Если нагреть резину она растянется

Содержание

Изменение свойств резины в зависимости от температуры
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Нагревание — резина
Изменение свойств резины в зависимости от температуры

Изменение свойств резины в зависимости от температуры

С изменением температуры очень сильно изменяются свойства резины, причем работоспособность деталей из нее по разным причинам уменьшается как при нагревании, так и при охлаждении.

Как следует из рис. 11.4, с понижением температуры резины предел прочности растет, а эластичность падает и при —80°С она становится практически равной нулю.

Отметим, что прочность резины, увеличивающаяся с понижением температуры в первом приближении по линейному закону (рис. 11.4), достигает при —80°С примерно такого же значения, какое при комнатной температуре имеет совершенно лишенный эластичности вулканизат — эбонит.

Таким образом, основным неблагоприятным следствием понижения температуры является уменьшение эластичности резины, которая по мере охлаждения приближается по хрупкости к эбониту. Уже при —4 °С наиболее распространенные сорта резины не способны обратимо деформироваться в необходимых пределах, и только вулканизаты на базе специальных морозостойких каучуков сохраняют требующуюся эластичность при температуре —50°С и ниже. Из чего следует, что резиновые изделия в зимнее время требуют к себе пристального внимания и осторожного обращения.

Рис. 11.4. Зависимости предела прочности на растяжение σ_z и относительного удлинения ε_z

резины из натурального каучука от температуры

Все работы, связанные с монтажом или демонтажем резиновых деталей в зимнее время, надо проводить, предварительно прогрев их до комнатной температуры. Особенно важно прогревать пневматические шины, сильно охладившиеся при длительной стоянке или продолжительной остановке автомобилей на морозе. Такое нагревание происходит само по себе в процессе движения автомобиля за счет превращения в тепло энергии непрерывного деформирования перекатывающихся шин. Однако первое время после трогания с места холодные шины имеют недостаточную эластичность и вследствие этого легко могут быть повреждены в результате больших динамических нагрузок. Поэтому сначала машина должна двигаться с небольшой скоростью по наиболее ровным участкам местности или дороги, избегать крутых поворотов, резкого торможения и т.д.

В высшей степени осторожное обращение при зимней эксплуатации автомобилей требуется с деталями, изготовленными из бензо- и маслостойкой резины. По сравнению с обычной резиной она обладает пониженной морозостойкостью, и поэтому уже при —20 °С изделия из нее становятся хрупкими.

С повышением температуры до ПО. 120°С относительное удлинение резины увеличивается, а при дальнейшем нагревании, как видно из рис. 11.4, начинает уменьшаться. Переход от роста относительного удлинения к его спаду объясняется наступающим при этих температурах частичным разрывом серных мостиков между макромолекулами каучука, сопровождающимся одновременным резким снижением его эластичности и повышением пластичности.

Другие важные в эксплуатационном отношении свойства резины с повышением температуры изменяются только в худшую сторону: прочность, износостойкость и твердость уменьшаются, а остаточное удлинение и способность к необратимым деформациям увеличиваются. Так, нагреванию резины с 20 до 100 °С соответствует двухкратное и даже трехкратное снижение предела прочности на разрыв. Еще в большей степени уменьшаются в этом случае износостойкость и твердость резины. В результате при повышенной температуре пробег автомобильных шин уменьшается (рис. 11.5).

Кроме того, вследствие сильного понижения твердости и прочности резины с повышением температуры увеличивается возможность появления надрезов и вырывов целых кусков протекторов покрышек при наезде автомобилей на всякого рода неровности и препятствия.

Читайте также: Резина r13 для мото

Рис. 11.5. Зависимость пробега шин τ_пр от температуры воздуха t_в

Итак, все резиновые детали и в особенности те, которые деформируются в процессе работы, нужно в некоторых случаях зимой подогревать, а летом охлаждать, а также принимать меры по уменьшению их нагревания. В автомобильных шинах надо поддерживать нормальное давление и не перегружать их. Несоблюдение этих элементарных правил эксплуатации шин ведет к чрезмерному тепловыделению в них со всеми вытекающими отсюда вредными последствиями (рис. 11.6, 11.7).

В жару летом возможно значительное нагревание и нормально накачанных неперегруженных шин. В этом случае рекомендуется для их охлаждения периодически делать в пути остановки, а иногда, чтобы не довести до аварийного состояния покрышку вследствие перегрева, — идти на снижение скорости движения, от которой сильно зависит тепловой режим шин (рис. 11.8).

Рис. 11.6. Зависимость температуры воздуха в шине t_Ш от времени пробега τ_пр:

1 — при нормальном давлении; 2 — при давлении, пониженном по сравнению с нормой на 30 %

Рис. 11.7. Зависимость температуры деталей шины t_ш от времени пробега τ_пр при различных нагрузках:

1 — в камере; 2 — в плечевой части шины

Рис. 11.8. Зависимость температуры деталей шины t_Ш от времени пробега τ_пр при различных скоростях:

1 — в середине беговой дорожки; 2 — в боковой части

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Нагревание — резина

Нагревание резины и пластмасс приводит к быстрому падению их предела прочности. При охлаждении эти материалы становятся хрупкими, их характеристики пластичности уменьшаются. [1]

При нагревании резин в свободном состоянии в основном протекает процесс теплового старения, ускоряемый присутствием кислорода воздуха. Такой показатель монотонно изменяется во времени. [2]

При нагревании резины в закрытом сосуде с водой и кислотными или щелочными катализаторами также может происходить деполимеризация. При; этом одновременно действуют вода, теплота и катализатор, и деполимеризация наблюдается в определенных условиях. При нагревании в запаянной трубке в течение 24 ч при 250 С композиции, содержащей кислотные или щелочные катализаторы, она разрушается и становится мягкой и непрочной. Такая же термическая обработка в шкафу, в котором проба омывается током воздуха, вызывает только небольшое повышение твердости пробы. В нейтральных композициях реакция идет исключительно медленно, даже в неблагоприятных условиях. Хотя явление деполимеризации в прошлом часто создавало трудности, в настоящее время оно весьма эффективно может быть снижено выбором состава композиций и соответствующего оборудования. [3]

При нагревании резины скорость движения молекул увеличивается, усиливается бомбардировка ориентированных цепей, что приводит к более сильному их запутыванию. Последнее означает, что длина натянутой резины при нагревании уменьшается. [4]

Допустимая температура нагревания резины зависит от состава последней и равна примерно 80 С или 100 С при кратковременном нагревании. [5]

Так как при нагревании резин может произойти ухудшение их свойств, стараются выбрать минимальное время нагревания ( 10 — 30 мин), возможно низкие температуры и такие резины, которые обладают большим плато вулканизации. В некоторых случаях резины, предназначаемые для подобных методов крепления, немного недовулканизовывают. [6]

В связи с тем, что нагревание резин СКФ с ОЭА после прессовой вулканизации не вызывает улучшения прочности и сопротивления тепловому старению ( до 150 С), дополнительное термоста-тирование резин не требуется. [7]

Читайте также: Резина для бмв х1 е84

Под режимом девулканизации понимается продолжительность и температура нагревания резины в девулканизационных котлах. Температура и время девулканизации являются факторами, взаимно связанными и назначаются заводской лабораторией. [8]

Старение резины оценивается ухудшением свойств при эксплуатации; оно определяется по результатам нагревания резины в специальном термоконтейнере в течение 144 ч при температуре 70 С. [9]

Применение микроволн, электронного луча и ультразвуковой вулканизации было разработано для вызывания внутреннего нагревания резины вместо неэффективной передачи теплоты из вне внутрь ее. В промышленности идет напряженная работа над устранением или нахождением безопасных заменителей свинца, пылящих агентов и летучих органических растворителей, а также над усовершенствованием смесей ( компаундов) для получения лучших и более безопасных свойств при их переработке и использовании. [11]

На резине вредно отражается не только высокая, но и низкая температура, при которой резина теряет свою эластичность; высокая температура, как уже говорилось, приводит к быстрому старению резины, при котором ее ценные качества теряются окончательно; при низкой температуре происходит лишь временная утрата эластичности, которая восстанавливается после нагревания резины до нормальной температуры. [12]

Поскольку при деформации происходит выпрямление свернутых макромолекул, энтропия системы уменьшается. Следовательно, при нагревании резины должно возрастать сопротивление деформированию. Эти представления позволяют объяснить экспериментальные факты, показывающие, что с ростом температуры модуль эластичности кау-чукоподобных полимеров увеличивается. [13]

Технически важная характеристика-плато вулканизации, т.е. отрезок времени, в течение к-рого значения измеряемого параметра, близкие к оптимальным, изменяются сравнительно мало. К перевулканизации приводит продолжение нагревания резины после израсходования агента В. Перевулканизация проявляется в дальнейшем повышении жесткости вулканизата ( напр. Эти изменения св-в связаны с термической перестройкой вулканизац. [14]

Источник