ШИНЫ. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

Активаторы вулканизации шинных смесей

Активатор серной вулканизации оксид цинка вводится в резиновые смеси в значительном избытке, и часть его после вулканизации остается в резинах в свободном виде.

При введении в резиновые смеси оксид цинка диспергиру­ется в виде кристаллических частиц, и, согласно [189], он не диффундирует в резиновой смеси. Такое предположение может быть подтверждено при рассмотрении диспергируемости ок­сида цинка с кристаллохимической точки зрения [177]. В крис­таллах оксид цинка имеет координацию равную 4, и структура кристалла может быть представлена в следующем виде:

TOC o "1-5" h z! I

О о

-о - Zn-O-Zn-O-

0 о

-O-Zn-O-Zn-O-

1 i

0 о

1 1

Химическая связь в оксиде цинка имеет смешанный харак­тер, причем процент ионности составляет 63 и ковалентности - 37 [190]. С другой стороны, такое соотношение ионности и ко­валентности связи затрудняет образование ионных пар и диф­фузию оксида цинка в резиновой смеси в виде катиона и анио­на. Отсюда следует, что оксид цинка в резиновых смесях рас­пределяется в виде кристаллических частиц, а его раствори­мость в каучуке не превышает 0,053 масс. ч. [191].Учитывая, что диффузия представляет собой перенос вещества на молекуляр­ном уровне, а в оксиде цинка молекула является лишь гипоте­тической, его диффузия в резиновой смеси маловероятна, что исключает потери оксида цинка из шин в процессе хранения и эксплуатации.

Согласно [192], для взаимодействия со стеариновой кис­лотой и ускорителями количество оксида цинка при стехиомет­рическом соотношении не превышает 1,2 масс. ч., а при двух­кратном избытке по соотношению к стехиометрии дозировка оксида цинка составляет 2,4 масс. ч. Данные работы [193] сви­детельствуют, что при взаимодействии в смеси с меркаптобен - зотиазолом и стеариновой кислотой степень превращения ок­сида цинка достигает 0,75 от стехиометрического соотношения. В то же время дозировка оксида цинка в рецептах шинных сме­сей изменяется от 3,0 до 5,0 масс. ч., следовательно, в шинных резинах 0,6-2,5 масс. ч. оксида цинка остается в свободном виде и сохраняется в них до конца службы шин. В этой связи реку­перация дефицитного оксида цинка из изношенных шин и по­вторное его использование в рецептах шинных резиновых сме­сей представляет важное значение.

На ОАО "Нижнекамскшина" разработан способ полу­чения композиционного активатора, содержащего оксид цинка, рекуперированного сжиганием изношенных шин и отходов шинного производства в печи при 1300° С [194]. Газообразные компоненты, образующиеся при сжигании, со взвешенными в них частицами активатора отсасываются в печь дожига, а затем поступают на фильтры, с которых со­бирают активатор. Затем порошкообразный активатор сме­шивают с углеводородным олигомером в различных соот­ношениях.

В таблице 2.77 представлены состав нового активатора и содержание в нем компонентов.

Таблица 2.77

Состав композиционного активатора на основе оксида цинка

Наименование

Компонентов

Содержание компонентов в образцах активатора, масс. %

1

2

3

Оксид цинка

30

47

55

Техуглерод

20

28

35

Сера

1,5

2,2

3,5

Углеводородный олигомер

48,5

22,8

6,5

Для исследования влияния композиционного активатора на технологические и технические свойства резиновых смесей и ре­зин были приготовлены смеси по следующему рецепту (масс. ч.): СКИ-3 - 56Д СКД - 22,0; СКМС-30АРКМ-15 - 22,0; сера - 1,9; сульфенамид М - 1,6; оксид цинка или активатор - 4,0; фталевый ангидрид - 0,5; стеарин - 2,0; канифоль - 1,0; масло ПН-бш - 16,' диафен ФП - 0,7-, ацетонанил Р, РС - 2,0; углеводородные смолы - 3,0; защитный воск ЗВ-1 - 2,0; техушерод П-245 - 56,0.

Резиновые смеси приготавливали в лабораторном резино- смесителе по двухстадийному режиму. Активатор вводили в ре­зиновую смесь на первой стадии смешения. Устойчивость ре­зин к реверсии вулканизации оценивали по времени, за кото­рое максимальный крутящий момент снижается на 10 %. Ис­пытание проводилось на реометре фирмы "Монсанто" при 190° С. Стойкость резин к ползучести оценивали по удлинению в миллиметрах через 12 ч. экспозиции в термостате при 130° С и величине нагрузки 40 г/мм2. Полученные результаты исследо­ваний контрольной и опытных резиновых смесей и резин пред­ставлены в таблице 2.78.

Приведенные в таблице 2.78 данные показывают, что ре­зиновые смеси, содержащие новый активатор, отличаются от контрольйой большей стойкостью к реверсии вулканизации. Вре-

185

Мя, за которое максимальный крутящий момент снижается на 10 %, у резиновых смесей с образцами нового активатора в 1,5- 1,7 раза больше, чем у контрольной смеси. По стойкости к пол­зучести резины с новым активатором превосходят контрольную резину в 2 раза. Кроме того, стоимость резин с новым актива­тором на 10 % ниже стоимости резины с оксидом цинка.

Таким образом, разработан и подтвержден на практике ме­тод наиболее полной утилизации изношенных шин с получе­нием тепла и рекуперацией оксида цинка для повторного при­менения в рецепте с достижением улучшения технологических и физико-механических свойств резиновых смесей и резин.

Таблица 2.78 Свойства резиновых смесей и резин с различными активаторами

Показатели свойств

Оксид

Опытные активаторы

Цинка

1 |

I 2 I

I з

Реометр, 190° С

Максимальный крутящий момент Мтах, фхд

29,5

30

32,5

31

Время, за которое Мтах снижается на 10 %,

Треварсии, МИН.

3,5

5.0

6,0

5,1

Вулканизация при 155° С, 15 мин.

Условное напряжение при удлинении 300 %, МПа

7,1

7,5

7,7

7,3

Условная прочность при растяжении, МПа

21,1

21,2

21,8

21,5

Относительное удлинение при разрыве, %

584

586

560

570

Сопротивление раздиру, кН/м

61

63

62

61

Ползучесть при 130° С, 40 г/мм2, Д| мм

25

12

9

11

Относительная стоимость 1 кг резины, %

100

90

90

90

В работе [195] изучена принципиальная возможность при­менения твердых растворов оксидов металлов, в которых роль матрицы выполняет оксид цинка, а вторым компонентом явля­ется оксид никеля или оксид магния в качестве активаторов вул­канизации резиновых смесей. При введении твердого раствора в количестве 5 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука увеличивается ско-

І

Рость вулканизации в главном периоде при незначительном сокращении индукционного периода по сравнению с резино­выми смесями на основе только оксида цинка. Твердые раство­ры характеризуются большей дисперсностью, наличием значи­тельного числа деффектов кристаллической решетки и мень­шей гидрофильностью по сравнению с ZnO.

Резины отличаются повышенным уровнем основных фи­зико-механических свойств (на 10-15 %) и имеют прочность связи резин брекерного типа с латунированным металлокордом на уровне систем, содержащих модификатор РУ. Участие Ni и Mg в ионизированной форме в ингибировании процесса кор­розии металлокорда по электрохимическому механизму приво­дит к высокой стабильности адгезионного соединения при влаж­ном и солевом старении.

Вещество, которое содержит в своем составе CaO, ZnO и Si02 в равном соотношении, было исследовано в производствен­ных смесях для легковых и грузовых шин [196]. Было установ­лено, что протекторные смеси и смеси для боковин, содержа­щие данную смесь, проявляют повышенную скорость вулкани­зации и имеют сокращенное на 2-3 минуты оптимальное время вулканизации. Вулканизационные характеристики брекерных и каркасных смесей в целом идентичны производственным сме­сям, но условная прочность при растяжении у резин на 1-2 МПа выше. По динамическим, адгезионным свойствам, температу­ро - и теплостойкости опытные и производственные резины идентичны. Авторы рекомендуют вводить в протекторные, кар­касные, камерные смеси и смеси для боковин вместо ZnO ука­занное выше вещество в количестве 3,0 масс. ч., а в брекерные - 5 масс. ч.

Фирма Тудьир" в протекторных резинах для легковых, гру­зовых и авиационных шин применила пентагидрат тиосульфа­та натрия в качестве активатора серной вулканизации диено­вых каучуков, ускоренной сульфенамидными соединениями.

Данный активатор позволяет снизить время вулканизации на 15-60 % при сохранении комплекса свойств резин.

Известно, что бутилкаучуки требуют повышенное время вулканизации. Для уменьшения времени вулканизации хлорбу - тилкаучука и повышения сопротивления многократному растя­жению резин из данной смеси [197] она должна содержать суль­фид бария и дополнительно 2-меркаптоимидазолин и аэросил, модифицированный 10 частями аммиака при следующем соот­ношении ингредиентов (части): ХБК - 100; стеариновая кисло­та - 2,5-3,5; сера - 1,8-2,2; тетраметилтиурамдисульфид - 1,1- 1,5; тех. углерод с уд. поверхностью 90-110 м2/г - 40-60; сульфид бария - 7-15; 2-меркаптоимидазолин - 0,5-0,8; модифицирован­ный аэросил - 5-10.

В работе [198] установлено активизирующее влияние тио­кола НВБ-2 (м. м.=2200-2700, содержание концевых 8Н-групп 3,0-4,3 %) на сульфенамидный ускоритель сульфенамид М. При этом происходит экстремальный рост условной прочности при растяжении, условного напряжения при 300 % в зависимости от концентрации тиокола (Рис. 12).

Предполагается, что тиокол также способствует переходу серы в активное состояние по схеме:

(Я-8-5-11 + 88 —> Я-8Х-Я + 8 ю-х)

ШИНЫ. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

Как утилизируют шины и покрышки автомобилей?

Шины и покрышки автомобилей могут быть утилизированы на различные способы. Один из самых распространенных способов утилизации шин и покрышек автомобилей - это их переработка. Переработка позволяет получить из них вторичные …

Сбалансированные покрышки Белшина Бел 147 Artmotion с высокими тяговыми показателями на снегу

Белшина Бел 147 – идеальный выбор среди покрышек бюджетного класса. Фрикционная не шипованная резина создана для зим с изменчивой погодой. Рисунок протектора такой же, как у автошин премиум-класса, - направленный. …

Современные способы утилизации изношенных шин в качестве топлива

В работе [535] подробно описаны современное состояние и перспективы утилизации изношенных шин. Проведение по­иска перспективных направлений утилизации изношенных шин обусловлено накоплением их больших запасов, загрязняющих окружающую среду. Наименьшие затраты энергии …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.