Резина
РЕЗИНА (от лат.
resina-смола) (вулканизат), эластичный материал, образующийся в результате вулканизации
натурального и синтетических
каучуков. Представляет собой сетчатый эластомер-продукт поперечного сшивания
молекул каучуков хим. связями.
Получение. Р. получают
гл. обр. вулканизацией композиций (резиновых смесей), основу к-рых (обычно 20-60%
по массе) составляют каучуки. Др. компоненты резиновых смесей-вулканизующие
агенты, ускорители и активаторы вулканизации (см. Вулканизация), наполнители,
противо-старители, пластификаторы (мягчители). В состав смесей могут также
входить регенерат (пластичный продукт регенерации Р., способный к повторной
вулканизации), замедлители подвулканизации, модификаторы, красители, порообра-зователи,
антипирены, душистые в-ва и др. ингредиенты, общее число к-рых может достигать
20 и более. Выбор каучука и состава резиновой смеси определяется назначением,
условиями эксплуатации и техн. требованиями к изделию, технологией произ-ва,
экономич. и др. соображениями (см. Каучук натуральный, Каучуки синтетические).
Технология произ-ва изделий
из Р. включает смешение каучука с ингредиентами в смесителях или на вальцах,
изготовление полуфабрикатов (шприцеванных профилей, каландрованных листов, прорезиненных
тканей, корда и т.п.), резку и раскрой полуфабрикатов, сборку заготовок изделия
сложной конструкции или конфигурации с применением спец. сборочного оборудования
и вулканизацию изделий в аппаратах периодич. (прессы, котлы, автоклавы, форматоры-вулканизаторы
и др.) или непрерывного действия (тоннельные, барабанные и др. вулканизаторы).
При этом используется высокая пластичность резиновых смесей, благодаря к-рой
им придается форма будущего изделия, закрепляемая в результате вулканизации.
Широко применяют формование в вулканизац. прессе и литье под давлением, при
к-рых формование и вулканизацию изделий совмещают в одной операции. Перспективны
использование порошкообразных каучуков и композиций и получение литьевых резин
методами жидкого формования из композиций на основе жидких каучуков. При вулканизации
смесей, содержащих 30-50% по массе S в расчете на каучук, получают эбониты.
Свойства. Р. можно
рассматривать как сшитую коллоидную систему, в к-рой каучук составляет дисперсионную
среду, а наполнители-дисперсную фазу. Важнейшее св-во Р.- высокая эластичность,
т. е. способность к большим обратимым деформациям в широком интервале т-р (см.
Высокоэластическое состояние).
Р. сочетает в себе св-ва
твердых тел (упругость, стабильность формы), жидкостей (аморфность, высокая
деформируемость при малом объемном сжатии) и газов (повышение упругости вулканизац.
сеток с ростом т-ры, энтропийная природа упругости).
Р.-сравнительно мягкий,
практически несжимаемый материал. Комплекс ее св-в определяется в первую очередь
типом каучука (см. табл. 1); cв-вa могут существенно изменяться
при комбинировании каучуков разл. типов или их модификации.
Модуль упругости Р. разл.
типов при малых деформациях составляет 1-10 МПа, что на 4-5 порядков ниже, чем
для стали; коэф. Пауссона близок к 0,5. Упругие св-ва Р. нелинейны и носят резко
выраженный релаксац. характер: зависят от режима нагружения, величины, времени,
скорости (или частоты), повторности деформаций и т-ры. Деформация обратимого
растяжения Р. может достигать 500-1000%.
Ниж. предел температурного
диапазона высокоэластич-ности Р. обусловлен гл. обр. т-рой стеклования каучуков,
а для кристаллизующихся каучуков зависит также от т-ры и скорости кристаллизации.
Верх. температурный предел эксплуатации Р. связан с термич. стойкостью каучуков
и поперечных хим. связей, образующихся при вулканизации. Ненаполненные Р. на
основе некристаллизующихся каучуков имеют низкую прочность. Применение активных
наполнителей (высокодисперсных саж, SiO2 и др.) позволяет на порядок
повысить прочностные характеристики Р. и достичь уровня показателей Р. из кристаллизующихся
каучуков. Твердость Р. определяется содержанием в ней наполнителей и пластификаторов,
а также степенью вулканизации. Плотность Р. рассчитывают как средневзвешенное
по объему значение плотностей отдельных компонентов. Аналогичным образом м.
б. приближенно вычислены (при объемном наполнении менее 30%) теплофиз. характеристики
Р.: коэф. термич. расширения, уд. объемная теплоемкость, коэф. теплопроводности.
Циклич. деформирование Р. сопровождается упругим гистерезисом, что обусловливает
их хорошие амортизац. св-ва. Р. характеризуются также высокими фрикционными
св-вами, износостойкостью, сопротивлением раздиру
и утомлению, тепло- и звукоизоляц. св-вами. Они диамагнетики и хорошие диэлектрики,
хотя м. б. получены токопроводящие и магнитные Р.
Р. незначительно поглощают
воду и ограниченно набу-хают в орг. р-рителях. Степень набухания определяется
разницей параметров р-римости каучука и р-рителя (тем меньше, чем выше эта разность)
и степенью поперечного сшивания (величину равновесного набухания обычно используют
для определения степени поперечного сшивания). Известны Р., характеризующиеся
масло-, бензо-, водо-, паро- и термостойкостью, стойкостью к действию хим. агрессивных
сред, озона, света, ионизирующих излучений. При длит. хранении и эксплуатации
Р. подвергаются старению и утомлению, приводящим к ухудшению их мех. св-в, снижению
прочности и разрушению. Срок службы Р. в зависимости от условий эксплуатации
от неск. дней до неск. десятков лет.
Классификация. По
назначению различают след. осн. группы Р.: общего назначения, теплостойкие,
морозостойкие, маслобензостойкие, стойкие к действию хим. агрессивных сред,
диэлектрич., электропроводящие, магнитные, огнестойкие, радиационностойкие,
вакуумные, фрикционные, пищ. и мед. назначения, для условий тропич. климата
и др. (табл. 2); получают также пористые, или губчатые (см. Пористая резина),
цветные и прозрачные Р.
Применение. Р. широко
используют в технике, с. х-ве, быту, медицине, стр-ве, спорте. Ассортимент резиновых
изделий насчитывает более 60 тыс. наименований. Среди них: шины, транспортные
ленты, приводные ремни, рукава, амортизаторы, уплотнители, сальники, манжеты,
кольца и др., кабельные изделия, обувь, ковры, трубки, покрытия и облицовочные
материалы, прорезиненные ткани, герметики и др. Более половины объема вырабатываемой
Р. используется в произ-ве шин.
Мировое произ-во резиновых
изделий более 20 млн. т/год (1987).
Лит.: Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М., 1971; Кузьминский А. С., Кавун С. М., Кирпичев В. П., Физико-химические основы получения, переработки и применения эластомеров, М., 1976; Энциклопедия полимеров, т. 3, М., 1977, с. 313-25; Кошелев Ф.Ф., Кор-нев А.Е., Буканов А.М., Общая технология резины, 4 изд., М., 1978; Догадкин Б. А., Донцов А.А., Шершнев В.А., Химия эластомеров, 2 изд., М., 1981; Федюкин Д.Л., Махлис Ф.А., Технические и технологические свойства резин, М., 1985; Применение резиновых технических изделий в народном хозяйстве. Справочное пособие, М., 1986; Зуев Ю. С., Дегтева Т. Г., Стойкость эластомеров в эксплуатационных условиях, М., 1986; Лепетов В. А., Юрцев Л. Н., Расчеты и конструирование резиновых изделий, 3 изд., Л., 1987. Ф.Е. Куперман.
