Резины

Для изготовления различных элементов конструкций ремня применяют пять основных типов резин: для слоя сжатия; для слоя растяжения; для эластичного слоя и обкладки тканей; для промазки тканей и для приготов­ления клея.

Кроме основных типов резин в производстве клино­вых ремней используют резины вспомогательных типов: Для диафрагм и резиновых рубашек к вулканизационному оборудованию, для конфекционных рубашек, для маркировки др.

В зависимости от назначения резина должна обла- Дать определенным комплексом свойств.

Кроме того, резины должны обладать специфически­ми свойствами, определяемыми условиями эксплуатации ремней, например маслостойкосnью, морозостойкостью, светоозоностойкостью, электропроводностью и т. д.

В производстве клиновых ремней используют каучуки следующих типов^21-25: натуральный, бутадиеновый, бутадиен-стирольный, бутадиен-нитрильный, хлоропреновый, изопреновый.

В последние годы нашли применение и другие ти­пы каучуков: этиленпропиленовый, эпихлоргидриновый, литьевой и вальцуемый уретановый, жидкие сополимеры гидроксилсодержащего бутадиена²⁶.

В резинах используют один из указанных типов кау­чука или комбинацию из двух-трех типов. Выбор каучу­ка обусловлен конкретными условиями работы ремней, а также технико-экономическими показателями.

В отечественной промышленности для клиновых рем­ней общего назначения, маслостойких и токопроводящих применяют хлоропреновый каучук серного (наириты мар­ки А; Б; КРА; КРБ) и меркаптанового (наирит П, ПНК) регулирования. Для морозостойких ремней применяют изопреновый СКИ-3, бутадиеновый СКД и хлоропрено- вые каучуки в определенной комбинации²⁷.

В зарубежной промышленности используют натураль­ный каучук, каучуки типа бутадиен-стирольных, хлоропреновые, изопреновые, уретановые и комбинации из этих каучуков.

Хлоропреновые каучуки (неопрены GN, W, WRT, пербунаны С-210, С-211, С-110, денкахлоропрены S-40, М-40 и др.) применяют для ремней общего назначения, но чаще — для специальных маслостойких ремней или для ремней с улучшенными эксплуатационными свойст­вами.

Резины для слоя сжатия. Слой сжатия обеспечивает сохранение трапециевидной формы ремня при деформа­ции во время эксплуатации и предохраняет его от за­клинивания в канавке шкива.

В процессе работы ремня резина слоя сжатия испы­тывает многократные деформации сжатия, растяжения, изгиба. В результате внутреннего трения при многократ­ных деформациях происходит выделение тепла, приводя­щее к старению резины и ее разрушению.

В соответствии с этим резины слоя сжатия должны обладать высокой стойкостью к многократным деформа­циям, незначительной величиной внутреннего трения и, следовательно, малым теплообразованием, высокой тепkjстойкостью, хорошей стойкостью к образованию и раз­растанию трещин; твердость резины должна быть в пре­делах 65—80.

Резиновые смеси слоя сжатия должны обладать хо­рошей каландруемостью, достаточной клейкостью, каркасностью.

Резины с высокими динамическими показателями по­лучают при использовании наирита в сочетании с бутадиен-нитрйльными каучуками типа СКН-18М, СКН-26М или из наирита с соответствующими наполнителями (обычно применяют печные и термические сажи).

В резинах слоя сжатия содержание каучука состав­ляет 40—45%, сажи — 38—44%.

Большое значение имеет правильный выбор вулкани­зующей группы. Для наиритов серного регулирования вулканизующая группа, как правило, содержит окись цинка и окись магния; для наиритов меркаптанового ре­гулирования кроме указанных окислов металлов при­меняют специальные ускорители: NA-22, вулкацит NP, пермолюкс, тонокс, отдельно или в сочетании с дифенил-гуанидином, тиурамом, серой.

Для облегчения технологической обработки резино­вых смесей и регулирования показателей вулканизатов используются пластификаторы, чаще всего сложные эфиры типа фталатов и себацинатов. Наряду с этим в ка­честве пластификаторов применяют рубракс, вазелино­вое масло, полидиены. Для снижения прилипания рези­новых смесей к валкам каландра и вальцов в смесь вводят стеариновую кислоту, парафин, вазелин или воск.

Клейкость смесей и технологические свойства регули­руют введением инден-кумароновых смол, канифоли; для наиритов серного регулирования применяют пластифи­каторы: каптакс, дифенилгуанидин, серу и др.

В качестве противостарителей используют неозон Д, сантофлекс УР. Во избежание преждевременной вулка­низации в резиносмесителях в смеси вводят фталевый ангидрид и мыло хозяйственное.

Для морозостойких ремней в резинах слоя сжатия применяют каучуки СКД и СКИ-3 в соотношении от 50 : 50 до 70 : 30

Определенное сочетание вулканизующих агентов (сера, сантокюр, сантокюр-мор, сульфенамид БТ, тиурам), комбинация печной и термической сажи, использование в качестве противоутомителя бензойной кислоты позволя­ет получать резину слоя сжатия с хорошими динамическими показателями. Для повышения каркасности и когезионной прочности резиновых смесей применяют N,4-динитрозо-N-метиланин, смолы, полиэтилен низко­го давления.

Основные механические характеристики резин слоя сжатия из каучуков различных типов приведены в табл. 2.7.

Для повышения поперечной жесткости ремня и сни­жения затрат на изготовление слоя сжатия в смеси до­бавляют волокнистые наполнители: очесы ватина, ленточный хлопок или перемолотые отходы текстильного производства и производства резиновых технических из­делий и шин^28,29. Можно использовать волокна различ­ных видов: хлопчатобумажные, вискозные, синтетические Содержание волокнистых наполнителей в смеси 2—25%. Недостатком применения волокнистых наполнителей яв­ляется резкое снижение устойчивости резины к изгибу.

Смеси с волокнистыми наполнителями чаще всего используют для изготовления вариаторных ремней, гдетребуется высокая поперечная жесткость.

Волокна наполнителей должны быть расположен перпендикулярно длине ремня. Для этого каландрованные листы резиновой смеси слоя сжатия при наложении на конфекционный барабан сборочного станка поворачи­вают под углом 90° к продольной оси барабана.

С целью повышения прочности связи между наполни­телем и резиной в смесь могут быть введены соответст­вующие добавки (например, при использовании наирита в резиновую смесь вводят резотропин и белую сажу). В зависимости от способа сборки сердечников резиновые смеси слоя сжатия каландруют в виде гладкого или про­филированного (с продольными выступами трапециевид­ного сечения) листа или шприцуют в виде полосы тра­пециевидного сечения (для сборки ремней индивидуаль­ным способом).

Толщина листов колеблется от 0,5 мм до толщины, равной толщине слоя сжатия.

Резины для слоя растяжения. В процессе работы рем­ня слой растяжения подвергается многократным дефор­мациям растяжения и изгиба. Поэтому резины этого слоя должны обладать высокой усталостной прочностью, сравнительно большим относительным удлинением, хо­рошей теплостойкостью, а также высокой поперечной жесткостью. Обычно для слоя растяжения применяют те же резины, что и для слоя сжатия, в том числе и резины с волокнистыми наполнителями.

Резины слоя растяжения каландруют в виде листов толщиной от 0,5 мм до толщины, соответствующей об­щей толщине слоя растяжения.

Резины для эластичного слоя и обкладки тканей. Ре­зины, используемые для эластичного слоя и обкладки тканей, должны обладать хорошей адгезией к текстилю эластичностью для амортизации напряжений, возни­кающих на границе резина — текстиль при работе ремня.

Кроме того, резиновые смеси должны обладать доста­точной пластичностью с тем, чтобы пространство между нитями кордшнура (кордткани) полностью заполнялось и нити не перетирались друг о друга, клейкостью, что обеспечит монолитность сердечников ремней при сборке сердечников и хорошей каландруемостью.

В резинах эластичного слоя применяют в основном те же типы каучуков, что и в слое сжатия. Содержание каучука составляет в них 50—60%.

Для повышения адгезии к пропитанным текстильным материалам тягового слоя в состав резин вводят резорцин, уротропин, изоцианаты, различные смолы, например феноло-, резорцино-, меламино-формальдегидные, эпоксидные.

Введение полярных наполнителей — белых саж БС-50, БС-150, аэросила 175, редоксайда, актинапа, каолина и высокоактивных тонкодисперсных саж — также спо­собствует повышению адгезии резин к текстилю. Необходимость введения тех или иных адгезивных материа­лов или полярных наполнителей зависит от вида волокна тягового слоя, типа каучука и пропиточного состава^30,31.

Выбор пластификатора также зависит от типа приме­няемого каучука. Так, при использовании наирита пред­почтительно применять сложные эфиры типа фталатов, себацинатов, инден-кумароновую смолу, рубракс, кани­фоль. При введении вазелинового масла, полидиенов в больших дозировках адгезия резины к текстилю умень­шается.

В резиновые смеси, предназначенные для ремней с кордшнурами из синтетических волокон, целесообразно добавлять ультраускорители (или ускорители обычного типа в большом количестве). Это предотвращает смещение кордшнура в слой сжатия, так как в этом случае смеси вулканизуются при сравнительно низких темпера­турах, когда усадка кордшнура не достигает еще боль­ших значений.

Смещению кордшнура при нагреве в процессе вулка­низации способствует также релаксация высокоэластиче­ской деформации, которая возникает в процессе каландрования резиновой смеси. Для резин эластичного слоя на основе наиритов с целью предотвращения смещения кордшнура эффективной является замена 20—30 вес. ч. наирита на равное количество бутадиенового каучука При введении СКД в резиновую смесь снижается величина высокоэластической деформации и замедляется время ее релаксации.

Механические показатели резин на основе различных каучуков для эластичного слоя и обкладки кордткани¹ приведены ниже:

В отдельных конструкциях ремней эластичный слой не применяется (например, в морозостойких ремнях на основе комбинации каучуков СКД и СКИ-3). В этом слу­чае удовлетворительная прочность связи с материалами тягового слоя достигается за счет резин слоя сжатия и растяжения.

На ряде зарубежных предприятий в целях экономии материалов и упрощения процесса сборки ремней эла­стичный слой располагают только со стороны тягового слоя.                                      

Смеси для эластичного слоя каландруют в листы тол­щиной 0,6—0,7 мм. Обкладку тканей, предварительно об­работанных на пропиточных агрегатах или промазанных на клеепромазочных машинах или каландрах, произво­дят с одной или с двух сторон на каландре. Толщина обкладочной резины 0,2—0,3 мм.

Резиновые смеси для промазки тканей. Эти смеси ис­пользуют для промазки оберточных тканей и тканей тя­гового и промежуточных слоев. Смеси должны быть до­статочно пластичными, хорошо проникать в ткань, а так­же обеспечивать хорошую прочность связи с тканями.

Важным показателем для промазочных смесей явля­ется их клейкость, что должно обеспечить хорошее сцеп­ление слоев промазанных тканей между собой и с рези­ной в процессе изготовления ремней; с другой стороны, необходимо, чтобы промазанные ткани не прилипали к прокладочным холстам.

В зависимости от условий эксплуатации ремней промазочные резины должны быть малостойкими, светоозоностойкими, электропроводящими. Лучше всего этим тре­бованиям отвечают резины из наирита.

При изготовлении морозостойких ремней, где основ­ной массив ремня содержит комбинацию каучуков СКД+СКИ-З, оберточную ткань можно промазывать смесью, содержащей наирит или наирит в комбинации с каучуком СКИ-3.

В зарубежной практике для промазки тканей испольуют смеси на основе хлоропреновых и натуральных каучуков или на основе различных комбинаций каучуков этих типов. Часто применяют смеси натурального и бутадиен-стирольного каучуков. С целью удешевления в промазочные смеси вводят регенерат. Содержание каучука в таких смесях составляет 50—65%.

В резинах могут применяться активные (печная ПМ-70, FiF), неактивные (термическая) сажи и мине­ральные наполнители (мел, каолин).

Содержание пластификаторов в промазочных резинах значительно больше, чем в других резинах, и может до­стигать 15%.

В состав резин, применяемых для промазки кордтканей, иногда добавляют различные адгезивы: резотропин, резорцин, уротропин и изоцианаты.

Ниже приведены основные показатели промазочных резин на основе каучуков различных типов:

При изготовлении токопроводящих ремней оберточ­ную ткань промазывают специальной смесью на основе полярных каучуков, например наирита.

Наполнителями электропроводящих резин являются ацетиленовые сажи, сажи типа вулкан XXX.

Электрическое сопротивление промазочной резины на основе наирита, содержащей 35 вес. ч. ацетиленовой са­жи на 100 вес. ч- каучука, составляет 2-Ю⁵ Ом. Иногда вместо саж применяют графит, однако в этом случае электрическое сопротивление снижается в меньшей сте­пени.

Ниже приведено объемное электрическое сопротивле­ние резин ( в Ом-см) на основе различных каучуков:

Резиновые смеси для приготовления клеев. В произ­водстве клиновых ремней применяют конфекционные клеи: для промазки кордшнура в процессе сборки сер­дечников ремней, а также для промазки кордтканей и оберточных тканей на клеепромазочных машинах.

В клеевых смесях в основном используют те же каучуки, что и для остальных типов резин, используемых для изготовления различных элементов ремня. Однако для морозостойких ремней, где применяют резины на основе комбинации каучуков СКД и СКИ-3, в клеевой смеси используют натуральный каучук. Применение на­турального каучука связано с недостаточной когезионной прочностью клеевых пленок в клеях на основе СКИ-3, что приводит к отслоению кордшнура от остальной части _сер_дечника при вылежке последнего перед оберткой.

Для промазки оберточной ткани в ремнях, состоящих _в основном из резин на основе натурального каучука, за рубежом иногда используют хлоропреновые клеи.

Содержание каучука в клеевой смеси может состав­лять от 50 до 85%. При использовании наполнителей в клеевых смесях в каждом конкретном случае учитыва­ется ряд факторов: стоимость смеси, продолжительность сушки клея (с увеличением содержания наполнителя она сокращается), клейкость, когезионная прочность клеевой пленки и т. д.

Важными компонентами клеевой смеси являются ад­гезионные добавки, которые повышают прочность связи резин с тканью тягового слоя. Выше было показано влияние добавки резотропина в конфекцион­ный наиритовый клей на адгезию анидных кордшнуров к резине эластичного слоя. В клеи могут быть введены также различные смолы, изоцианаты и др.

Выбор растворителя зависит от типа каучука и назна­чения клея. При этом учитывают допустимые концентра­ции растворителей, определяемые токсичностью и преде­лом взрываемости³². Для наиритовых клеев применяют бензин и этил ацетат в соотношении от 1 : 1 до 1,7:1. В быстросохнущих клеях используют комбинацию этил-ацетата и метиленхлорида в соотношении от 6 :4 до 7 : 3 или ацетон и метиленхлорид в соотношении 2:8.

В зарубежной практике наряду с указанными раство­рителями для хлоропреновых клеев применяют толуол и метилэтилкетон, а для клеев на основе НК — толуол, бензин, циклогексан и другие растворители.

Концентрация конфекционного клея зависит от способа его нанесения:

Ткани для тягового слоя промазывают на клеепромазочной машине клеями концентрацией 1 : 1—1 : 1,5 В зарубежной практике при промазке оберточных тканей и кордтканей тягового слоя применяют клей концентрации 1 :5.

Резины для поликлиновых и плоскозубчатых ремней. В профильной части поликлиновых ремней применяю те же резины, что и для слоя сжатия обычных клиновы; ремней.

При отсутствии обертки резины для ребер ремни должны иметь большие износостойкость, твердость (75-85 по ТМ-2) и высокую стойкость к разрастанию трещин Для повышения твердости и каркасности в смесь вводят волокнистые наполнители. Если профильная часть ремння изготавливается шприцеванием, резиновая смесь должна иметь хорошую шприцуемость, небольшую усадку, способность сохранять форму и размеры.

Для эластичного слоя поликлиновых ремней и для промазки тканей применяют резины, используемые в клиновых ремнях.

Особенности работы плоскозубчатых ремней вызывавют необходимость применения резин со следующим свойствами: высокой износостойкостью, сопротивление к образованию и разрастанию трещин, прочностью, стойкостью к многократному изгибу, большой твердостью. Кроме того, резины должны хорошо крепиться к материалу тягового слоя.

В зависимости от условий эксплуатации к резинам могут предъявляться требования маслостойкости, морозостойкости, светоозоностойкости. Если ремни изготавливают методом сборки, необходимо, чтобы резиновй смеси хорошо каландровались, имели удовлетворительную конфекционную клейкость. При литьевом способ изготовления ремней важны хорошие вязкотекучие свойства смеси.

При изготовлении ремней методом сборки применяют главным образом резины на основе хлоропреновых бутадиен-нитрильных каучуков или их комбинаций. В состав резин входит значительное количество активных и полуактивных саж. Кроме того, к тяговому слою в резины вводят соответствующие добавки типа резотропина, различных фенольных и полярных наполнителей. Если зубчатую поверхность ремня защищает оберточная ткань, к резине зубьев не предъявляются высокие требования устойчивости к исти­ранию. Для промазки оберточных тканей применяют обычные резины, используемые при производстве кли­новых ремней.

Основные характеристики резин для плоскозубчатых ремней, изготавливаемых методом сборки:

Сопротивление

разрыву, кгс/см², не менее...........................          90

раздиру, кгс/см, не менее.............................          45

Относительное удлинение, %..................................... 200—300

Твердость по ТМ-2.............................................         75—90

Литьевые плоскозубчатые ремни изготавливают из ре­зин на основе хлоропреновых, бутадиен-нитрильных, уретановых, изопреновых в сочетании с бутадиеновыми и каучуков других типов.

Первые три типа каучука являются наиболее рас­пространенными и используются для ремней общего на­значения и маслостойких. Для морозостойких ремней используют комбинацию СКИ-3 и СКД.

При обычном литьевом способе под давлением, при­нятом в резиновом производстве, используют вальцуе­мые уретановые каучуки типа СКУ-8ПГ. В качестве вул­канизующих агентов для смесей на основе этого каучука применяют органические перекиси или изоцианаты, а в качестве наполнителей — активные сажи типа ПМ-50 и ПМ-75 в количестве 50 вес. ч. на 100 вес. ч. каучука. При введении больших количеств сажи снижается изно­состойкость резин.

Смотрите также:
С каталогом поликлиновых ремней Вы можете ознакомиться в данном разделе.