 кН/м при 100° С).

О применении кремнийорганических соединений с крем- нийкислотными наполнителями в рецептуре протекторных ре­зин карьерных шин говорится в другой работе украинских уче­ных [321].

В журнале "Каучук и резина" [322] в 1996 году вышел обзор Онищенко З. В. и Кутяниной B. C., в котором приведены основ­ные принципы структурно-химической модификации эласто­меров соединениями, обладающими полифункциональным дей­ствием в резинах (олигомеры с эпоксидными, метилольными, гидроксильными и аминогруппами).

Олигомерные алифатические гуанидинсодержащие поли­амины - метацид и полигексаметиленгуанидин - в брекерных резинах повышают комплекс упругопрочностных свойств, осо­бенно после теплового старения, и адгезионные характеристи­ки [323]. Следует вспомнить, что в монографии уже упомина­лись алифатические полиамины и полигуанидины [188], кото­рые проявили себя как ингредиенты многоцелевого назначе­ния выполняющие функции ускорителей серной вулканизации, стабилизаторов каучуков, активаторов наполнителей, особен­но минеральных, а также модификаторов, повышающих проч­ность связи на границе резина-армирующий материал.

Интересные модификаторы шинных резин многофункцио­нального действия обнаружили ученые Вятского ГТУ [324]. Дан­ные модификаторы получаются при взаимодействии е-капро - лактама (КЛ) с диаминами или полиспиртами. Наиболее обна­деживающие результаты были получены при введении в рези­новую смесь привитых сополимеров на основе КЛ и поливини­лового спирта (ПВС), полученных в присутствии цинка (ПВСКЦ) или свинца (ПВСКС). В таблице 2.108 приведены ре­зультаты испытаний обкладочных резиновых смесей и резин, содержащих разное количество ПВСКЦ и ПВСКС, в сравне­нии с серийной смесью, модифицированной традиционным модификатором РУ-1.

Таблица 2.108

Свойства обкладочных резиновых смесей и вулканизатов

Анализ данных вышеприведенной таблицы показывает, что ПВСКЦ и ПВСКС улучшают технологические свойства смесей: снижается вязкость и повышается стойкость к преждевремен­ной вулканизации. Помимо этого, они даже при введении 1,0 масс. части увеличивают прочностные показатели и величину адгезии к капроновому корду В динамических условиях моди­фицированные резины почти вдвое устойчивее к усталости и меньше разогреваются (А!:), что очень важно для их использо­вания в шинах.

И, наконец, резины с данными модификаторами более ус­тойчивы к тепловому старению. Учитывая, что по токсиколо­гическим свойствам Ы-замещенные олигоамиды е-аминокап - роновой кислоты в 7-8 раз менее токсичны, чем РУ-1, можно сделать вывод о перспективности данных модификаторов.

Разные авторы у одного и того же модификатора помимо общих эффектов модифицирования открывают и новые. Так произошло с вышеуказанными полиаминами и полигуаниди­нами, аналогичная картина наблюдается с терпеномалеиновой смолой (ТМС).

В работе [286] указывается, что ТМС является отличной технологической добавкой в серийных рецептурах шинных ре­зин. Замена ТМС канифоли поднимает конфекционные свой­ства полуфабрикатов, увеличивает время скорчинга при одно­временном уменьшении времени достижения оптимума вулка­низации. В авторском свидетельстве [325] также отмечается улучшение технологических свойств резиновой смеси при вве­дении ТМС: улучшение пластичности, повышение когезионной прочности. Кроме того, у вулканизатов отмечается рост услов­ной прочности при растяжении, эластичности по отскоку, уста­лостной выносливости при многократном растяжении и умень­шение истираемости при сохранении относительного удлине­ния при разрыве, твердости и сопротивления раздиру. Сама тер - пеномалеиновая смола имеет кислотное число не менее 290 мг

КОН на 1 грамм продукта, температура ее размягчения не ниже 60° С. Пример рецептуры (ч.): 100 комбинаций СК; 0,7-2,0 8; 0,7-1,7 Ы-циклогексилсульфенамид; 4-6 2пО; стеариновая (оле­иновая) кислота 1-4; замедлитель подвулканизации 0,5-1,5; те - хуглерод 50-60; мягчитель 11-14; противостаритель 3-6; воск 1- 2; терпеномалеиновая смола 0,5-1,5.

Последние три рассматриваемые работы связаны с исполь­зованием или блокированного диизоцианата [326], или продук­тов его взаимодействия с веществами, содержащими в своем составе подвижный атом водорода [327, 328].

В патенте [326] в резиновую смесь на основе изопреново - го каучука включают серу, тетраметилтиурамдисульфид, сульфе - намидный ускоритель, Ы-дитиодиморфолин, ]Ч-изопропил-М'- фенил-п-фенилендиамин, техуглерод и модификатор. Модифи­катором является изоцианатсодержащий олигодиен, блокиро­ванный белой сажей или каолином в среде стеарина или четы­реххлористого углерода при соотношении по массе 10-15:8-13:10 соответственно. Кроме модификатора в смесь дополнительно вводят полимер 2,2,4-триметил - 1,2-дигидрохинолина. Блоки­рованный изоцианатсодержащий олигодиен вводят в количе­стве 5-20 частей.

В патенте США [327] модификатор получают реакцией а) гидроксилсодержащей циклопентадиеновой смолы и б) > 1 со­единений типа по л изоцианата, многоосновных кислот, их ан­гидридов или сложных полиэфиров. В резиновую смесь на ос­нове 100 частей > 1 каучука (НК и/или СК) модификатор вво­дится в количестве 1-30 частей. Получаемые вулканизаты ха­рактеризуются высокой стойкостью к порезам и расщеплению. Опытные вулканизаты и контрольные резины имели (в %): со­противление порезу (усл. ед.) 120 и 100 соответственно; тепло­образование (усл. ед.) 101 и 100. Шины размером 10.001120 с про­тектором из опытной и контрольной резины имели следующие характеристики: сопротивление образованию трещин глубиной >5 мм (усл. ед.) 117 и 100; сопротивление образованию трещин глубиной 1-5 мм (усл. ед.) 116 и 100; сопротивление скалыва­нию (усл. ед.) 111 и 100.

В работе [328] показана возможность улучшения некото­рых вулканизационных и физико-механических характеристик резин путем модификации их полиэфируретановыми, эпоксид­ными, аллильными, аллилмочевинными группами.