Файл: Ребизова, В. Г. Изменение свойств резин в процессе длительного хранения в натурных условиях.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.11.2024
Просмотров: 19
Скачиваний: 0
Из |
рис. 9 (ломаная I) следует, что это |
значение |
будет равно 62%. |
|
2. Требуется установить гарантийный срок хранения в течение |
||
IO |
лет при +20oC, учитывая коэффициент |
запаса |
(1,5) - 15 лет. |
Из рис. 9 (ломаная 2) видно, что величина относительной остаточ ной деформации за 15 лет достигнет значения 70%, что меньше кри тического значения - 30%. Значит, гарантийный срок хранения на
данную деталь может быть установлен IO лет.
3. Например, требуется определить предельный срок хранения РТД при +20oC. Критическая величина относительной остаточной де
формации 80% будет достигнута за 24 года (см. рис. 9). Учитывая
коэффициент запаса, равный 1,5, предельный срок хранения РТД мо жет быть установлен 16 лет (ломаная 3).
4. Для РТД, уплотняющих неподвижные соединения, как указыва лось выше, сроки хранения определяют непосредственно из графика,
построенного по результатам исследования соответствующей резины.
3 случае других видов РТД поступают следующим образом. Требуется определить возможность установления 10-летнего срока хранения подвижных РТД, для которых относительная остаточная деформация является ответственным показателем. C учетом коэффициента запаса
1,5 исчисляемый срок будет 15 лет. Из рис. 9 15 годам хранения при +20oC соответствуют сроки при +50oC - 18 мес., при +70oC -
IIO сут., при +90oC - 30 сут. Это и будут режимы термостарения,
эквивалентные 15 годам хранения. Гарантируемую деталь в узле или
имитаторе подвергают термостарению по одному из этих режимов.
После термостарения проверяют работоспособность РТД. При условии обеспечения работоспособности на РТД устанавливается требуемый
гарантийный срок; в нашем примере - IO лет.
Метод расчета равнодействующей температуры. Известно [72J,
что при хранении в складских помещениях, а также в атмосферных условиях резины и РТД находятся под воздействием переменных тем
ператур. Действие переменной температуры на резины в течение го да не равно действию среднегодовой температуры данной географи ческой точки, поэтому при установлении сроков гарантии при хра нении РТД не может быть использована среднегодовая температура окружающей атмосферы. В этом случае должна быть известная величи на такой постоянной температуры (условно называемой равнодейству ющей или эквивалентной), действие которой на резину равноценно
действию фактической переменной температуры.
На основании экспериментального материала по изменению
свойств резин πdh длительном хранении в различных климатических
зонах СССР и сопоставлении скорости старения резин в атмосферных условиях со скоростью старения при ускоренных испытаниях разрабо
тан метод определения равнодействующей температуры хранения РТД
в герметично зачехленных емкостях в натурных условиях. Расчет
равнодействующей температуры Tp производится с помощью уравнения
типа уравнения Аррениуса:
|
|
Tm. с, Tp |
t∙m.c. |
4,6 |
Тп.с. ' Tp |
где E - коэффициент температурной |
зависимости, определяемый по |
|
данным ускоренного старения резины, кал/моль; Tfgcтемпература ускоренного старения, 0C;
⅛, - время достижения определенного значения показателя frι>*C.
резины в процессе ускоренного старения при температуре
Ip - время достижения того же значения показателя в процессе
старения в атмосферных условиях, сут.
В качестве примера приводится расчет по данным резины А, из готовленной на основе бутадиен-стирольного каучука (вулканизующий
агент - тиурам; наполнитель - сажа ПМ-І5 и ДГ-ІОО).
Рис. 10. Накопление относитель ной остаточной деформации рези ны А в процессе ускоренного ста рения в воздушной среде при
температуре:
1 - +9O°C; 2 - +70°C; 3 - +50°C
По данным рис. IO согласно известному методу [73-75] рассчи
тано значение коэффициента температурной зависимости Е, равное
17000 кал/моль.
21
При сравнении кинетики накопления относительной остаточной
деформации резины А в процессе натурного хранения в герметично
зачехленных емкостях (рис. II) с кинетикой накопления остаточной'
деформации в процессе ускоренного старения при +50oC (рис. 10)
установлены сроки достижения одного и того же значения остаточной деформации в процессе натурного хранения и при +50oC -
(см. таблицу).
Относительная остаточная |
деформация резины А |
|
||||
в процессе |
старения при |
+5OoC |
и при натурном хранении |
|||
Условия |
старения |
і |
Относительная |
остаточная де- |
||
; |
формация, |
%__________ |
||||
|
|
j |
⅜0 |
j |
50 |
¡60 |
Ускоренное старение при 50oC, |
|
|
|
|
|
|
сутки .................................................... |
|
|
55 |
|
95 |
180 |
Старение в натурных условиях, |
|
|
|
|
|
|
годы: |
|
|
|
|
|
|
Забайкалье .................................. |
|
|
? |
|
12 |
ж |
Черноморское побережье ... |
|
3 |
|
5,5 |
IO |
|
Средняя Азия ............................. |
|
|
2 |
|
3,5 |
5 |
Рис. И. Накопление относительной остаточной деформации резины А в процессе естественного старения в климатических зонах СССР:
1 - район Средней Азии; 2 - район Черноморского побережья; 3 - рай он Забайкалья
22
ZfO
60
⅛ |
40 |
|
|
|
л |
|
|
|
|
<⅛ |
20 |
|
|
|
s |
О ⅛ |
Jt, |
⅛ ⅛ ∂i∕ годы,3а5айкаяье |
|
I |
ι^ |
|
ʌ? ι |
^ годы, Черномор под |
І |
f |
б |
f |
>0годы,Cpeffn Азия |
|
||||
Рис. 12. Зависимость относительной остаточной деформации рези ны А от времени экспозиции в районе Средней Азии (1), в районе Черноморского побережья (2), в районе Забайкалья (3)
По приведенному уравнению с использованием полученных зна чений Е, ір и ttnc приведен расчет равнодействующих темпера
тур хранения резины, в результате которого получено: для района Средней Азии +230C, для района Черноморского побережья +I80C и
для района Забайкалья +II0C.
Аналогичный расчет проведен по данным других исследованных резин, изготовленных на основе каучуков: CKMC-IO, CKH-I8, СКН-26,
СКН-40, СКМС-ІОфСКД, CRU-S, СКФ-26, СКФ-32, CKTB-I и характери зующихся коэффициентом температурной зависимости 12000-23000
кал/моль. Расчет показал, что значения равнодействующих темпера
тур хранения резин различной рецептуры в районе Средней Азии на ходятся в пределах 22-250C, в районе Черноморского побережья I7-20oC, в районе Забайкалья II-I50C. Указанные диапазоны тем
ператур, рассчитанные для каждой зоны, обусловлены различной ве
личиной коэффициента температурной зависимости резин.
При определении сроков гарантии РТД целесообразно брать
максимальное значение равнодействующей температуры для каждой зоны, т.е. для Средней Азии 250C, для Черноморского побережья 20oC, для Забайкалья I50C.
Таким образом, разработанный метод позволил определить
для трех типовых географических областей СССР температуру, кото
рая по действию на резины эквивалентна воздействию всего диапа
зона переменной температуры атмосферы. Рассчитанные с учетом
равнодействующих температур сроки сохранения свойств резин в
различных климатических зонах значительно отличаются между со
бой. Это дает возможность для каждой конкретной резины опреде
лять соответствующий срок гарантии РТД при хранении, а в зонах с
менее жарким климатом - устанавливать повышенные сроки гарантии.
Так, для РТД, изготовленных из указанной вше резины А, га
рантийный срок хранения на открытой площадке в зачехленном сос тоянии в Средней Азии составляет не более IO лет (при принятом
предельном значении |
относительной остаточной деформации 80% |
и |
коэффициенте запаса |
1,5), на Черноморском побережье - 15 лет |
и |
в Забайкалье - свыше |
15 лет. (рис. 12). |
|
Аналогичным образом определены равнодействующие температуры
для различных видов хранения. Так, для районов Средней Азии в ус ловиях отапливаемого склада эта температура +20oC, неотапливаемо
го склада +230C, хранения на открытой площадке в герметично за чехленных емкостях, как указано выше, +250C.
Таким образом, литературная проработка, результаты экспери мента по длительному исследованию изменения свойств резин в про цессе ускоренного и естественного старения позволили оценить по ведение резин различного рецептурного состава в процессе старе ния; определить их стойкость к старению в зависимости от рецеп турных факторов; создать метод ускоренного определения сроков сохранения рабочих свойств резин и работоспособности РТД, уплот няющих неподвижные соединения; установить метод определения режи мов термостарения, необходимых для расчета гарантийных сроков.
ЛИТЕРАТУРА
1.Догадкин Б.А. Химия эластомеров. М, "Химия", 1972.
2.Кузьминский A.C., Лежнев Н.Н., Зуев Ю.С. Окисление кау
чуков и резин. Μ., "Хим.литературы", 1957.
3. Бартенев Г.Μ., Зуев Ю.С. Прочность и разрушение высоко
эластических материалов. Л., "Химия", 1964.
4.Семенов Н.Н. Цепные реакции. Л., Госхимиздат, 1934.
5.Семенов Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики
иреакционной способности. Μ., АН СССР, 1958.
6.Кондратьев В.Н. Кинетика реакций в газовой фазе. Μ.,
АН СССР, 1959.
7 ∙ |
Ubellode А.. Proc. |
Roy. Soc. 1935, 15 2А, 354. |
|
8. |
Bolland I. Ten Have P. Disc. Farad, Soc., 1942, 2, |
252. |
|
9. |
Бучаченко А.Л., |
Хлоплянкина M.C., Нейман М.Б. |
ДАН СССР, |
1963, 143, 146.
Ю. Бучаченко А.Л. Стабильные радикалы, Μ., АН СССР, 1963.
24