ШИНЫ. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

Пути повышения экологической безопасности технологии сборки покрышек

Одним из существенных недостатков шинных резиновых смесей на основе синтетических каучуков является их низкая конфекционная клейкость, что обусловливает необходимость применения бензина БР-1 (бензин «галоша») для освежения поверхности деталей покрышек перед их конфекционной сбор­кой.

Бензин БР-1 относится к наименее вредным углеводоро­дам, так как его предельно-допустимая концентрация состав­ляет (в пересчете на углерод) 300 мг/м3 воздуха [513]. Однако его концентрация у сборочных станков может достигать 18^-20 г/м3 и пары бензина на большинстве отечественных предприя­тий в составе вентиляционных выбросов попадают в окружаю­щую среду.

Вылежка деталей покрышек резко снижает их конфекцион­ную клейкость из-за окисления поверхностного слоя, выцвета­ния серы и других ингредиентов на поверхность, а также осаж­дения производственной пыли [514]. Так, прочность связи меж­ду слоями обрезиненного корда, дублированных сразу после каландрования, составляет в среднем 0,35 кг/см, тогда как дуб­лирование этих же слоев после хранения в течение 5 часов по­зволяет достичь прочности связи между ними лишь 0,15 кг/см.

Работы, посвященные повышению конфекционной клейкости шинных смесей на основе синтетических каучу - ков [515] путем введения различных смол, не привели к ус­транению этого недостатка, и применение бензина БР-1 при сборке покрышек практикуется на всех отечественных шин­ных заводах. При этом освежение поверхности деталей бен­зином, воспринимаемое как удаление выцветших серы и ин­гредиентов и осевшей на поверхность при хранении деталей производственной пыли, в действительности является про­цессом образования на этой поверхности микрослоя клея с диспергированными в нем кристаллическими частицами серы, ускорителей и пыли.

Механизм образования микрослоя клея на поверхности де­талей можно представить следующим образом. При нанесении бензина на поверхность детали каркаса сборщик не смывает с поверхности выцветшие ускорители и серу, а только смачивает их бензином. При этом часть макромолекул каучука растворяется в бензине с образованием микрослоя клея, тогда как частицы серы и ускорителей, которые мигрировали на поверхность при хранении, не растворяются в бензине, а переходят в суспензию в клеевую прослойку. Следует отметить, что часть бензина не успевает испариться перед наложением очередного слоя дета­ли на освеженную поверхность. Кроме того, при обычной тем­пературе бензин испаряется от поверхности микрослоя клея, что приводит к образованию поверхностной пленки, препят­ствующей испарению молекул бензина из нижней части клее­вого слоя, и тех молекул, которые уже успели внедриться в об - кладочную смесь глубже. Остатки легколетучего бензина вызы­вают снижение прочности связи между брекером и протекто­ром, а в каркасе при температурах вулканизации пары бензина могут привести к микропорам, способствующим уменьшению срока службы шин. В свою очередь кристаллические частицы серы и ускорителей, оставшиеся между дублированными по­верхностями деталей, способствуют образованию в поверхно­сти контакта этих деталей тонкого перевулканизованного слоя, что также приводит к уменьшению прочности связи между ними и сокращению срока службы шин из-за более высокого тепло­образования в таких прослойках в покрышке. При этом чем боль­ше количество выцветших на поверхность кристаллических серы и ускорителей, тем больше вероятность образования перевулка­низованного слоя в поверхности контакта двух деталей.

Для уменьшения количества бензина в растворителе и по­падания его паров в окружающую среду представляет интерес применение смеси бензина с этиловым спиртом, имеющим пре­дельно допустимую концентрацию 1000 мг/м3. В данном слу­чае можно ожидать одновременного растворения каучука и ин­гредиентов, мигрировавших на поверхность, при условии, если добиться смешения этих растворителей друг в друге (напри­мер, путем добавления небольших количеств третьего буфер­ного растворителя).

Уменьшение или устранение выделения паров бензина в рабочие помещения и окружающую среду при сборке покры­шек возможно при использовании следующих способов.

1. Освежение поверхности деталей механическим спосо­бом, например, вращающейся проволочной щеткой. При этом произойдет шероховка тонкого слоя и получится развитая по­верхность контакта, что обеспечит надежную когезию между слоями каркаса. Нагрев такой поверхности будет способство­вать увеличению прочности связи между дублируемыми дета­лями за счет повышения пластичности резиновых смесей и достижения более полного контакта между поверхностями. Известно [514], что интенсивное возрастание прочности связи между дублируемыми слоями деталей при нагреве наблюдает­ся в интервале температур 35+60 °С как для невулканизован - ных (с 0,21 до 0,37 кг/см), так и для вулканизованных (с 5,0 до 6,0 кг/см) образцов деталей покрышек на основе синтетических каучуков. Такой нагрев оказывает положительное влияние и при использовании клеевого слоя или освежения бензином. Это обусловлено тем, что нагрев поверхности перед освежением бензином или промазкой клеем способствует испарению бен­зина из клеевой прослойки от нижних слоев клея к верхним с полным удалением растворителя с дублируемых поверхностей, что способствует повышению монолитности покрышек и уве­личению прочности связи между деталями.

2. Введение в резиновые смеси компонентов серных вул­канизующих систем в виде предварительно полученных эвтек­тических смесей из нескольких порошкообразных ингредиен­тов и их гранулировании в расплавленном состоянии [391]. Это исключает выцветание серы, ускорителей и других ингреди­ентов на поверхность, однако из-за низкой конфекционной клей­кости резиновых смесей на основе СК обогрев поверхности является необходимым.

3. Применение олигомерного освежителя поверхности де­талей покрышек, который способен образовывать тонкую кле­евую прослойку на поверхности деталей покрышек и раство­рять выцветшие серу и ускорители с последующей вулканиза­цией. Результаты лабораторных исследований, проведенных совместно с КГТУ, свидетельствуют об увеличении прочности связи между слоями резин, дублированных с применением оли­гомерного освежителя.

4. Улавливание паров бензина адсорбционным способом с применением усовершенствованной стадии десорбции.

Вышеперечисленные направления разрабатываются на ОАО «Нижнекамскшина» совместно с КГТУ. Среди них в наи­большей степени разработан и может быть реализован в про­мышленных условиях последний способ. Это подтверждается результатами научных исследований и опытно-промышленных испытаний.