The influence of modifiers on the conservation of rubber products of agricultural machinery

Full Text

Введение Современный уровень технического оснащения сельскохозяйственного производства предъявляет новые требования к обеспечению сохранности техники в межсезонный период [1]. Вопросы подготовки сельскохозяйственных машин к хранению рассматриваются в научных публикациях многих авторов: А.М. Баусова [2], Ю.В. Десятова [3], М.Б. Латышенка [4-6], В.В. Терентьева [7-9], А.В. Шемякина [10-13] и других ученых. В процессе длительного хранения резинотехнических изделий на открытых площадках под действием световой радиации и озона воздуха происходит «старение» резины, значительно изменяются ее физико-механические свойства, особенно жесткостные характеристики и прочностные [14, 15]. Проведенные научные исследования показали, что для повышения надежности резинотехнических изделий сельскохозяйственных машин необходимо определить группы факторов, которые действуют на резиновые элементы техники в зависимости от условий их работы. В резинотехнических изделиях разрушительные изменения могут быть вызваны длительным тепловым воздействием, диффузией неагрессивных веществ в полимерный материал. Немаловажную роль в этом играет продолжительность действия того или иного фактора, либо их совокупность. При химическом воздействии происходит изменение химического состава или строения полимерного материала. В результате взаимодействия развиваются реакции окисления, структурирования и деструкции. Скорость, направление, глубина перечисленных превращений в значительной степени определяются скоростью и амплитудой колебаний температуры, концентрацией реагирующих компонентов и продолжительностью воздействия. Важным фактором старения резинотехнических изделий сельскохозяйственных машин является действие кислорода и озона, находящихся в воздухе. Действие кислорода и озона в значительной степени ускоряется солнечными излучениями и некоторыми химическими соединениями, особенно солями меди и марганца. Влияние состава атмосферы определяется наличием в ней химически активных веществ. Атмосфера Рязанской области характеризуется содержанием сернистого ангидрида не более 0,02 мг/м3 воздуха, хлоридов - не более 0,3 мг/м3 сут. Кроме того, в атмосфере Рязанской области содержится ощутимое количество твердых частиц (зола, песок, пыль). Действие указанных веществ усиливает содержащаяся в воздухе влага. Исследования влияния влажности воздуха на разрушение резинотехнических изделий сельскохозяйственных машин в атмосфере показали, что процесс «старения» активизируется при влажности более 70 %. Цель исследования Целью исследования является изучение влияния модификаторов на сохраняемость резинотехничнеских изделий сельскохозяйственной техники. Экспериментальная часть Сотрудниками Рязанского ГАТУ были проведены исследования резинотехнических изделий на озоностойкость. Озонное старение проводилось в озонной камере OMS-1 (рис. 1) последовательно в три этапа, соответственно, при растяжении образцов на 20, 30, 50 %, продолжительность каждого этапа эксперимента составляла 6 ч. Было исследовано также влияние модификации резиновых смесей на устойчивость к озонному старению. Образцы для испытаний на озонное старение изготавливались в виде лопаток по ГОСТ 270 (табл. 1). После каждого этапа испытаний осуществлялся визуальный осмотр образцов. Способность деформированного образца сопротивляться разрушающему воздействию озона определялась по времени появления на поверхности образца первых трещин, видимых невооруженным глазом. Выемка рамок из камеры проводилась последовательно через равные промежутки времени. Извлеченные из камеры рамки с образцами помещались в герметичные чехлы. Микрофотографирование образцов, прошедших испытания, проводилось без съема их с рамок. При микрофотографировании наружной поверхности образцов определялись: - максимальная и минимальная ширина трещин; - количество трещин, пересекаемых осевой линией, проводимой посередине рабочего участка вдоль образующей образца. По фотографиям боковых срезов рабочего участка образцов измерялась глубина трещин в резине. Измерение геометрических размеров трещин проводилось с учетом их увеличения в процессе фотографирования. Результаты осмотра образцов представлены в табл. 2. Заключение Анализ результатов испытаний образцов резинотехнических изделий на устойчивость к озонному старению показал, что введение в резину марки НО-68-1Б-1 (из каучука БНКС-18А) модификаторов «Кубовые остатки спиртов-теломеров» и «Фторпарафины» уже на первом этапе испытаний приводит к появлению сплошной сетки мелких трещин на поверхности образцов (образцы № 3 и 5). Следует отметить, что на образцах из этой резины, подвергнутых поверхностному фторированию на последнем этапе испытаний, появляется множество краевых трещин длиной до 11 мм и глубиной до 1 мм (образцы № 2, 4 и 6). На образцах из резины марки 26-82-4 (из каучука СКЭПТ-50) появляются точечные трещины (образцы № 7-10), причем модификация этой резины составом «Кубовые остатки спиртов-теломеров» ускоряет данный процесс (образцы № 9 и 10). Опытные образцы из резины ИР-5-1 (образцы № 13-16), как модифицированные, так и подвергнутые поверхностному фторированию, выдержали испытание на озонное «старение» без следов разрушения. По результатам испытаний можно сделать вывод о том, что введение модификаторов в резину не однозначно сказывается на ее устойчивости к озонному разрушению. Следовательно, для повышения данного показателя необходима разработка новых современных защитных составов, позволяющих исключить «старение» резинотехнических изделий в процессе хранения. Рис. 1. Озонная камера OMS-1 Таблица ١ Испытываемые образцы резины на озоностойкость Шифр Марка резины Модификатор, введенный в резину Фторирование поверхности образцов 1 НО-٦٨-1Б-1 (БНКС-١٨А) без модификатора - 2 фторированные 3 модификатор «Кубовые остатки спиртов-теломеров» - 4 фторированные 5 модификатор «Фторпарафины» - 6 фторированные 7 26-82-4 (СКЭПТ-50) без модификатора - 8 фторированные 9 модификатор «Кубовые остатки спиртов-теломеров» - 10 фторированные 11 ИР-٥-١ (СКЭПТ-50) без модификатора - 12 фторированные 13 модификатор «Кубовые остатки спиртов-теломеров» - 14 фторированные 15 модификатор «Фторпарафины» - 16 фторированные Таблица ٢ Результаты визуального осмотра образцов после каждого этапа испытаний в озонной камере Шифр Время появления на поверхности образца первых трещин, ч Результаты визуального осмотра образцов после ١-го этапа после ٢-го этапа после ٣-го этапа 1 10,0 трещин нет множество микротрещин по краям 2 7,0 мелкие трещины по краям множество трещин по краям длиной до ١١ мм и глубиной до ١ мм 3 0,5 сетка мелких трещин единичные микротрещины по краям Окончание таблицы ٢ Шифр Время появления на поверхности образца первых трещин, ч Результаты визуального осмотра образцов после ١-го этапа после ٢-го этапа после ٣-го этапа 4 6,0 трещин нет микротрещины по краям множество трещин по краям длиной до ١١ мм и глубиной до ١ мм 5 0,5 точечные трещины по всей поверхности единичные трещины по краям 6 6,0 трещин нет трещины по краям длиной до ١١ мм и глубиной до ١ мм 7 7,0 точечные трещины 8 9,0 9 0,5 точечные трещины 10 1,0 11 - трещин нет точечные трещины 12 - 13 - трещин нет 14 - 15 - 16 -

About the authors

T. V Mel'kumova

Ryazan state agrotechnological university

Email: taaaaaa2007@yandex.ru

References

Supplementary files