Разработка уплотнительных резин на основе морозостойких каучуков и ультрадисперсных наполнителей для техники Севера

• Автор: Портнягина, Виктория Витальевна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Особенности эксплуатации полимерных материалов в условиях холодного климата

1.2. Требования, предъявляемые к материалу уплотнительного назначения

1.3. Понятие морозостойкости резин.

1.3.1. Анализ морозостойких эластомерных материалов.

1.3.2. Способы повышения морозостойкости резин.

1.4. Смеси полимеров, их структура и свойства.

1.5. Добавки, улучшающие взаимодействие на границе раздела фаз

1.5.1 Применение ультрадисперсных соединений в качестве

эффективных наполнителей полимеров
1.5.2. Механохимическая активация как способ создания ультрадисперсных добавок, регулирующих фазовую морфологию композиционных эластомерных материалов
1.5.3. Ультрадисперсные наполнители минерального происхождения
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты экспериментов
2.1.1. Характеристики компонентов эластомерных композиций.
2.1.2. Характеристики рабочих сред
2.2. Методы исследований
2.2.1. Определение физикомеханических свойств резин.
2.2.2. Определение остаточной деформации после сжатия
2.2.3. Определение коэффициента морозостойкости при растяжении
2.2.4 Определение стойкости резин к агрессивным средам.
2.2.5 Определение износостойкости
2.2.6. Статистическая обработка экспериментальных данных.
2.2.7. Методы структурных исследований.
2.2.7.1. Электронномикроскопическое исследование надмолекулярной структуры композиций
.1.2. Рентгеноспектральный анализ.
.1.3. Атомносиловая микроскопия
2.3.1 А. Рентгенофазовый анализ.
2.3.7.5. ИКспектроскопия для исследования цеолитовой пасты.
2.3.1.в. Дифференциальная сканирующая калориметрия
ГЛАВА 3. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ РЕЗИН НА ОСНОВЕ БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО
И ПРШЛЕНОКСИДНОГО КАУЧУ КОВ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ СЕВЕРА.
3.1. Использование нового пластификатора дибутоксиэтиладииината для производства морозостойких резин уплотнительного назначения
3.2. Изучение работоспособности резин на основе СКПО и политетрафторэтилена в условиях натурной экспозиции в нефти
Талаканского месторождения
ГЛАВА 4РЕЗИНЫ НА ОСНОВЕ ПРОПИЛЕНОКСИДНОГО КАУЧУКА И УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА
4.1 Композиции на основе морозостойких каучуков СКПО и БНКС
, содержащие фторопласт Ф4 и УПТФЭ
4.2. Композиции на основе морозостойких каучуков СКПО и БНКС
и фторопласта, содержащие цеолитовую пасту
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА МОРОЗОСТОЙКИХ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ РЕЗИН НА ОСНОВЕ ПРОПИЛЕНОКСИДНОГО КАУЧУКА И
ПРИРОДНЫХ БЕНТОНИТОВЫХ ГЛИН.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Наиболее подходящим пунктом, как в климатическом, так и в транспортном отношении для проведения работ по изучению климатической устойчивости материалов является г. Якутск, где и проводятся основные работы в этом направлении (табл. Безусловно, подобные экстремальные климатические факторы приводят к интенсивному старению и разрушению полимерных материалов и композиций на их основе, что может грозить снижением герметичности уплотнения в том или ином механизме, и как следствие, потоком отказов всей техники в целом. Таблица 1. Возникающие при этом свободные радикалы, являясь активными центрами инициирования процесса разрыва макроцепей, способствуют разрушению полимеров в более глубоком слое образца. При низких температурах, где способность рекомбинации свободных радикалов резко снижается, процессы деструкции полимеров под действием свободных радикалов проходят значительно глубже. Все это приводит к резкому уменьшению молекулярной массы, появлению хрупкости и быстрому ухудшению эксплуатационных свойств. Резкие суточные перепады температуры воздуха и дополнительный нагрев образцов лучистой энергией приводят к появлению термических напряжений, которые за счет больших времен релаксации структурных элементов макромолекул полимеров накапливаются при циклических перепадах температур, что способствует растрескиванию материалов []. Переходы через 0 С дважды в сутки приводят к сорбции и десорбции влаги, ее замораживанию и размораживанию. При этом за счет увеличения объема поглощенной воды в процессе замораживания происходит увеличение макро- и микропустот в полимерах, что приводит к растрескиванию, появлению критических трещин и хрупкому разрушению материала при действии определенных нагрузок. Таким образом, полимерные материалы подвержены воздействию практически всех негативных климатических факторов. В то же время несомненна и очевидна тенденция все большего использования полимерных материалов в машинах и механизмах, предназначенных для эксплуатации на Крайнем Севере. А также снизить затраты предприятий на проведение ремонтно-восстановительных работ по устранению негерметичности узлов, потери от простоя машин и оборудования, необходимость содержания резервной техники и большого количества запасных частей. Существующая в машиностроении тенденция к повышению рабочих давлений, скоростей и температур при одновременном снижении массы, приходящейся на единицу создаваемой или передаваемой мощности, выдвигает новые требования к герметизирующим устройствам. Не все полимерные материалы удовлетворяют им - прежде всего по технико-экономическим критериям. Уплотнительные устройства применяются практически во всех отраслях техники, поэтому ассортимент уплотнителей исключительно широк, а требования и условия их эксплуатации разнообразны [,]. Одним из основных требований к уплотнительным устройствам является обеспечение полной или допустимой техническими условиями герметичности в течение ресурса в диапазоне температур от - °С до 0 °С и давлениях до 0 кг/см2, которую они должны сохранять при воздействии комплекса механических нагрузок. Сюда относится ударная прочность, вибропрочность, прочность при гидроударах и резких колебаниях температур. А также должны обладать повышенной износостойкостью, простотой, экономичностью и технологичностью конструкции герметизирующих деталей, входящих в состав уплотнительных устройств []. В уплотнительной технике наиболее широко применяются эластомерные материалы. В настоящее время из них изготавливается практически % всех уплотнительных деталей. Последнее требование имеет особую актуальность для эластомерных материалов, предназначенных для работы в условиях холодного климата. Для европейской части России, где морозы редко достигают - 0 С, требования морозостойкости резин не настолько важно, как при эксплуатации уплотнительных материалов в районах Крайнего Севера, где -°С — вполне реальная температура работы уплотнителей. Поэтому создание маслостойких резин, обладающих повышенной морозостойкостью является важной и актуальной задачей [].