17. Аналіз особливостей вулканізації гум.Сум. На основі нк та скс-30а

При вулканизации каучука в присутствии определенного количества вулканизующего агента свойства вулканизата изменяются не монотонно, а по характерным кинетическим кривым, часто имеющим максимум или минимум.

Типичные кривые, характеризующие изменения физико-механическнх свойств при вулканизации НК и СКС серой в присутст­вии ускорителя вулканизации, введенного в необходимом количестве. представлены на рис. 111.2 и III.3. При рассмотрении кривых можно обнаружить, что свойства изменяются с разной скоростью, и значения максимумов н минимумов на разных кривых не всегдасовпадают. Тем не менее в течение некоторого времени при вулканизации сохраняются постоянными большинство показателей оптимальных эксплуатационных свойств резин. Наименьшая продолжительность вулканизации, за которую достигаются оптимальные показатели основных физико-механических свойств вулканизатов, называется оптимум вулканизации. Продолжительность периода вулканизации, в течение которого сохраняются оптимальные или близкие к ним показатели, носит название плато вулканизации.

18. Фізико-хімічні процеси при вулканізації. Розкрийте сутність 4 етапів.

При вулканизации сера образу поперечные связи (мости­ки) между макромолекулами каучука, поэтому для вулканизата характерна трехмерная сетчатая структура. Образование поперечных связей между молекулами каучука при вулканизации происходит постепенно.

С увеличением густоты вулк. сетки повышается твер­дость материала. Для НК: сначала (до содержания свя­занной серы около 5%) происходит увеличение прочности при растяже­нии вулканизатов. Такой вулканизат имеет свойства мягкой резины. 9—10% - прочность вулканизатов снижается, материал становится жестким, ко­жеподобным. Если содержание свя­занной серы еще больше увеличить, то прочность вулканизата сно­ва возрастет, и он превратится в твердый эбонит. Повышение проч­ности на первом участке кривой объясняется увеличением числа молекулярных цепей, ответственных за напряжение. При достиже­нии определенной степени сшивания расстояние между некоторы­ми узлами в результате неравномерности сшивания становится слишком малым, что затрудняет ориентацию молекулярных цепей при растяжении, приводит к локальным перенапряжениям и, сле­довательно, к разрыву цепей в этих местах. Дальнейшее увеличе­ние прочности связано с переходом от высокоэластической дефор­мации к упругой и прочность в этом случае будет обусловлена чис­то химическими связями.

С увеличением густоты вулканизационной сетки относительное и остаточное удлинения уменьшаются до очень малых значений, характерных для хрупких материалов. Набухание в растворителях уменьшается пропорционально увеличению степени сшивания.

Наименьшая продолжительность вулканизации, за которую до­стигаются оптимальные показатели основных физико-механических свойств вулканизатов, называется оптимум вулканизации. Продол­жительность периода вулканизации, в течение которого сохраня­ются оптимальные или близкие к ним показатели, носит название плато вулканизации.

При вулканизации происходят побочные хими­ческие процессы — циклизации и модификации полимерных цепей, терми­ческой и окислительной деструкции. По мере исчерпания вулканизующего агента и замедления процесса структурирования роль побочных процессов увеличивается, что может привести к ухудшению свойств вулканизата при увеличении продолжительности вулканизации, т. е. к перевулканизации, или реверсии.

В оптимуме вулканизации максимальные или лучшие показа­тели характерны для прочности при растяжении, напряжения при определенном удлинении, сопротивления истиранию, устойчивости вулканизата к старению. Со­противление раздиру более высоки у недовулканизованных образцов. Элас­тичность по отскоку, морозостойкость, озоностойкость, устойчи­вость к набуханию, остаточное удлинение и накопление остаточных деформаций при сжатии, динамический гистерезис имеют лучшие значения в области слабой перевулканизации.

Кинетика вулкани­зации до достижения оптимума (т. В) характеризуется индукционным перио­дом, или периодом подвулканизации (АБ), и главным периодом (БВ). Индук­ционный период определяет длительность нахождения резиновой смеси в вязкотекучем состоянии от начала нагревания до начала структурирования. Главный период — э то продолжительность вулка­низации от начала сшивания до момента оптимума вулканизации. Для получения изделия с оптимальными свойствами не­обходимо, чтобы индукционный период был достаточно продолжительным, главный период — очень корот­ким, плато вулканизации (ВГ)—очень широким, АБ'ВГ'—иде­альная кривая изменения напряжения при удлинении в процессе вулканизации.