Как бороться со старением резины

4.4 Старение и защита резин

Проблема увеличения долговечности резиновых изделий непосредственно связана с повышением сопротивления резни различным видам старения. Одним из наиболее распространенных и разрушительных видов старения является атмосферное старение резин, которому подвержены практически все изделия, контактирующие при эксплуатации или хранении с воздухом.

Атмосферное старение представляет собой комплекс физических и химических превращений резни, протекающих под воздействием атмосферного озона и кислорода, солнечной радиации и тепла.

В атмосферных условиях так же, как и при тепловом старении, резины постепенно теряют свои эластические свойства независимо от того, находятся ли они в напряженном или ненапряженном состоянии.

Особенно интенсивно старятся резины на основе НК со светлыми наполнителями. Быстро (через 1-2 года) наступает заметное изменение свойств у резин из бутадиен-нитрильного, бутадиенстирольного каучуков и из наирита. Помимо сравнительно быстрого изменения цвета поверхностный слой сначала размягчается, а затем постепенно становится жестким и приобретает вид тисненой кожи. Одновременно поверхность покрывается сеткой трещин из-за одновременного воздействия на нее озона и растягивающих усилий. Растрескивание резин в атмосферных условиях протекает с относительно большой скоростью и является вследствие этого наиболее опасным видом старения.

Для предохранения резин от растрескивания применяются два вида защитных средств:

Эффективное снижение скорости изменения физико-механических свойств резин при атмосферном старении так же, как и при тепловом старении, может быть достигнуто с помощью противостарителей главным образом у резин на основе НК.

Термостойкость – способность резин сохранять свойства при действии повышенной температуры. Обычно этим термином обозначают сопротивление термическому старению, в процессе которого происходит изменение химической структуры эластомера. Изменение свойств резин при термическом старении необратимо.

При одинаковой вулканизующей системе минимальным сопротивлением термическому старению обладают резины на основе изопренового каучука. При 80-140°С обычно протекают в основном реакции деструкции пространственной сетки вулканизата, а при 160 °С — реакции сшивания макромолекул каучука. Изменение механических свойств в большей степени обусловлено деструкцией макромолекул, интенсивность которой возрастает на воздухе.

Резины на основе бутадиен—стирольного каучука (БСК) более термостойки (причём термостойкость значительно возрастает при повышении продолжительности вулканизации) и в меньшей степени подвержены окислению, чем резины на основе изопренового каучука. Степень сшивания возрастает при повышении температуры и продолжительности старения.

Обычно минеральные наполнители обеспечивают более высокое сопротивление термическому старению резин на основе БСК по сравнению с техническим углеродом. Степень влияния наполнителей зависит от состава резиновой смеси и условий старения.

У резин на основе бутадиен—нитрильного каучука (БНК) сопротивление термическому старению возрастает при повышении содержания акрилонитрила (АН) в каучуке. Минимальное сопротивление термическому старению имеют резины, вулканизованные серой.

При термическом старении резин на основе хлоропренового каучука происходит сшивание макромолекул. В качестве наполнителей применяют технический углерод, диоксид кремния, минеральные наполнители. В качестве мягчителей применяют полиэфиры, сульфоэфиры, рубракс, кумарон-инденовую и нефтеполимерную смолы.

Термостойкость может повышаться при добавлении в резиновую смесь парафинового масла, дифениламина, алкилированных диаминов и фенольных антиоксидантов, а также смесей различных антиоксидантов.

Термическое старение при сжатии наиболее важно для резин, используемых в качестве уплотнительных материалов. В этом случае сопротивление старению оценивают по результатам измерения релаксации напряжения при сжатии и остаточной деформации при сжатии (ОДС). Термостойкость резин при сжатии характеризуют также показателями: τ (Т; 50%) и τ (Т; 80%)-продолжительность старения при температуре Т до достижения значения ОДС, равного 50 и 80% соответственно; Т (τ, 50%) и Т (τ, 80%)-температура старения в течение времени τ, при которой значение ОДС достигает 50 и 80% соответственно.

Значение ОДС резко возрастает, а контактное напряжение снижается в первый период старения, затем эти величины изменяются со значительно меньшей скоростью. Повышение температуры также приводит к существенному ускорению релаксации напряжения и увеличению ОДС. Поэтому небольшие отклонения температуры или продолжительности старения могут существенно изменить эти показатели в начальный период старения.

Сопротивление резин термическому старению при сжатии в основном зависит от типа каучука, структуры и плотности пространственной сетки, условий испытаний.

Повышение продолжительности вулканизации всегда приводит к снижению ОДС, так как при этом обычно возрастает плотность сетки, а в серных вулканизатах снижается степень сульфидности поперечных связей.

Наличие влаги и следов щелочи в резиновой смеси снижает термостойкость при сжатии. Скорость релаксации напряжения повышается при увеличении влажности в инертной среде или на воздухе.

Для создания резин с новыми свойствами весьма перспективным является использование в резиновых смесях новых химических добавок полифункционального действия. При смешении каучуков с такими добавками образуются композиции, применение которых позволяет в сильной степени изменить свойства, как резиновых смесей, так и полученных из них резин.

Возможность использования полифункциональных добавок связана с их химическим строением, агрегатным состоянием и влиянием на структуру эластомерных композиций. Правильный подбор и введение добавок в резиновую смесь может облегчать ее переработку (эффект пластификации), изменять клейкость, когезионную прочность, параметры вулканизации и многие другие характеристики.

В зависимости от химического строения и количества полифункциональных добавок существенно изменяются и свойства резин, полученных из таких композиций (эластичность, морозостойкость и теплостойкость, прочность, динамические и усталостные характеристики, твердость и сопротивление истиранию и т.д.).

Достоинством полифункциональных добавок является их доступность. В связи с этим в настоящее время в резиновых смесях применяются или испытываются самые разнообразные продукты природного и синтетического происхождения. Например, олиоэфиракрилаты являются пластификаторами при переработке и усиливающими наполнителями в вулканизационной композиции; парафины (олеоэтилены) облегчают переработку смесей и защищают резины от озонного растрескивания; жирные кислоты (олеоэтиленкарбоновые кислоты) не только понижают вязкость резиновых смесей, но и воздействуют на сшивание каучука, повышая эффективность использования вулканизующих систем.

Технологические добавки – целевые добавки, которые при добавлении к резиновым смесям в небольших количествах, улучшают их технологические свойства.

К ингредиентам, улучшающим перерабатываемость резиновых смесей и давно использующимся в резиновой промышленности, относят в основном жидкие и термопластичные пластификаторы. Однако, оказывая положительное действие на технологические свойства смесей, они отрицательно влияют на эксплуатационные характеристики резин.

По химической природе технологические добавки классифицируются на:

1.Жирные кислоты и их производные (соли и эфиры).

4.Смолы (смоляные кислоты и их производные).

11.Свойства и виды стекол

Стеклом называется твердый аморфный термопластичный мате­риал, получаемый переохлаждением расплава различных оксидов. В состав стекла входят стеклообразующие кислотные оксиды (SiO₂, А₁₂О₃, В₂О₃ и др.), а также основные оксиды (К₂О, СаО, Na₂О и др.), придающие ему специальные свойства и окраску. Оксид кремния SiO₂ является основой практически всех стекол и входит в их состав в количестве 50 … 100 %. По назначению стекла подразделяются на строительные (оконные, витринные и др.), бытовые (стеклотара, посуда, зеркала и др.) и технические (оптические, свето- и элект­ротехнические, химико-лабораторные, приборные и др.).

Важными свойствами стекла являются оптические. Обычное стекло пропускает около 90 %, отражает — 8 % и поглощает — 1 % видимого света. Механические свойства стекла характеризуются высоким со­противлением сжатию и низким — растяжению.

Термостойкость стекла определяется разностью температур, которую оно может выдержать без разрушения при резком охлаждении в воде. Для большинства сте­кол термостойкость колеблется от 90 до 170°С, а для кварцевого стекла, состоящего из чистого SiO_2, — 1000 °С. Основной недостаток стекла — высокая хрупкость.

Свойства и виды стекол

К важнейшим свойствам стекла можно отнести плотность, прочность, твердость, хрупкость, теплопроводность, термическую устойчивость, оптические свойства.

Плотность — это отношение массы тела к его объему. Она зависит от химического состава стекла и бывает от 2,2 до 7,5 г/см3. В некоторой степени плотность стекла зависит от температуры, с повышением которой плотность стекла уменьшается.

Прочность — способность материала выдерживать нагрузку на сжатие, растяжение и т. д. Предел прочности на сжатие колеблется от 500 до 2000МШ, на растяжение от 35 до 100 МПа.

Твердость — способность стекла оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала. Твердость стекла по шкале Мооса равна 7. Некоторые виды стекол бывают твердостью 5-6 по шкале Мооса.

Теплопроводность — это способность материала, в данном случае стекла, проводить тепло без перемещения вещества этого материала. У стекла коэффициент теплопроводности равен 0,0017-0,032 кал/(см-с-град). У оконных стекол эта цифра равна 0,0023. Как видно, коэффициент теплопроводности стекла весьма незначителен.

Тепловое расширение — это увеличение линейных размеров тела при его нагревании. У стекла оно незначительное и равняется 88• 10

Термическая устойчивость — способность стекла выдерживать резкие изменения температуры не разрушаясь. Термическая устойчивость играет большую роль в строительных работах, так как выстроенные различные сооружения могут иметь весьма большую разницу в температуре внутри и снаружи. Термостойкость оконных стекол равняется 80-90°С. Термостойкость стекла во многом зависит от его химического состава. Следует указать, что кварцевое стекло выдерживает резкий перепад температур, который достигает до 1000°С.

Оптические свойства подразумевают светопрозрачность, светопоглощение, отражение и преломление света. Светопоглощение стеклом света невелико. В оконном стекле оно равняется примерно 88%. Для получения стекол с высокой степенью прозрачности необходимо сырьевые материалы до минимума очищать от нежелательных примесей, окрашивающих стекло.

Прозрачное стекло одинаково пропускает все цвета спектра. Кроме того, надо знать, что чем лучше отполировано стекло, тем больше оно пропускает света, и наоборот. Различные царапины и загрязнения сильно снижают прозрачность.

Для строительства изготовляют следующие виды стекла: листовое, оконное, армированное, узорчатое, штучное и др. Стекло применяется также для производства посуды и др.

Обычные стекла —известково-натриевое, известково-калиевое, известково-натриево-калиевое.

Известково-натриевое (содовое), или натрий-кальций-магний-силикатное, стекло применяют для выработки оконных стекол, стеклотары, столовой по­суды.

Известково-калиевое (поташное), или калий-кальций-магний-силикатное, стекло обладает более вы­сокой термостойкостью, повышенным блеском и про­зрачностью; используется для выработки высокока­чественной посуды.

Известково-натриево-калиевое (содово-поташное), или натрий-калий-кальций-магний-силикат­ное, стекло имеет повышенную химическую стойкость, благодаря смешению окислов натрия и калия; наибо­лее распространено в производстве посуды.

Листовое стекло подразделяют по качеству поверхности на неполированное и полированное; по способу упрочнения — на обычное, отожженное, закаленное, упрочненное химическим или другим способом и, в частности, армированное стальной сеткой; по цвету — бесцветное и цветное, по профилю — плоское, волнистое, гнутое.

Листы стекла должны быть прямоугольной формы с равномерной толщиной и плоской поверхностью. Кривизна (стрела прогиба) не должна превышать 0,3% длины листа. Листы должны иметь гладкую поверхность, ровные кромки с целыми углами без сколов, щербинок, радужных налетов, матовых пятен и других дефектов. Отжиг стекла должен быть равномерным, что обеспечивает его отламывание по линии надреза. Допускаются полосность и волнистость, если они не искажают изображения предметов, а также прозрачные (воздушные) и непрозрачные (щелочные) пузыри для оконного стекла в весьма небольших количествах. Неразварившиеся частицы материала, царапины, свили, видимые в проходящем свете, сильно влияют на качество стекла.

Все требования к тому или другому виду стекла определяются соответствующими ГОСТами.

Стекло оконное (листовое)

Стекло оконное (ГОСТ 111-78) применяется для заполнения световых проемов различных зданий и сооружений.

Масса 1 м2 стекла в кг дается средняя, так как по толщине стекла могут быть отклонения, например для стекла толщиной 2 и 2,5 мм допускаются отклонения от + 0,2 до—0,1 мм.

Стекло витринное неполированное и полированное применяется для остекления витрин, витражей (многоярусных витрин) в магазинах, выставочных залах, кафе, ресторанах, клубах, вокзалах, цехах фабрик, столовых. Выпускается в виде листов. Светопропускаемость полированного стекла выше неполированного.

Во всех видах витринного листового стекла допускается разнотолщинность, которая зависит от толщины стекла и допускается от 0,2 мм и больше.

Стекло витринное неполированное (ГОСТ 7380-77) изготовляется следующих размеров, мм, по длине и ширине: 3950X2950, 2950X2950, 2950Х Х2650, 2950X2350, 2950X2200,2950X2050,2950X1950, 2950X1750, 2650X1950, 2350X1950, 2200X1950, 1950Х X 1750 толщиной 6,5 мм. Коэффициент общего светопропускания 0,84. По показателям внешнего вида (порокам) стекло может быть высшей и первой категории качества.

Стекло витринное полированное (ГОСТ 13454-77) изготовляют следующих размеров, мм, по длине и ширине: 4450×2950, 3950×2950, 2950X2950, 2950X2650, 2950X2350, 2950X2200, 2950×2050, 2950 X X1950, 2950X1750, 2650X1950, 2350X1950, 2200X1950, 2000X1380, 1950X1750, 1940×1450, 1940×1400, 1450Х Х1340, 1380X1340. Листы размером 4450X2950 и 3950Х Х2950 изготовляют толщиной 8. мм, листы остальных размеров — 6,5 мм. Листы стекол размером менее 2000 мм по наибольшему измерению допускается изготовлять толщиной 5,5 мм. Коэффициент общего светопропускания стекла толщиной 6,5 и 5,5 мм равен 0,83, 8 мм — 0,80.

Стекло листовое узорчатое (ГОСТ 5533-79) применяется для декоративного остекления переплетов, дверей, перегородок и получения рассеянного света с частичным исключением видимости. Изготовляют путем прокатывания стекломассы между двумя валиками, которые оставляют на одной или обеих сторонах четкий рельефный узор. Бывает бесцветное и цветное, окрашенное в массе или поверхностным нанесением пленок окислов разных металлов.

Стекло изготовляют шириной от 400 до 1600 мм, длиной от 600 до 2200 мм, толщиной 4; 5 и 6 мм. Поставляют стекло в заводском ассортименте или по спецификации потребителя.

Стекло армированное листовое (ГОСТ 7481-78) имеет заложенную внутрь стальную сетку. Различают матовое, рифленое и прозрачное армированное стекло. Применяют в жилых, гражданских и других зданиях для остекления фонарей, ограждения балконов, лестниц, лифтов и других частей зданий, подвергающихся различным вибрационным ударам и динамическим нагрузкам. Бесцветное армированное стекло поставляется по спецификации потребителя или в заводском ассортименте в следующих пределах, мм: шириной 400-1500; длиной L200-2000, толщиной 5,5..

Стекло увиолевое изготовляется из химически чистых материалов. Оно способно пропускать не менее 25% ультрафиолетовых лучей. Выпускается размерами от 250Х 260 до 2000X2000 мм, толщиной от 2 до 6 мм. Применяют для остекления отдельных помещений лечебных, детских, оздоровительных учреждений. Постепенно стекли «стареет» — желтеет и меньше пропускает ультрафиолетовых лучей.

Стекло теплозащитное (теплопоглощающее) обладает пониженной пропускаемостью инфракрасных лучей. Эти свойства придаются стеклу путем покрытия его различными окислами металлов, которые одновременно окрашивают стекло в цвета от серо-голубого до сине-фиолетового, Применяется в районах с жарким климатом. Размеры стекла от 250X250 до 2000X2000 мм, толщина 6 мм.

Стекло светорассеивающее применяется тогда, когда требуется пропускать рассеянный свет с полным или частичным отсутствием видимости. Оно бывает глушеное (цветное или молочно-белое) и матированное (бесцветное или цветное). Размеры листов стекла от 250X250 до IОООХ 1800 мм, толщина от 3 до 6 мм.

Стекло цветное листовое окрашивается в массе в разные цвета. Бывает гладким, рифленым и узорчатым с одной или двух сторон. Применяют для декоративного оформления детских учреждений, парков, павильонов, беседок. Изготовляется разных размеров толщиной 3 мм.

Стекло плоское закаленное (ГОСТ 5727-75) применяется для остекления дверей, потолков, т. е. там, где требуется повышенная механическая прочность и термическая стойкость. Изготовляется по спецификации заказчика, так как не поддается промежуточной обработке (резке). Выпускается пяти толщин: от 4,5 до 6,5 мм с градацией 0,5 мм.

Стекла рентгеновские защитные (ГОСТ 9541-75) изготовляются прямоугольной и круглой формы. Прямоугольные выпускаются длиной от 146 до 600 мм, шириной от 134 до 500 мм, круглые — диаметром от 30 до 250 мм. Толщина прямоугольного и круглого стекла 10, 15, 20, 25 и 50 мм. Стекла изготовляются с полированными рабочими поверхностями и снятыми фасками, шлифованными боковыми гранями.

Блоки стеклянные пустотелые (ГОСТ 9272-75) применяют для заполнения световых проемов и устройства внутренних и наружных светопропускающих ограждений (перегородок, стенок). Бывают бесцветные и цветные. Изготовляют их путем прессования и сваривания двух полублоков квадратной формы размером 244X244X98 и 194X98 мм соответственно массой 4; 3 и 2,8 кг. Наружные поверхности гладкие, внутренние рифленые (пять видов рифлений).

Линзы, призмы, плитки обладают высокой механической прочностью по сравнению со стеклянными блоками. Применяют для устройства верхнего света в стеклянных полах над подвалами, подземными дворами, в различных перекрытиях промышленных и сельскохозяйственных зданий, рынков, вокзалов, стадионов и т. д. Бывают размером 200X200 и 250X250 мм, толщиной 25; 50 и 100 мм.

Стеклопакеты — это изделия, состоящие из двух листов стекла или более, соединенных между собой по периметру таким образом, что между ними образуются герметически замкнутые камеры, заполненные обезвоженным воздухом. По способу изготовления они делятся на клееные и паяные. В зависимости от количества стекол и воздушных камер между ними стеклопакеты бывают одно-, двух- и трехкамерные с расстоянием между стеклами 15 и 20 мм. Стекла применяют оконные, витринные неполированные и полированные и др. Толщина стеклопакетов 22, 24, 26, 28, 30, 32 и 34 мм.

Размеры стеклопакетов, изготовляемых по ТУ 21-02-358-68, определяются по спецификации заказчика, согласованной с изготовителем. Максимальный размер стеклопакетов, вырабатываемых по ТУ 21-01-321-70, составляет 2300X1900, минимальный — 00X300 мм.

Стекло строительное профильное (ГОСТ 21992-76) изготовляется в виде отдельных элементов. Может быть бесцветным и цветным, неармированным или армированным стальной сеткой, с гладкой, рифленой или узорчатой поверхностью. Применяется для устройства светопрозрачных ограждающих конструкций в зданиях и сооружениях различного назначения.

Профильное стекло (2,6) изготовляют трех марок: швеллерное ШП-250 и ШП-300 (шириной 244 и 294, высотой 35 и 50, длиной 3600 мм, массой 4,2 и 5,3 кг); коробчатое с одним или двумя швами КП-1-300 и КП-2-250 (шириной 294 и 244, высотой 50 и 55, длиной 4200 мм, массой 9,5 и 8,6 кг) и ребристое РП-600 (шириной 600, высотой 50, длиной 3600 мм, массой 10,6 кг). Толщина профильного стекла всех марок 5,5 мм. По просьбе заказчика стекло марок КП-1-00 и КП-2-00 может быть изготовлено длиной до 6000 мм, а марок ШП-300 и РП-600-о 4200 мм.

Энергосберегающие стекла. Теплоизоляция в зимний период является наиболее важной функцией стекол для большинства регионов России. Как уже говорилось выше, потери тепла через стекло складываются из теплопроводности, конвекции и теплового излучения. Для уменьшения потерь тепла от теплопроводности и конвекции применяют двойное остекление (стеклопакеты, см. ниже), но это дает лишь незначительный эффект, т.к. основные теплопотери происходят за счет теплового излучения. Для борьбы с этим разработаны так называемые энергосберегающие стекла.

Придание энергосберегающих свойств стеклу связано с нанесением на его поверхность низкоэмиссионных оптических покрытий, а само стекло с таким покрытием получило название низкоэмиссионного. Эти покрытия обеспечивают прохождение в помещение коротковолнового солнечного излучения, но препятствуют выходу из помещения длинноволнового теплового излучения, например от отопительного прибора (поэтому стекла с низкоэмиссионными покрытиями также называют селективными стеклами).

Характеристикой энергосбережения является излучательная способность стекла. Под излучательной способностью стекла (эмиссией) понимают способность стеклянной поверхности отражать длинноволновое, не видимое человеческим глазом тепловое излучение, длина волны которого меньше 16000 Нм. Эмисситент поверхности (Е) определяет излучательную способность стекла (у обычного стекла Е составляет «0.83, а у селективных меньше 0,04) и, следовательно, возможность как бы «отражать» обратно в помещение тепловое излучение.

Причина возникновения излучения кроется в движении свободных электронов атомов, находящихся на поверхности стекла, и плотности движущихся электронов. Далеко не все металлы, хорошо проводящие электрический ток, обладают свойством отражать длинноволновое тепловое излучение.

Следовательно, чем ниже эмисситент, тем меньше потери тепла. При этом стекло с оптическим покрытием, имеющим значение эмисситента Е= 0,004, отражает обратно в помещение свыше 90% тепловой энергии, уходящей через окно.

В настоящее время для этих целей используется два типа покрытий: так называемое К-стекло (Low-E) – «твердое» покрытие — и i-стекло (Double Low-E) – «мягкое» покрытие.

Первым шагом в выпуске энергосберегающего стекла явилось производство К-стекла. Для придания флоат-стеклу теплосберегающих свойств непосредственно при изготовлении на его поверхности методом химической реакции при высокой температуре (метод пиролиза) создается тонкий слой из окислов металлов InSnO2, который является прозрачным и в то же время обладает электропроводностью. Известно, что электропроводность напрямую связана с излучательной способностью Е- поверхности. Величина излучательной способности простого стекла составляет 0,84, а К-стекла обычно около 0,2.

Солнцезащитные стекла. Под солнцезащитным стеклом понимается стекло, которое обладает способностью снижать пропускание световой и/или солнечной тепловой энергии. Солнцезащитными являются, например, окрашенные по всей массе стекла, а также некоторые виды стекол с покрытиями.

Окрашенное в массе стекло изготавливается путем добавления оксидов металлов в расплавленное стекло. Эти оксиды определяют не только конечный цвет продукта (бронзовый, серый, зеленый или синий), но и определяют его световые и энергетические свойства.

Тонированные стекла частично поглощают тепловые лучи, оставаясь достаточно прозрачными для видимого света. Снижение проникновения солнечного тепла связано с тем, что часть тепла, которое попадает на стекло, поглощается самим стеклом.

Поглощенное тепло в дальнейшем выделяется в ту сторону, температура воздуха которой ниже. Количество тепла, которое проникает через стекла, зависит от его цвета и толщины.

По механизму действия солнцезащитные стекла можно разделить на 2 группы: преимущественно отражающие излучение и преимущественно поглощающие излучение.

Солнцеотражающие стекла первой группы представляют собой листы бесцветного или окрашенного стекла, одна сторона которых покрыта тонким прозрачным слоем оксидов металлов (наносимым в процессе производства), который препятствует проникновению излучения через стекло. Следует отметить, что отражающие слои одновременно поглощают какую-то часть излучения. Устанавливать подобные стекла можно как покрытием во внутрь помещения, так и наружу. Расположение покрытия очень важно, т.к. именно это определяет и оттенок стекла, и его технические характеристики.

При изготовлении поглощающих стекол на расплавленную стекольную массу наносятся либо кристаллы металлов, либо окислы металлов, которые обладают способностью поглощать часть солнечного излучения. Параллельно с этим стекла нагреваются и отдают большую часть полученного ими тепла в наружное пространство. Часть тепла, однако, передается внутрь помещения, что является, конечно, нежелательным явлением, поскольку увеличивает потребность в энергии для охлаждение помещения.

Конструкции, сочетающие в себе отражающие покрытия и покрытия с низкой излучательной способностью, являются новым изделием, появившимся в продаже.

Полностью отражающие поверхности прозрачных стекол получают путем последовательного нанесения нескольких слоев покрытия на поверхность стекла. Как правило, количество покрывающих слоев равняется пяти, из которых четыре являются слоями окислов металлов, а пятый работающий слой состоит из серебра. Серебро обладает способностью пропускать видимый свет так же, как и обычное стекло. В случае, когда длина волны больше 0,76 мкм, серебро почти полностью отражает все излучение. Кроме того, такие стекла обладают и хорошей теплоизолирующей способностью.

Ламинированное стекло. Ламинированное стекло (триплекс) — это архитектурное стекло, состоящее из двух или более стекол, ламинированных вместе с помощью ламинирующей пленки или специальной ламинирующей жидкости.

Ламинирование не увеличивает механическую прочность стекла, однако при разрушении ламинированное стекло не рассыпается благодаря ламинированной пленке, т.е. осколки остаются прикрепленными к ней. Ламинированное стекло обеспечивает также лучшую звукоизоляцию помещений, т.к. многослойное стекло способно эффективно снижать воздействие нежелательных шумов. Разными видами ламинирующих пленок можно обеспечить практически любое тонирование стекла. Ламинированные стекла применяются при остеклении фасадов, балконов, окон.

Армированные стекла. Армированное стекло — листовое стекло с металлической сеткой, безопасное и пожаростойкое, служащее эффективной преградой от дыма и горячих газов. При пожаре оно может треснуть, однако арматура удерживает его на месте, предотвращая тем самым распространение огня. Осколки стекла не выпадают даже при образовании нескольких разломов, удерживаемые арматурой. Армированное стекло может быть применено при остеклении заводских цехов, окон, фонарей, шахт лифтов и фасадов.

Закаленные стекла. Закаленное стекло — это стекло, у которого путем химической или термической обработки повышается прочность к ударам и перепадам температуры, по сравнению с обычным стеклом. При разрушении закаленное стекло распадается на маленькие безопасные осколки. Следует обратить внимание на тот факт, что закаленное стекло не подлежит механической обработке, поэтому и выполняться она должна до процесса закаливания.

Для фасадов используется также закаленное стекло, на которое нанесена особая краска типа керамической фриты. Обработанный таким образом лист используется в качестве непрозрачной закрывающей панели для фасадных парапетов, причем его можно вставить в стеклопакет или использовать самостоятельно.

Защитные стекла. Классификация защитных стекол и требования к ним содержатся в ГОСТ Р 51136. Стекло защитное многослойное — это склеенные полимерными материалами в различном сочетании пластины силикатного стекла с органическим стеклом, поликарбонатом или упрочняющими пленками. Стекло представляет собой многослойный блок, обладающий защитными свойствами.

Ударостойкое стекло — это защитное стекло, выдерживающее многократный удар свободно падающего тела с нормируемыми показателями.

Устойчивое к пробиванию стекло — это защитное стекло, выдерживающее определенное количество ударов обухом и лезвием топора, наносимых с нормируемыми показателями.

Пулестойкое стекло — защитное стекло, выдерживающее воздействие огнестрельного оружия и препятствующее сквозному проникновению поражающего элемента.

Ударостойкое стекло. Ударостойкое стекло, в зависимости от его характеристик, подразделяют на классы защиты А1, А2 или А3.

Изменение свойств резины в процессе старения

Каучуки и их вулканизаты, как всякие ненасыщенные соедине­ния, способны к различного рода химическим превращениям. Важ­нейшей реакцией, которая непрерывно происходит при хранении и эксплуатации резиновых изделий, является окисление резины, ведущее к изменению ее химических, физических и механических свойств. Только эбонит, превращающийся в полностью насыщен­ное соединение за счет присоединения к макромолекулам каучука предельно возможного количества серы, представляет собой хи­мически инертный материал. Совокупность всех изменений, про­исходящих в резине в процессе длительного окисления, принято называть ее старением.

Старение принадлежит к категории сложных многостадийных превращений, на определенных этапах которого значительно умень­шаются эластичность, износостойкость и в некоторой степени прочность резины. Иначе говоря, с течением времени работоспо­собность резиновых изделий, а следовательно, и надежность рабо­ты автомобилей снижаются. К разряду наиболее неблагоприятных изменений резины, возникающих вследствие старения, относится необратимое снижение ее эластичности. В результате повышенная хрупкость резины, в первую очередь ее поверхностных слоев, обу­словливает появление в деформируемых деталях трещин, посте­пенно углубляющихся и в конце концов приводящих к разруше­нию изделия.

Последствия старения резины аналогичны последствиям от пониже­ния температуры, с той лишь разницей, что последние по своему харак­теру являются временными и частично или полностью устранимыми с помощью нагревания, тогда как первые никакими способами нельзя осла­бить и тем более устранить.

Борьба со старением ведется различными методами. Очень эф­фективной является добавка противостарителей (ингибиторов), 1. 2 % которых по отношению к содержащемуся в резине каучуку замедляют процесс окисления в сотни и тысячи раз. С той же це­лью некоторые резиновые изделия выпускаются с заводов в гер­метичной упаковке (в полиэтиленовых чехлах).

Однако технологических средств оказывается недостаточно, поэтому дополнительно приходится применять ряд эксплуатаци­онных мер. С повышением температуры старение усиливается, причем от нагревания на каждые 10 °С скорость старения возрастает в два раза. Замечено также, что окисление резины интенсивнее на тех участках, которые испытывают большее напряжение. Следовательно, необходимо содержать резиновые изделия по возможнос­ти в недеформированном состоянии.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Как защитить резину от старения

Верно глаголит), в микротренщинках вода, застывая, разрывает резину-особенно это характерно для регионов где происходит многократный переход через ноль или для тех кто зимой держит машину в теплом гараже.

Ну это все умозрительно, из области фантастики так сказать. Реально, кто отслеживал, что обработанные пыльники живут дольше необработанных? И на сколько??

PS Кто не в курсе — первые советские презервативы хранились в тальке, а не в смазке! Смазка в современных презервативах совсем не для сохранности резины, а как бы это вам сказать, для людей:)))

Ну это все умозрительно, из области фантастики так сказать. Реально, кто отслеживал, что обработанные пыльники живут дольше необработанных? И на сколько??

PS Кто не в курсе — первые советские презервативы хранились в тальке, а не в смазке! Смазка в современных презервативах совсем не для сохранности резины, а как бы это вам сказать, для людей:)))

Это не умозрительно, уважаемый, это физика и химия))) простой пример-новую автомобильную покрышку в руках держали? если да то вы наверняка заметили, что на ощупь она масляниста тк обработана составом(консервантом) предохраняющим ее от высыхания, положите новую резину на улицу под открытое небо-через несколько лет она станет дубовой и потеряет эластичность, а следовательно хуже будет выполнять свои свойства. Поэтому вы читайте дальше фантастику, а мы порассуждаем в реалиях. )

Это не умозрительно, уважаемый, это физика и химия))) простой пример-новую автомобильную покрышку в руках держали? если да то вы наверняка заметили, что на ощупь она масляниста тк обработана составом(консервантом) предохраняющим ее от высыхания. Поэтому вы читайте дальше фантастику, а мы порассуждаем в реалиях. )

значит не зря мне голос небес возвестил

Леха, меняй пыльники своевременно, а изобретай велосипед. :)))

Ну это все умозрительно, из области фантастики так сказать. Реально, кто отслеживал, что обработанные пыльники живут дольше необработанных? И на сколько??

это тебе в нии обращаться надо. как ты себе представляешь такой эксперимент? типа дождаться когда пыльник потрескается, засечь время и ездить не смазывая, пока не порвется, а потом, когда нибудь еще раз засечь пыльник в таком же состоянии и ездить смазывая? :))) всетаки теории иногда надо доверять, это удел дураков учиться только на практике.

Те, кто читал мою статью о предельном возрасте эксплуатации автомобильных шин помнят, что одним из основных факторов, негативно влияющих на срок эксплуатации является температура окружающей среды. Сюда же можно добавить реагенты. Поэтому, если машина хранится на улице круглый год, резина шин подвергается воздействию ультрафиолетового излучения летом (а летом даже в Сибири часто бывает солнечно), что влечет за собой весьма плачевный вид покрышек:

Можно ли обойтись без обработки? Наверное да, если к машине относиться как к предмету, задача которого выехать из точки А и приехать в точку Б. Каким бы ни было ультрафиолетовое излучение (иначе говоря лучи палящего солнца), за «среднестатистическую жизнь» шины с ней, с высокой степенью вероятности, ничего не произойдет.

Однако можно предохранить резину покрышки от ультрафиолетового изучения, обработав поверхность специальными химическими составами. Я использую продукции отечественного производителя Astrohim «Чернитель покрышек». Производитель утверждает, что в составе нет воды и специальный состав из водо-грязеотталкивающих реагентов примерно на месяц сохраняет свои защитные свойства:

Исходя из того, что производитель говорит о месячной эффективности нанесенного состава, то если действовать в академическом стиле, то в летнее время каждый месяц нужно обновлять состав на шинах. Это, безусловно избыточно, поэтому я поступаю проще — как только я увидел, что цвет покрышек стал бурого цвета (как показано на первой фотографии), я их снова обрабатываю.

Как лучше обрабатывать? В идеале нужно демонтировать колесо и хорошенько обработать с обоих сторон, процесс показан на фотографии ниже:

Здесь я только начал обрабатывать внешнюю часть покрышки составом. Начинаю покрывать слоем чернителя от внутреннего радиуса к внешнему. Автор фотографии kua1102

Здесь я только начал обрабатывать внешнюю часть покрышки составом. Начинаю покрывать слоем чернителя от внутреннего радиуса к внешнему. Автор фотографии kua1102

Поверхность покрышки должна стать чуть-чуть маслянистой. Снизу под колёсный диск подложены деревянные бруски, поэтому другая сторона асфальта не касается. После того, как шина обработана с одной стороны, я её оставляю на 10 минут, чтобы состав впитался. Далее переворачиваю и повторяю процесс. В принципе, можно пойти по пути наименьшего сопротивления и обратывать покрышку не снимая колеса с внешней стороны, но при этом стоит понимать, что внутренняя часть покрышки так и останется не обработанной. На неё не действует ультрафиолет, но вот грязь одинаково хорошо въедается что с внешней, что с внутренней стороны, поэтому способ, считаю, который использую я, более правильный.

Ну либо загонять машину на подъемник, выставлять нейтраль и поворачивая колесо, обрабатывать и внутреннюю и внешнюю поверхность. Главное — не попадать на рисунок протектора, т.к. сразу будет потеряно оптимальное сцепление с дорожным полотном.

Перед тем, как наносить состав, обязательно нужно вымыть поверхность шины мыльной водой, чтобы удалить грязь и другие загрязнения, которые скапливаются на её поверхности. После того, как шина просохла, можно начинать наносить состав.

Насколько хватает одного балончика? Если обрабатывать как рекомендую я, то примерно на 2 обработки четырёх покрышек. Это касается варианта с артикулом AC-265, про спрей ничего не могу сказать. Почему отказался от спрея? Мне показалось, что из пулевизатора можно эффективней обработать и потом дотереть то, что легло неравномерно. Стоимость этой химии можете увидеть ниже:

Надолго ли это продлит ресурс покрышек в плане противодействия активным воздействиям ультрафиолета и грязи? Честно скажу, не знаю. Но летом я взял за правило ухаживать за покрышками, а также обрабатывать их перед тем, как отдать на хранение при смене типа резины. А вот за зимними ухаживаю за сезон всего 2 раза — перед тем, как переобуться и при сдаче на хранение.

С этой задачей успешно справляется специальный чернитель. Средство возвращает шинам глубокий черный блеск, который мы видим на новых колёсах. Обработка покрышек чернителем обновляет и защищает их. Средство заполняет микротрещины на поверхности резины и образует на ней защитную пленку, делает шины более эластичными.

Кроме прямого назначения – обработки колес автомобиля после мойки – чернитель резины можно использовать и для других целей.

Консервант для сезонного хранения шин

Чтобы замедлить старение авторезины и продлить срок её эксплуатации, полезно обработать чернителем шины перед тем, как убирать их на сезонное хранение. В данном случае обработке подлежат не только боковины покрышек, но и сам рисунок протектора, а также (если шины сняты с дисков) их внутренняя поверхность.

Средство ухода за ковриками и резиновыми уплотнителями дверей

Любой автолюбитель подтвердит, что резиновые коврики даже после мойки с автошампунем или другим мощным моющим средством остаются тусклыми. А после обработки чернителем они буквально преображаются и снова начинают выглядеть презентабельно.

Но при обработке ковриков нужно использовать минимальное количество чернителя: если переборщить, то их поверхность станет скользкой. А это уже небезопасно: ступня в неподходящий момент может соскользнуть с педали. К тому же в салоне будет присутствовать резкий химический запах.

Также экономно следует обрабатывать чернителем и резиновые уплотнители дверей. Он защитит и обновит их не хуже силиконовой смазки. Обработка уплотнителей актуальна в зимние месяцы, когда они теряют свою эластичность и могут покрыться трещинами.

Обновление и защита пластиковых деталей

Чернитель благотворно влияет не только на резиновые, но и на пластиковые автодетали: неокрашенную поверхность бамперов, дверных ручек, корпусов зеркал заднего вида, молдингов и рейлингов. На эти элементы чернитель действует так же, как и на шины: он возвращает им опрятный внешний вид, маскирует дефекты, заполняет микротрещины и при регулярной обработке замедляет их старение.

Чернитель шин совершенно неагрессивен по отношению к лакокрасочному покрытию автомобиля. Если он случайно попадет на него, то ничего страшного с ЛКП не случится.

Испытываем всевозможные средства ухода за колесами в сборе — очистители дисков, полироли для шин, чернители резины. Проверку проходят 14 образцов.

Колёса первыми знакомятся со всевозможной дорожной гадостью — от соли и песка до битума и камней. Но ухаживать за колесами надо не только из уважения к их нелегкой жизни. Многие средства ухода являются защитными, то есть предотвращают появление потертостей и микротрещин на резине, которые, как известно, легко превращаются в более опасные трещины, доходящие до нитей корда.

Категорически возбраняется мыть литые и кованые диски бензином или различными растворителями, потому как их воздействие на лак непредсказуемо: про красоту после такой обработки уж точно можете забыть. То же относится к мойке струей воды под большим давлением. Средства для ухода за дисками подойдут и для пластмассовых колпаков, особенно штатных, имеющих высококачественное глянцевое покрытие.

Проверенные нами препараты условно разделены на группы согласно заявленному назначению. В каждой группе декларировались различные таланты — полировка, чистка, чернение, и поэтому мы сопоставляли не чернитель с полиролем, а соответствие заявленных талантов истинным.

Очистители дисков в своей основе имеют слабые растворы кислот. Поэтому при работе с ними желательно защитить руки резиновыми перчатками.

Наши предпочтения? В первой группе отметим чернитель покрышек Astrohim АС‑264: он реально борется с микротрещинами и преображает облик шины. Из очистителей дисков выделим средство Eltrans: оно справилось с задачей чуть лучше других, да и цена сносная.

Как обычно, препараты расположены в нашей фотогалерее по алфавиту.

Заявленный объем 520 мл

Примерная цена 200 руб.

Средство реально способствует заживлению различных микротрещин в резине. Да и визуальный эффект налицо!

Заявленный объем 250 мл

Примерная цена 60 руб.

Препарат предназначен, в основном, для салона машины, но, поскольку упомянута резина, мы испытали его и на шинах. Очищает пристойно: отмечаем плюсом, учтя низкую цену.

Заявленная масса 340 г

Примерная цена 450 руб.

Заявленный объем 650 мл

Примерная цена 190 руб.

Ждем пять минут. Густая пена потихоньку исчезла, а после механического воздействия покрышка слегка похорошела. Средний результат.

Заявленный объем 650 мл

Примерная цена 250 руб.

Незачет. Ни слова по-русски на упаковке, резкий запах и посредственный результат.

Заявленный объем 500 мл

Примерная цена 115 руб.

Отличный результат: через пару минут после нанесения средства грязный диск чуть ли не засверкал.

Заявленный объем 500 мл

Примерная цена 90 руб.

Очистители под этим брендом обычно неплохо справляются с грязью. Химия и на этот раз не подкачала.

Заявленный объем 1 л

Примерная цена 270 руб.

Упаковка неудобная: наливаешь чуть ли не в крышечку… Но эффект заметен сразу, замечаний нет.

Заявленная масса 340 г

Примерная цена 250 руб.

Обильная пена впечатляет: как всё круто! Однако пена сходит, а результат — не ахти.

Заявленный объем 500 мл

Примерная цена 525 руб.

Через пяток минут энергичного механического воздействия диск очистился. Неплохо, но дорого.

Заявленный объем 550 мл

Примерная цена 460 руб.

Стоило ли платить такие деньги и ждать десяток минут, чтобы убедиться, что средство очищает шины так себе?

Заявленный объем или масса н.д.

Примерная цена 70 руб.

Самый примитивный чернитель очень хорошо справился с задачей. А недостаток очевиден: на четыре покрышки одной губочки может и не хватить.

Заявленный объем 300 мл

Примерная цена 400 руб.

Дороговато и не очень эффективно: блеска почти нет, чернения тоже.

Заявленный объем 400 мл

Примерная цена 220 руб.

Честно подождали требуемые десять минут, затем стали протирать. Покрышка почернела, но блеска нет. Средство отработало на троечку.

Старение резинотехнических изделий в процессе их хранения

Мелькумова, Т. В. Старение резинотехнических изделий в процессе их хранения / Т. В. Мелькумова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 11.3 (145.3). — С. 33-35. — URL: https://moluch.ru/archive/145/40907/ (дата обращения: 07.08.2023).

Для большинства отраслей сельскохозяйственного производства характерна сезонность выполнения различных работ. В связи с этим тракторы и сельскохозяйственные машины большую часть времени простаивают. Количество рабочих дней в течение года для различных тракторов и машин разное и зависит от способности машины выполнять один или несколько видов работ. Всё остальное время сельскохозяйственная техника находиться на хранении [1,2].

Существует три основных способа хранения машин и деталей (закрытый, открытый и комбинированный), которые обусловливаются конструктивный особенностями машин, природно-климатическими условиями, наличием соответствующих помещений или открытых площадок [4,6,7,8,9].

Закрытый способ (в сарае, гараже, на складе) является наилучшим, так как позволяет надежно предохранять машины от атмосферных и климатических воздействий. В закрытых помещениях в основном следует хранить машины зерноуборочные, очистительные для внесения гербицидов и ядохимикатов, а также другие сложные и дорогостоящие машины [4,7,8].

Открытый способ рекомендуется в основном для кратковременного хранения таких машин, как плуги, бороны, культиваторы и т. п. Этот способ характеризуется тем, что машины хранят на открытых площадках без снятия с них каких-либо сборочных единиц и деталей [4,7,8].

Комбинированный способ применяют наиболее часто. Он сочетает в себе условия открытого и закрытого способов хранения, так как сложные машины хранят в закрытых помещениях или под навесом, а простые машины — на открытых, специально оборудованных площадках с твердым покрытием [4,7,8]. При установке машин на открытое хранение с них в обязательном порядке снимают все разрушающиеся в открытой атмосфере сборочные единицы и детали (аккумуляторные батареи, ремни из резинотекстиля, втулочно-роликовые цепи и т. п.) И сдают на хранение в специально оборудованные помещения. При этом машины подвергают консервации и устанавливают на специальные подставки.

У большинства сельхозпроизводителей нет возможности хранить технику в закрытых отапливаемых помещениях [7,8]. В остальных случаях в процессе хранения на сельскохозяйственную технику оказывают влияние климатические, атмосферные и другие факторы, которые вызывают изменение физических и химических свойств материалов, использованных в конструкциях (металлы, пластмассы, резина и др.) или применяемые при их эксплуатации (смазочные материалы, технические жидкости и др.) [7,8,9]. Наиболее уязвимыми являются резинотехнические изделия.

Резиной называется продукт специальной обработки (вулканизации) смеси каучука и серы с различными добавками.

Резина как технический материал отличается от других мате­риалов высокими эластическими свойствами, которые присущи каучуку — главному исходному компоненту резины. Она способна к очень большим деформациям (относительное удлинение дости­гает 1000 %), которые почти полностью обратимы. При нормаль­ной температуре резина находится в высокоэластическом состоя­нии и ее эластические свойства сохраняются в широком диапазоне температур.

Модуль упругости лежит в пределах 1—10 МПа, т.е. он в ты­сячи и десятки тысяч раз меньше, чем для других материалов. Особенностью резины является ее малая сжимаемость (для инже­нерных расчетов резину считают несжимаемой); коэффициент Пуассона 0,4—0,5, тогда как для металла эта величина составляет 0,25—0,30. Другой особенностью резины как технического мате­риала является релаксационный характер деформации. При нор­мальной температуре время релаксации может составлять 10 -4 с и более. При работе резины в условиях многократных механиче­ских напряжений часть энергии, воспринимаемой изделием, теряется на внутреннее трение (в самом каучуке и между молеку­лами каучука и частицами добавок); это трение преобразуется в теплоту и является причиной гистерезисных потерь. При экс­плуатации толстостенных деталей (например, шин) вследствие низкой теплопроводности материала нарастание температуры в массе резины снижает ее работоспособность.

Кроме отмеченных особенностей для резиновых материалов характерны высокая стойкость к истиранию, газо- и водонепрони­цаемость, химическая стойкость, электроизолирующие свойства и небольшая плотность. Такие свойства резины, как гибкость, упругость, эластичность, изменяются под влиянием внешних факторов — света, тепла, кислорода, которые приводят к разрушению резины, сокращению ее эксплуатационного срока.

Старением называется необратимое изменение свойств каучука или резины под действием тепла, света, кислорода, воздуха, озона или агрессивных сред, т.е. преимущественно немеханических фак­торов. Старение активируется, если резина одновременно подвер­гается воздействию механических нагрузок.

Под воздействием солнечных лучей резиновые изделия сохнут и трескаются, а под действием повышенной температуры — приходят в состояние перевулканизации. Бензин, керосин, минеральные масла растворяют вулканизированную резину, а щелочи, кислоты и соли меди разрушают ее.

Сочетание агрессивных сред и напряжений при механических воздействиях в процессе эксплуатации приводит к растрескиванию и вздутию резины сельскохозяйственных машин. Растрескивание резин в атмосферных условиях протекает с отно­сительно большой скоростью и является вследствие этого наиболее опасным видом старения. (Рисунок 2).

Основным условием образования трещин на резине является одно­временное воздействие на нее озона и растягивающих усилий. Прак­тически такие условия в той или иной степени создаются при эксплу­атации почти всех резиновых изделий. Согласно современным пред­ставлениям, образование зародышевых озонных трещин на поверх­ности резин связывается или с одновременным разрывом под действи­ем озона нескольких ориентированных в одном направлении макро­молекул, или с разрывом структурированной хрупкой пленки озонида под влиянием напряжений. Проникновение озона в глубь микро­трещин ведет к дальнейшему их разрастанию и разрыву резин.

Снижение вредного воздействия разрушающих факторов в процессе хранения резинотехнических изделий сельскохозяйственной техники возможно за счет использования различных материалов и способов защиты резины.