Резина – это полимер с высокой эластичностью, материал, получаемый вулканизацией натурального или синтетического каучука.
Вулканизация представляет собой процесс, в котором каучук при высокой температуре взаимодействует с вулканическим веществом (чаще всего с серой). В результате молекулы каучука «сшиваются» в единую пространственную сетку. Получается полимер, структура которого составляет хаотично расположенные цепочки углерода соединенные атомами серы.
В обычном состоянии они имеют скрученный вид, при растяжении раскручиваются, после отмены растягивающего усилия принимают первоначальное состояние.
Состав и виды резины
Основой резины являются разновидности каучука. При изготовлении резины в процессе производства к нему добавляются:
В зависимости от применяемых ингредиентов резины условно делятся на следующие типы:
- Общего назначения;
- Маслобензостойкие;
- Теплостойкие;
- Кислото-щелочестойкие;
- Озоностойкие;
- Морозостойкие;
- Токопроводящие (диэлектрические);
- Радиационностойкие.
Дополнительно резины классифицируются по твердости (мягкая, твердая, жесткая), по структуре (монолитная, пористая), по агрегатному состоянию (жидкая, твердая, пастообразная).
Жидкая резина для гидроизоляции
От состава и видов резины зависит ее применение в различных областях сферы деятельности человека.
Свойства резины
Резина обладает уникальными свойствами. В зависимости от вида она может быть твердой или жидкой. Способна подвергаться большим деформациям при различных температурах без разрушения.
Резина обладает высокой эластичностью. Обратимая (возвратная) деформация при растяжении достигает до 10 размеров изделия.
Ключевым параметром считается плотность резины. От нее зависят прочность на разрыв, износостойкость, упругость, стойкость к агрессивным средам и др.
Дополнительно резина обладает такими важными характеристиками, как:
- Поглощение ударов и вибрации;
- Низкие теплопроводность и звукопроводимость;
- Высокие изоляционные свойства;
- Водо-газонепроницаемость;
- Возможность изменения свойств применительно к условиям эксплуатации.
Водонепроницаемость, реализованная в обуви
Из недостатков отмечаются относительно быстрое старение резины (снижение или утрата технико-эксплуатационных характеристик с течением времени), низкая термостойкость (при воздействии высоких или низких температур свойства резины изменяются, вплоть до ее разрушения).
Изделия из резины
Применение резины в различных сферах деятельности человека обусловлено ее универсальностью. Она широко используется в различных отраслях народного хозяйства:
- Промышленности;
- Строительстве;
- Медицине;
- Сельском хозяйстве;
- Энергетике;
- Быту.
Общая классификация резины по составу и применению представлена в таблице (см. табл. 1).
где: СК (НК) – синтетический (натуральный) каучук; БК – бутилкаучук; СКИ (СКС) – бутадиеновые каучуки; ХК – хлоропреновый каучук; СКУ – уретановый каучук; СКТ – силоксановый каучук.
По заключению специалистов более 50 % производимой резины используется в автомобильной промышленности (производство шинной продукции).
При изготовлении РТИ имеется возможность использования вторичного сырья. Отслужившие свой срок РТИ перерабатываются. Полученные резиновые гранулы используются в качестве покрытий детских и спортивных площадок, парковок, для изготовления подошв обуви, спортинвентаря, заграждений и др. изделий.
Проверка характеристик изготовляемой резины проводится в соответствии с требованиями ряда руководящих документов.
В качестве примера рассмотрим метод определения морозостойкости резины при растяжении.
ГОСТ 408-78
Стандарт устанавливает методы определения морозостойкости при растяжении. Резина испытывается двумя методами. По методу А испытываются резина, резиновые изделия и латексные пленки, по методу Б – только резина и изделия из нее.
В качестве примера рассмотрим испытания по методу А.
Образцы выбираются по ГОСТ 270-75 в форме полосок размером 50*6*1 мм в количестве не менее трех. Температура в лаборатории 23 ± 2 °С.
Испытательная аппаратура и материалы:
- Прибор для испытания (испытательная машина) – для создания нагрузки на образец. Должен быть оснащенным криостатом (для испытания в жидкой среде) с температурным диапазоном +23 – -75 °С и обеспечивать максимальное значение нагрузки не менее 39 Н, растяжение образца до относительного удлинения 110 %;
- Толщиномер – для измерения толщины образца в процессе испытания. Подбирается по ГОСТ 11358-74.
- Секундомер механический – для фиксирования время периодов испытаний;
- Линейка металлическая с ценой деления 1 мм – для замера размеров заготовки;
- Спирт этиловый – для установки температуры в криостате;
- Двуокись углерода твердая (или азот жидкий) – используются в качестве хладагентов.
Процесс испытания. Образец фиксируется в захватах прибора для испытаний. На рабочую часть наносятся метки, измеряется толщина образца в трех точках и высчитывается ее среднеарифметическое значение.
Активный захват машины приводится в движение. Образец растягивают три раза в течение 3-6 с на 150 %. После этого образец оставляют в покое на 300 с. Старые метки стираются, наносятся новые. Образец подвергается новым испытаниям по этому же алгоритму с изменением нагрузки растяжения (до 100%).
Удлинение образца определяют по шкале КИП испытательной машины.
После проведения испытания и «отдыха» испытанного образца в течение 300 с его помещают в криостат и выдерживают в нем не менее 300 с. После этого образец закрепляется в зажимах испытательного прибора и к нему прикладывается предварительная нагрузка 0,1 -0,2 Н. Далее образец вновь в течение 300 с выдерживается в криостате при требуемой температуре испытания, после чего фиксируется в захватах испытательного прибора и подвергается растяжению не более 10 с. Удлинение образца фиксируется КИП.
После проведения испытаний полученные результаты обрабатываются по специальным математическим формулам, в результате чего определяется коэффициент морозостойкости:
где К – коэффициент морозостойкости, l1 – удлинение при низкой температуре, l2 – удлинение при нормальной температуре.
В завершение испытания составляется протокол, в котором отражаются:
- Дата проведения испытаний;
- Обозначение резины или латексной пленки;
- Тип и количество образцов;
- Толщина образца;
- Нагрузка;
- Температура испытания;
- Удлинение каждого образца при нормальной и низкой температурах;
- Коэффициент морозостойкости каждого образца.