Принципы создания масло- и морозостойких резин и их реализация для эксплуатации в условиях холодного климата

• Автор: Петрова, Наталия Николаевна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 385 с. : ил.

1.1 Работоспособность эластомерных уплотнителей

1.2 Особенности эксплуатации уплотнительных резин в климатических условиях Республики Саха Якутия

1.3 Влияние углеводородных сред на свойства резин

1.4 Морозостойкость эластомеров и способы ее повышения

1.5 Смеси эластомеров. Их структура, вулканизация, способы регулирования свойств.

1.6 Заключение

Глава 2. Объекты и методы исследований

2.1 Объекты исследований

2.1 Л Серийные резины

2.1.2 Резины на основе пропиленоксидного каучука

2.1.3 Композиции на основе смесей каучуков

2.1.4 Природные цеолиты, как модификаторы резин
2.1.5 Рабочая среда
2.2 Методы исследований
2.2.1 Технологические свойства резиновых смесей
2.2.2 Стандартные методы исследований основных эксплуатационных свойств резин
2.2.3.Методы оценки морозостойкости резин
2.2.4 Методы исследований, позволяющие получить информацию о структуре эластомерного материала
2.2.5 ИКспектроскопия для определения состава резин
2.2.6 Определение вязкости пластификатора и нефти
2.2.7 Определение относительной деформации сжатия уплотнительных колец
Глава 3. Исследование работоспособности серийных резин в условиях совместного воздействия углеводородных сред и низких температур
3.1. Выбор показателей, фиксируемых в процессе натурной экспозиции резин
3.2 Изменение степени набухания резин в процессе натурной экспозиции
3.3 Изменение физикомеханических свойств резин после натурной экспозиции в среде нефти
3.4 Остаточная деформация сжатия резин после натурной экспозиции в среде нефти
3.5 Морозостойкость резин при натурной экспозиции
3.6 Рекомендации по применению серийных резин в условиях совместного действия нефти и низких температур
Выводы к главе 3
Глава 4. Моделирование процесса набухания резин в нефти
4.1 Зависимость степени набухания бутадиеннитрильных резин от содержания пластификатора
4.2 Влияние диффузионных процессов на температуру стеклования резин
4.3 Завимость интенсивности протекания диффузионных процессов в системе резинауглеводородная среда от рецептуры резин
4.4 Моделирование степени набухания резин и применение модели
Выводы к главе 4
Глава 5. Физикохимические принципы создания морозостойких эластомсрных материалов, устойчивых к углеводородным средам
5.1 Смеси эластомеров как способ создания резин с требуемым уровнем морозо и маслобснзостойкости
5.1.1 Структура модельных смесей на основе полиизопрена и фторкаучуков
5.1.2 Вулканизация смесей полиизопрена и фторкаучука
5.1.3 Влияние типа фторкаучука и соотношения компонентов в смеси
на свойства резин
5.2 Влияние рецептурнотехнологических факторов на маслостойкость и низкотемпературные свойства резин на основе смесей СКИ3 и
фторкаучуков
5.2.1 Влияние наполнителя и последовательности его введения на структуру и свойства смесевых резин
5.2.2 Влияние третьего эластомерного компонента на основные свойства резин на основе смесей СКИЗСКФ
5.2.3 Динамическая вулканизация резин как способ регулирования фазовой морфологии и свойств резин на основе смесей эластомеров
5.2.4 Модифицирование свойств резин на основе смесей СКИЗСКФ
в присутствии природных цеолитов
5.3 Поверхностная модификация резин фторсодержащими покрытиями
5.4. Физикохимические принципы создания морозостойких эластомерных материалов, устойчивых к углеводородным средам
Выводы к главе 5
Глава 6. Конкретные примеры разработки эластомерных материалов уплотнительного назначения для арктического применения
6.1 Разработка новых эластомерных материалов на основе бутадиеннитрильных каучуков
6.1.1 Влияние природных цеолитов на свойства резин на основе бутадиеннитрильных каучуков
6.1.2 Эластомерные материалы на основе смесей бутадиеннитрильных
и диеновых эластомеров
6.2 Эластомерные материалы на основе пропиленоксидного каучука
6.2.1 Модифицирование свойств резин на основе пропиленоксидного каучука в присутствии природных цеолитов
6.2.2 Композиции на основе пропиленоксидного каучука и политетрафторэтилена
Выводы к главе 6
Основные выводы
Список литературы


Температура стеклования, разделяющая стеклообразное состояние полимера и область перехода из стеклообразного в высокоэластическое состояние, обычно ограничивает нижний предел развития высокоэластической деформации. Эта область ограничена сверху Тс, а снизу некоторой температурой, которую интерпретируют как предельную температуру хрупкости Тхр. Температура хрупкости это температура, при которой полимер разрушается в момент достижения предела вынужденной эластичности. Температура хрупкости, измеряемая в стандартных условиях нагружения ГОСТ , широко используется для характеристики морозостойкости. Однако следует помнить, что это условная величина, зависящая от скорости приложения нагрузки и прочностных свойств эластомерного материала в стеклообразном состоянии. Для кристаллизующихся эластомеров основной характеристикой морозостойкости является время сохранения заданного уровня свойств при определенной температуре. Это время минимально при температуре максимальной скорости кристаллизации Т1. При выборе состава резин для работы при низких температурах следует выяснить, какой из трх рассмотренных выше случаев соотношения кристаллизации и стеклования имеет место. В первом случае все усилия необходимо направить на снижение температуры стеклования, во втором случае нужно обеспечить и снижение Тс, и увеличение времени кристаллизации в третьем задача создания морозостойких резин сводится только к резкому замедлению кристаллизации . Часто для практических целей важна не только температурная граница морозостойкости Тс или Тхр, но и степень сохранения тех или иных свойств при данной низкой температуре по сравнению с этими же свойствами при комнатной температуре. Существует ряд методов характеризующих морозостойкость резин по их восстанавливаемости при отрицательных температурах. Они основаны на регистрации изменения соотношения между обратимой и необратимой составляющими деформации и заключаются в определении способности образца восстанавливать свои размеры после деформации. Такой подход характеризует релаксационные свойства эластомеров и может быть использован при разных видах деформации как при растяжении, так и при сжатии. Большинство методов стандартизовано ГОСТ 8, Определение морозостойкости при растяжении ГОСТ 8, Определение морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия ГОСТ 0, Метод определения способности к кристаллизации при сжатии. При использовании метода ТЯ обычно отмечают температуры, при которых образец восстановился на 2, или . Согласно методу Гемана , определяют значения температур Тц при которых модуль жесткости резины при кручении возрастает в раз по сравнению с модулем, измеренным при комнатной температуре. Значительное количество показателей, характеризующих низкотемпературные свойства эластомерных материалов, обусловлено разнообразием условий эксплуатации резинотехнических изделий РТИ. Все перечисленные выше методы относились к морозостойкости резин. Для правильного определения морозостойкости РТИ необходимо проводить испытания непосредственно в рабочих узлах или на стендах, где создаются условия, близкие к эксплуатационным. При этом нужно учитывать как особенности конструкции, так и особенности морозостойкости и теплопроводности эластомерных материалов. Это требует правильного, научно обоснованного выбора режима испытания в каждом отдельном случае. Особенно важно при этом правильно выбирать время термостатирования, учитывая скорость кристаллизации эластомеров, и время, необходимое для установления температуры окружающей среды в изделии, которое может быть достаточно продолжительным при испытании массивных изделий , . Так как исследование морозостойкости резиновых деталей в условиях их эксплуатации сопряжено с большими трудностями, то важной задачей является оценка морозостойкости РТИ по морозостойкости резин. Для этого необходимо правильно выбрать показатель морозостойкости эластомерного материала, коррелирующий с морозостойкостью РТИ ответственный показатель и найти его критическое значение для данного вида детали. Единственный вид резинотехнических изделий, для которого это сделано в полной мере неподвижные уплотнительные детали.