Если нагреть резину она растянется

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 σz и относительного удлинения εz

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 τпр от температуры воздуха tв

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 tШ от времени про­бега τпр:

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

Рис. 11.7. Зависимость температуры деталей шины tш от времени про­бега τпр при различных нагрузках:

1 — в камере; 2 — в плечевой части шины

Рис. 11.8. Зависимость температуры деталей шины tШ от времени про­бега τпр 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]

Старение резины оценивается ухудшением свойств при эксплуатации; оно определяется по результатам нагревания резины в специальном термоконтейнере в течение 144 ч при температуре 70 С. [10]

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

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 σz и относительного удлинения εz 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.

Читайте также:  Дождевая резина 195 65 r15

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.

Рис. 11.5. Зависимость пробега шин τпр от температуры воздуха tв

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 tШ от времени про­бега τпр:

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

Рис. 11.7. Зависимость температуры деталей шины tш от времени про­бега τпр при различных нагрузках:

1 — в камере; 2 — в плечевой части шины

Рис. 11.8. Зависимость температуры деталей шины tШ от времени про­бега τпр при различных скоростях:

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

Источник

Поделиться с друзьями
Шинбург