Лабораторная работа 8

ИЗУЧЕНИЕ СТОЙКОСТИ РЕЗИН К НАБУХАНИЮ

 

Цель работы: определить степень набухания резины в различных жидкостях.

 

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИБОРЫ, МАТЕРИАЛЫ И ИНСТРУМЕНТЫ

 

1. Образцы резин размерами 20х20 толщиной 2 ± 0,3 мм или любой формы весом более 1 г.

2. Стаканы химические емкостью 100 и 250 мм.

3. Весы аналитические с разновесами.

4. Пинцет.

5. Проволока.

6. Жидкости для набухания (табл. 1).

7. Жидкости для промывки образцов (табл. 1).

8. Цилиндр мерный.

9. Бумага фильтроваль­ная.

10. Штангенциркуль.

2. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Изучение стойкости резин к набуханию в жидкостях имеет большое практическое значение при разработке рецептур резиновых смесей для изделий, соприкасающихся в процессе эксплуатации с маслами, раство­рителями, топливами, физиологическими растворами. Резиновая про­мышленность выпускает большой ассортимент изделий (рукава, шлан­ги, уплотнители, прокладки, муфты, техническая резиновая обувь), ра­ботающих в среде агрессивных жидкостей. В результате набухания ухудшаются физико-механические свойства (эластичность, прочность, износостойкость, выносливость при многократных деформациях, твер­дость) и изменяются вес и объем изделий. Испытание резин на стой­кость к набуханию в определенных средах проводят при контроле гото­вых изделий.       

Набухание в жидкостях - одно из характерных свойств высокомоле­кулярных соединений. Изменение свойств резин при набухании связано с проникновением молекул жидкости в межмолекулярные пространства каучука и ослаблением его межмолекулярных связей. Стойкость резин к набуханию в жидкостях зависит от природы исходного каучука и его содержания в резиновой смеси, свойств и дозировок ингредиентов, ус­ловий обработки смеси, режима и степени ее вулканизации. При этом большое значение имеют свойства жидкости, в которой происходит набухание, продолжительность и температура процесса.

Каучуки НК, СКИ 3, СКБ, СКД, БК, СКС ограни­ченно набухают и не растворяются в спиртах, кетонах, этил- и бутилацетате и др.; каучуки СКН, хлоропреновый, сульфидный, фторсодержащий, акриловый, ДМВП, уретановый—в бензине, бензоле, толуоле, ксилоле, четыреххлористом углероде и др.). Повышенной масло- и бензостойкостью при высоких температурах обладают каучуки СКН, хлоропреновый, СКФ, акриловый.

В среде слабых растворов кислот и щелочей, концентрация кото­рых не превышает 20%, устойчивы каучуки НК, СКВ, СКД, СКН, хлоропреновый каучук; в концентрированных растворах стойкость проявляют кау­чуки изобутиленовый, этиленпропиленовый, хлорсульфополиэтиленовый, фторсодержащий бутилкаучук.

Для повышения стойкости к набуханию увеличи­вают дозировку наполнителей (так, каолин повышает маслостойкость, барит - химическую стойкость), вводят защитные коллоиды (казеин, столярный клей), повышают содержание связанной серы, вводят актив­ные ускорители.

Присутствие пластификаторов способствует набуханию, поэтому их дозировки сокращают и подбирают вещества, не растворяющие­ся в данной агрессивной среде. Минимальное значение набухаемости резин получается при опти­мальных условиях вулканизации.

При испытаниях резин на стойкость к набуханию в жидкостях определяют степень набуханиявесовым и объем­ным методами и находят коэффициент стойкости к набуханиюпутем срав­нения физико-механических показателей образцов до и после набуха­ния.

Набухание проводят в течение 6, 12, 24, 48 и 72 ч при 20, 70, 100, 120 ± 3°С. Среду для набухания (кислоты, щелочи, масла: веретенное, трансформаторное, турбинное; рас­творители: бензин, бензол, смеси этих растворителей, этилацетат и др.) подбирают в соответствии с требованиями ГОСТов или ТУ на резины и готовые изделия. При определении степени набухания резин возможны отклонения от установленных норм в результате различия химического состава применяемых сред, удовлетворяющих одному и тому же ГОСТу.

Согласно ГОСТ 421—59, испытания заключаются в выдержке об­разцов в течение установленного времени при заданной температуре в определенной среде и сравнении веса и объема образцов до и после на­бухания. Степень набухания Q, определяется тремя способами: весовым, объемным гидростатическим и объемным пикнометрическим. Весовой метод заключается во взвешивании стандартного образца до и после набухания. Разность в массе образца, отнесенная к первона­чальной его массе и выраженная в %, характеризует степень набухания резины в данной среде при определенном температурном режиме.

Количествво жидкости выбирается из расчета 30 мл на один стандартный образец или на 1 г образца, вырезанного из готового изделия и должно обеспечивать полное покрытие образцов. Материал емкости должен быть нейтраль­ным к жидкостям, применяемым при испытании. Обычно используют стеклянные или фарфоровые химические стаканы или другие емкости с герметически закрывающимися крышками.

Образцы для испытаний размером 20х20 мм вырубают из вулкани­зованных пластин толщиной 2 ± 0,3 мм. Для контроля готовых изделий вырезают образцы любой формы весом более 1 г. Результаты испыта­ний можно сравнивать только при использовании образцов одинаковой формы и объема.