Файл: Евзович В.Е. Влияние клеевых прослоек на качество ремонта шин.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 37
Скачиваний: 0
Таким образом, можно считать вполне возможным и оправдан ным при исследовании вопросов прочности связи применение вулка
низированных пластинок (толщиной 2 мм), приготовленных в лабо ратории.
Для изготовления модельных образцов на лабораторных валь
цах выпускались пластины протекторной резины толщиной 9 мм и
прослоенной — толщиной 0,7 мм. При этом надо иметь в виду, что при увеличении времени обработки смесей на вальцах, особенно прослоенной резины, прочность связи шиноремонтных материалов с материалом покрышки резко снижается. В некоторых случаях
выносливость модельных образцов по этой причине снижалась с
36 до 12 мин. Поэтому во всех опытах, выполнявшихся в процессе работы, время обработки на вальцах сохранялось постоянным.
Рис. 1. Схема сборки и вырезки образцов для лабораторных испытаний на многократное сжатие:
а — схема поперечного разреза образца после сборки; б —свулканизирован- ный образец с указанием линий разреза по наклонной плоскости под углом 54°; в — схема вырезки образца круглым штанцевым ножом; г — модель ный образец, подготовленный к испытаниям;
/ — шиноремонтная протекторная резина; 2 — шиноремонтная |
прослоенная резина; |
3— протекторная резина покрышки; 4 — линии |
среза |
После двухчасового хранения на поверхность листовых резин и предварительно зашерохованных вулканизированных пластинок на носился клей кистью или методом пульверизации. В первом случае
стабильность количества наносимого клея обеспечивалась приме-
8
нением определенного объема расходуемого раствора. Методом Пульверизации клей наносился на специальном стенде, при этом толщина пленки регламентировалась временем нанесения.
Пластинка вулканизата с обеих сторон дублировалась с про
слоенной резиной; затем на последнюю накладывалось по два слоя протекторной резины и производилась прикатка ручным роликом.
Сдублированные пластины вулканизировались в формах в те чение 70 мин. при 143° в гидравлическом прессе. Заложенная в прессформу сырая пластинка выступала над краем пресс-формы на
высоту не более 2—3 мм, так как в противном случае происходил
перекос граничного слоя.
Указанное оптимальное время вулканизации.определялось экс периментально на основании результатов испытаний образцов,
свулканизированных за время от 40 до 120 мин. с интервалом по 10 мин. Высота свулканизированной пластины составляла 36 мм,
длина — 120 мм, ширина — 60 мм.
По истечении 24 час. с мом'ента окончания вулканизации пла стины разрезались под углом в 54° на специальном приспособлении, изготовленном НИИАТом. Из полученных параллелепипедов круг лым штанцевым ножом на сверлильном станке вырезались цилинд ры диаметром 16 мм и высотой 26—27 мм с диагональным распо ложением стыка. Затем образцы подшлифовывались на наждачном
камне до высоты 25 мм (рис. 1). Всего из одной пластины выреза лось 5 образцов. Таким образом, модельные образцы представляли собой цилиндры высотой 25 мм, диаметром 16 мм с диагонально расположенными слоями ранее свулканизированной пластинки и прослоечной резины между двумя слоями протекторной резины.
При подборе режима испытаний было обнаружено, что от усло
вий опыта зависит как выносливость образцов, так и характер их
разрушений. В соответствии с указанными выше задачами был из бран следующий режим испытаний: статическая нагрузка —
8,5 кг/см2, амплитуда деформации — 32% высоты образца, частота деформаций—1041 цикл/мин.
В процессе испытаний на многократное сжатие снимались кри вые изменения температуры и деформации модельных образцов. Было показано, что для испытывавшихся систем, в которых изме няется только состав клеевой пленки или метод ее нанесения, ха рактер указанных кривых одинаков. Клеевая пленка в рассматри ваемых модельных образцах не оказывает существенного влияния на характер изменения температуры и деформации (рис. 2) образ ца во время испытаний.
Кинетика изменения температуры и деформации, очевидно, опре
деляется свойствами вулканизированных пластинок, протекторной и прослоечной резин, из которых собирались образцы и которые почти во всех испытаниях оставались неизменными.
Полученная кривая служила критерием для определения досто
верности тех или иных данных испытаний указанных систем на многократное сжатие.
9
,Рис. 2. График изменения температуры во время испытания на многократное сжатие образцов, изготовленных с применением различных клеев, результаты испытания которых соответственно показаны различными обозначениями. Обозна чения, расположенные в ряд по горизонтали, имеют одинаковые координаты, соответствующие крайней левой точке данного ряда
Глава 3. ВЛИЯНИЕ СОСТАВА КЛЕЯ И ТЕХНОЛОГИИ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ СВЯЗИ ШИНОРЕМОНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ С МАТЕРИАЛАМИ ПОКРЫШКИ
В области ремонта шин вопросы влияния клеевых прослоек на прочность связи в настоящее время почти совершенно не исследо ваны и не освещены в литературе, за исключением ограниченного
количества опубликованных за рубежом работ, посвященных во просам технологии нанесения клея методом пульверизации. Наряду с этим имеется ряд монографий по вопросам общей теории склеи вания. Опубликовано также большое количество работ, посвящен ных практике склеивания в различных отраслях промышленности (см. перечень литературы в конце брошюры). В области производ ства шин вопрос прочности связи является одним из основных, осо
бенно в связи с проблемой изготовления автомобильных шин пол
ностью из синтетического каучука. НИИШПом и отдельными шин ными заводами был выполнен ряд работ по повышению прочности
связи между конструктивными элементами покрышки за счет усо-
10
вершенствования конфекционных клеев. Поэтому прежде всего представлялось необходимым проверить справедливость наиболее общих выводов и рекомендаций, сделанных в указанных выше ра
ботах для случая ремонта шин, т. е. для систем, дублируемых из невулканизированной шиноремонтной резиновой смеси и вулкани
зированного материала покрышки.
Влияние типа каучука на динамическую прочность связи
иконфекционные свойства клея
Внастоящее время автомобильные покрышки различных моде лей и размеров изготавливаются отечественной промышленностью
сприменением в протекторе и каркасе шины резин в основном из
следующих каучуков универсального типа: бутадиен-стирольного
(СКС-ЗОА, СКС-ЗОАМ и др.), натрийбутадиенового (СКВ) и нату рального (НК). В условиях шиноремонтного производства не пред
ставляется возможным в каждом отдельном случае определять со став ремонтируемых покрышек и подбирать соответствующие ши норемонтные материалы. Основное требование, предъявляемое к шиноремонтным материалам, — это стандартность и стабильность их свойств. При этом шиноремонтные материалы должны обеспечи вать наиболее высокую прочность связи с покрышкой независимо от ее состава.
Как было указано в предыдущем разделе, выполненными ранее работами НИИАТа и МИТХТа (а впоследствии и работами НИИШПа) было установлено, что наиболее высокое качество ре монта обеспечивается ирослоечной резиной на основе натурального каучука и протекторной резины — из бутадиен-стирольного каучу ка. В задачу настоящей работы входило определение оптимального состава клея для соединения этих шиноремонтных материалов с
покрышками, изготовленными с применением различных резин на основе указанных выше типов универсальных каучуков.
Вцелях выполнения поставленной задачи для сборки модельных образцов были приготовлены ' вулканизированные пластинки из указанных каучуков по рецептуре серийных протекторных резин четырех наиболее распространенных типов. Каждый из вариантов вулканизированных протекторных резин соединялся в модельных образцах с указанными выше шиноремонтными резинами посред ством клеевых пленок из каучуков НК, СКС-30 и комбинации СКВ с НК.
Качество указанных клеев оценивалось путем испытаний мо
дельных образцов на прочность склеивания как до, так и после вул канизации. Показатели сопротивления расслаиванию образцов перед вулканизацией характеризовали конфекционные свойства
клея, а показатели выносливости модельных образцов при испыта нии на многократное сжатие характеризовали . прочность1 связи,
обеспечиваемую тем или иным клеем после вулканизации.
Вцелях сопоставления, аналогичным испытаниям подвергались
.применяемые в настоящее время шиноремонтные клеевые резины.
11
Результаты сравнительных испытаний различных образцов клея
представлены в табл.
Клеевая резина, приме нявшаяся при сборке модельных образцов из вулканизированной ре зины покрышки на ос нове СКС-ЗОАМ, шино ремонтной прослоечной резины из НК и протек торной— из СКс-ЗОАМ
1 и на рис. |
3. |
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
Динамическая |
|
Конфекционные |
||
прочность |
связи |
Модуль1 клее |
свойства клея |
|
(выносливость |
мо |
вой резины при |
(сопротивление |
|
дельных образцов |
удлинении на |
расслаиванию |
||
при испытании на |
500%, кг/см21*3 |
склеенных резино |
||
многократное |
вых пластин), |
|||
сжатие), |
мин. |
|
K2jCM |
Полученная |
с шиноре- |
12 |
22.0 |
__ |
|||
монтных предприятий, |
21 |
28,5 |
— |
||||
приптовленная из НК |
23 |
49,4 |
— |
||||
и |
СКВ |
|
|
|
35 |
84,0 |
— |
Приготовленная по дей |
16 |
26,0 |
0,098 |
||||
ствующей |
рецептуре |
|
|
|
|||
клея для |
ремонта шин |
|
|
|
|||
из |
комбинации |
НК |
|
|
|
||
(75%) и СКВ (25%) |
|
|
|
||||
Приготовленная |
из |
НК |
31 |
80,0 |
0,16 |
||
без наполнения сажей |
|
|
|
||||
Приготовленная |
из |
НК |
50 |
150,0 |
0,32 |
||
с |
наполнением |
сажей |
|
85,0 |
|
||
Пригоювленная из СКС |
32 |
0,01 |
|||||
с наполнением сажей |
34 |
96,0 |
|
1 Под термином .модуль" здесь и в дальнейшем понимается напряжение соответствующее некоторому удлинению резинового образца.
Данные, представленные в таблице и на диаграмме, позволяют
сделать следующие выводы:
1)клеи, применяемые в настоящее время для ремонта шин, от личаются исключительно большой нестабильностью и низким уровнем своих качественных показателей;
2)увеличение модуля клеевой резины в показанном интервале приводит к росту прочности связи шиноремонтных материалов с покрышкой. Очевидно, что в данном случае высокомодульные кле евые резины, повышая жесткость граничного слоя, облегчают усло вия работы стыка в многослойном резиновом образце. Этот вывод
согласуется с результатами исследований Г. Н. Буйко и других
вобласти изготовления шин [4];
3)в системах, дублируемых из рекомендованных шиноремонт ных материалов и из вулканизированной резины, имитирующей
материал покрышки, независимо от типа полимера последней наиболее высокую динамическую прочность связи и наиболее высо кие конфекционные свойства обеспечивает саженаполненный клей из натурального каучука;
12
Рис. 3. Динамическая прочность связи (/) шиноремонтных материалов с материалом покрышки (выносливость модельных образцов при много кратном сжатии, мин.) и конфекционные свойства клея (сопротивление расслаиванию, кг/см) (П) в зависимости от типов каучука клеевой резины и резины покрышки в случае применения прослоечной резины из НК
и протекторной из СКС-ЗОАМ:
а — покровная резина покрышки на основе СКС-ЗОА; б — покровная рези на покрышки на основе СКС-ЗОАМ; в—покровная резина покрышки на основе НК; г — покровная резина покрышки на основе СКВ;
1 — результаты испытаний саженаполненного клея из СКС-ЗОА; 2— результаты испы таний саженаполненного клея из НК; 3 —результаты испытаний саженаполненного клея на основе НК. приготовленного из прослоечной резины; 4 — результаты испыта ний ненаполненного клея из НК; 5 — результаты испытаний ненаполненного клея на основе 75°/rt НК и 250/„ СКВ
3-1168 |
13 |
4)наполнение сажей клеевой резины из НК повышает динами
ческую прочность связи на 30—50%;
5)наименьшую прочность связи почти во всех случаях показы вает клей из комбинации НК и СКВ;
6)саженаполненный клей на основе НК, приготовленный из прослоечной резины, применявшейся при изготовлении модельных образцов, значительно повышает прочность связи шиноремонтных
материалов с материалом покрышки. Этот результат совпадает с выводом некоторых западногерманских исследователей [6]. (Теоре тическое объяснение данного явления дается в следующем пара
графе) ;
7)наполнение сажей клеевой резины на основе НК резко повы шает конфекционные свойства клея, при этом сопротивление рас слаиванию возрастает в среднем в 2 раза.
Используемая методика испытаний на динамическую прочность связи позволяет получать лишь сравнительные результаты внутри каждого замкнутого цикла опытов, выполняемых в совершенно оди наковых условиях в течение небольшого отрезка времени. Сопостав ление результатов испытаний различного круга экспериментов воз можно лишь путем сравнения относительной оценки того или иного фактора. Данный метод позволяет воспроизводить лишь относитель ные результаты экспериментов, а не абсолютную их величину. Эго объясняется чрезвычайно большой зависимостью результатов испы таний от условий изготовления модельных образцов. На результа тах испытаний заметно сказывается: переход от одной партии ре зины, применяемой для изготовления образцов, к другой; изменение
времени хранения резин после вальцевания до изготовления образ цов и длительности хранения последних до вулканизации; измене ние толщины и времени вальцевания прослоечной резины; качество шероховки вулканизированных пластинок, вырезки образцов' и подшлифовки их оснований и т. д. Обеспечить строгое постоянство всех этих факторов во всех опытах не представляется возможным. Поэтому при проверке этих или иных результатов необходимо про изводить повторные испытания всего цикла опытов для получения четких сравнительных выводов.
Из полученных результатов испытаний видно, что в рассматри ваемых системах, дублируемых из вулканизированной и невулканизированной резин, фактор совместимости полимера вулканизиро ванной резины с полимером клеевой резины не имеет решающего влияния на прочность склеивания как до вулканизации, так и после нее. В этом явлении ярко проявляется специфика рассматри ваемых систем, характерных для ремонта резиновых изделий, в от личие от систем, дублируемых из сырых резин, характерных для
производства резиновых изделий, для которых фактор совмести мости полимеров имеет первостепенное значение.
Для всестороннего изучения проблемы повышения прочности
склеивания в области технологии ремонта существенное значение имеет также поверхность раздела между клеевой пленкой и сырой
прослоечной резиной. В настоящей работе были предприняты пер-
14