д.т.н., профессор, кафедра полимерных композиционных материалов, ул. Свердлова, 13а, г. Минск, 220006, Республика Беларусь
Dr. Sci. (Engin.), professor, polymer composite materials department, Sverdlova str., 13a Minsk, 220006, Republic of Belarus
Исследовано влияние температурно-временных условий вулканизации на кинетические параметры структурирования резиновых смесей и физико-механические показатели резин. Объектом исследования являлась эластомерная композиция на основе натурального каучука, содержащая серную вулканизующую систему. Исследуемые резины были получены при различных временных режимах и температурах 143, 160 и 170°С. Определено, что с увеличением температуры вулканизации значения минимального крутящего момента уменьшаются на 11,6–15,6%, а максимального крутящего момента увеличиваются на 3,5–4,1%, при этом установлено повышение плотности поперечного сшивания резин на 6,2–7,5%. Анализ результатов определения физико-механических показателей резин выявил, что при температуре 143°С время вулканизации не оказывает существенного влияния на упруго-прочностные показатели резин и вулканизаты характеризуются наибольшими значениями условной прочности при растяжении как до, так и после теплового старения. Установлено, что с повышением температурного режима вулканизации происходит активизация побочных процессов, приводящая к снижению показателей упруго-прочностных свойств резин (уменьшению условной прочности при растяжении на 9,2–16,4% и относительного удлинения при разрыве до 7,2%). Вулканизаты, полученные при 170°С, характеризуются наименьшими показателями как упруго-прочностных свойств, так и твердости по Шору А, эластичности по отскоку, что обусловлено густотой сетки и природой поперечных связей. Результаты исследований показали, что при выборе окончательного режима вулканизации, особенно многослойных изделий, необходимо учитывать не только энергозатраты при производстве готовой продукции, но и влияние температурно-временных параметров на комплекс физико-механических свойств каждого составного элемента изделия.
The article was devoted to the study of the influence of temperature-time conditions of vulcanization on the kinetic parameters of structuring of rubber compounds and the physical and mechanical properties of rubbers. The object of the study was an elastomeric composition based on natural rubber and containing a sulfur curing system. The investigated rubbers were obtained under various time conditions and temperatures of 143, 160 and 170°C. It was determined that with an increase in the vulcanization temperature, the values of the minimum torque decrease by 11.6–15.6%, and the maximum torque increase by 3.5–4.1%, at the same time the density of rubber cross-linking increases by 6.2– 7.5%. Analysis of the results of determining the physical and mechanical parameters of rubbers revealed that at a temperature of 143°C the vulcanization time does not significantly affect the elastic-strength parameters of rubbers and vulcanizates are characterized by the highest values of tensile strength both before and after thermal aging. It has been established that with an increase in the vulcanization temperature, side processes are activated, leading to a decrease in the elastic-strength properties of rubber (a decrease in tensile strength by 9.2–16.4% and elongation at break up to 7.2%). Vulcanizates obtained at 170°C are characterized by the lowest indicators of elastic-strength properties, hardness Shore A and rebound resilience, which is due to the density of the network and the nature of cross-links. The research results showed that when choosing the final vulcanization mode, especially for multilayer products, it is necessary to take into account not only the energy consumption in the production of finished products, but also the influence of temperature and time parameters on the complex of physical and mechanical properties of each component of the product.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.