Библиографический список

Клеи

Библиографический список

1. Васильева Л.С. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учеб. для вузов / Л.С. Васильева – М.: Наука-Пресс, 2003. – 421 с.

2. Сафонов А.С. и др. Автомобильные автоэксплуатационные материалы / А.С. Сафонов, А.И. Ушаков, Н.Д. Юскавец. – СПб.: Гидрометиоиздат, 1998. – 233 с.

3. Анисимов И.Г. и др. Топливо, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочник / И.Г. Анисимов. – М.: Техинформ, 1999. – 596 с.

4. Гуреев А.А. и др. Автомобильные эксплуатационные материалы / А.А. Гуреев, Р.Я. Иванова, Н.В. Щёголев. – М.: Транспорт, 1974. – 280 с.

5. Кириченко Н.Б. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учеб. пособие для сред. проф. образования / Н.Б. Кириченко. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 208 с.

Натуральные и синтетические клеи различают по прочности склеивания и универсальности. Синтетический клей имеет большое преимущество перед натуральным. В качестве клеев широко применяют полимерные материалы и различные композиции, полученные на их основе.

Клеи должны хорошо смачивать соединяемые поверхности, иметь хорошую прилипаемость (адгезию) к твёрдым поверхностям, механическую прочность (когезию), минимальную хрупкость и усадку при отверждении. Для изготовления клеев в большом количестве применяют термореактивные смолы: фенолформальдегидные, эпоксидные, карбомидные, кремнийорганические. В состав клеев входят смолы, наполнители и отвердители, которые под воздействием температуры переводят их в твёрдое и неплавкое состояние. Для снижения вязкости и растворения смол применяются органические растворители.

К возможным недостаткам клеевых соединений следует отнести хрупкость, низкую термостойкость и значительную усадку, в результате чего появляются разрывы, ослабляющие прочность шва. Для устранения этих нежелательных явлений в смолу вводят минеральные наполнители, которые повышают теплостойкость и уменьшают усадку клеевого соединения. Таким образом, подбирая смолу и различные добавки к ней, можно получить клеи, которые способны обеспечить прочные и эластичные соединения.

Подготовка поверхностей к склеиванию такая же, как и перед покрытием автомобиля краской. Клей наносят на подготовленную поверхность пульверизатором или кистью. Кроме того, применяют клеевые пасты, которые наносят шпателем. Толщина клеевого шва должна находиться в пределах от 0,05 до 0,25 мм. При этих величинах из зазора между склеиваемыми поверхностями легче выдавливаются пузырьки воздуха и избыток клея. Для достижения максимальной прочности клеевого соединения клей необходимо наносить на поверхность возможно тонким слоем ввиду того, что коэффициенты линейного расширения материала и клея значительно различаются.

Клеи могут быть горячего и холодного отверждения. При горячем – взаимодействие между полимером, отвердителем и склеиваемой поверхностью ускоряется, а также улучшается качество шва. Холодное отверждение клеевых композиций происходит без подогрева при комнатной температуре. Отвердитель необходимо вводить в клей перед его применением. Прочность шва при холодном отверждении будет ниже, чем на клею горячего отверждения. В зависимости от вида связующего в клеевой композиции отверждение может наступить в результате как химических (полимеризация, поликонденсация) так и физических (испарение растворителя) процессов. Качество клеевого шва определяется механическими испытаниями на разрыв или сдвиг.

Ассортимент вырабатываемых марок клеев очень большой. Отличительной их характеристикой является вид связующего (смолы), по которому происходит деление клеев: фенольные, эпоксидные, карбинольные, кремнийорганический и др.

Широкое применение нашли клеи на фенолоформальдегидных смолах, модифицированных различными ацеталями поливинилового спирта. К этой группе относятся клеи: БФ-2, БФ-4, БФ-6, ВС-10Т и ВС-350. Они способны создавать высокопрочные клеящие композиции. Клеи БФ-2 и БФ-4 применяются для склеивания металлов, пластмасс, стекла. Клей БФ-2 обладает более высокой термостойкостью (рабочая температура от –60 до + 80⁰ С) по сравнению с клеем БФ-4 (рабочая температура от –60 до + 60⁰). Отверждённые клеевые швы устойчивы против действия нефтепродуктов.

Клеи ВС-10Т и ВС-350 относятся к теплостойким, применяются при наклеивании фрикционных накладок тормозных колодок и дисков сцеплений. Прочность клеевых соединений сохраняется в течение 1800 ч при температуре до 80⁰, а при 200⁰ С в течение 200 ч. Все эти клеи выпускают в виде готовых растворов отверждающихся при нагревании до 140…180⁰ С.

Феноло-каучуковые клеи выпускаются следующих марок: ВК-32-200, ВК-3, ВК-4 и ВК-32-2.

В состав этих клеев входят фенольная смола и резиновые смеси, содержащие необходимые добавки. Компоненты смешиваются перед употреблением. Все эти клеи, кроме ВК-32-2, применяются для наклеивания стекловолокнистой теплоизоляции при обычной температуре. Соединения на фенолокаучуковых клеях хорошо выдерживают длительное воздействие температуры до 200⁰ С. Соединения на клее ВК-32-2 устойчивы к действию нефтепродуктов.

Эпоксидные клеи и пасты отличаются от всех клеёв высокой прочностью клеевого шва. Применяются они для склеивания различных материалов, как однородных, так и разнородных. Соединения склеиваемых материалов могут быть получены при холодном и горячем отверждении. В качестве отвердителя эпоксидных клеёв холодного отверждения применяют гексаметилендиамин и полиэтиленполиамин. Эпоксидные клеи готовят на месте потребления смешиванием смолы и отвердителя. При неправильной пропорции смолы и отвердителя их смесь может нагреться вплоть до вспенивания. Приготовленный клей используется в течение 20…30 минут при температуре 20⁰ С, после чего клей для дальнейшего использования становится малопригодным ввиду частичного отверждения. Полное отверждение наступает через 24 часа. Применяются эти клеи для склеивания металлов и неметаллических материалов в конструкциях несилового назначения.

Для уменьшения усадки при отверждении в пасты вводят до 60 % наполнителя: порошкообразных металлов, графита, талька, каолина и др. Наполнитель в смолу следует добавлять перед отвердителем. Рабочая температура клеевых швов для холодного отверждения от – 60⁰ С до + 100⁰ С, горячего отверждения – от – 60⁰ С до + 120⁰ С. При работе с эпоксидным клеем надо соблюдать меры предосторожности, так как его пары вызывают отравление и раздражение кожи.

Клеи на основе кремнийорганических соединений обладают высокой теплостойкостью. Их применяют при склеивании металлов, стёкол и других материалов.

Клеевые соединения на кремнийорганических смолах выдерживают длительное воздействие температур до 200…250⁰ С и кратковременно до 300⁰ С.

Резиновые клеи изготовляются из натуральных и некоторых синтетических каучуков, растворённых в органических растворителях. Клеи предназначаются для приклеивания резин на любой основе к металлу, дереву, стеклу и для склеивания этих материалов между собой.

1. Васильева Л.С. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учеб. для вузов / Л.С. Васильева – М.: Наука-Пресс, 2003. – 421 с.

2. Сафонов А.С. и др. Автомобильные автоэксплуатационные материалы / А.С. Сафонов, А.И. Ушаков, Н.Д. Юскавец. – СПб.: Гидрометиоиздат, 1998. – 233 с.

3. Анисимов И.Г. и др. Топливо, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочник / И.Г. Анисимов. – М.: Техинформ, 1999. – 596 с.

4. Гуреев А.А. и др. Автомобильные эксплуатационные материалы / А.А. Гуреев, Р.Я. Иванова, Н.В. Щёголев. – М.: Транспорт, 1974. – 280 с.

5. Кириченко Н.Б. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учеб. пособие для сред. проф. образования / Н.Б. Кириченко. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 208 с.

Резинотехнические, обивочные, уплотнительные

материалы

Резины

Резины широко применяют как конструкционный материал в различных отраслях промышленности. Они допускают значительные деформации, оставаясь при этом упругими и эластичными, имеют высокую прочность (при разрыве до 400 кг/см ²), водостойкость, низкую газопроницаемость, малую электропроводность. Эти свойства позволили резине занять особое место среди конструкционных материалов. Из неё изготовляют шины, трубки, ремни, шланги, прокладочные, изоляционные, уплотнительные материалы.

В конструкцию современного автомобиля входит свыше 500 наименований различных деталей из резины. Важнейшим видом резиновых изделий являются шины. На их производство расходуют 65 %всеговырабатываемого каучука.

В состав резин входят: каучук, содержание которого колеблется от 5 до 98 %, мягчители, наполнители, вулканизирующие агенты, ускорители вулканизации, противостарители, а также вещества, повышающие морозостойкость.

Основным компонентом резины является каучук натуральный (НК) и синтетический (СК). Каучук натуральный получают из каучуконосных растений. Товарный НК содержит до 94 % каучука. Натуральный каучук представляет собой высокомолекулярный углеводород с эмпирической формулой (С₅Н₈)_n. Углеводород построен из многих изопреновых единиц, соединённых между собой в линейную структуру:

СН₃

— СН₂ — СН = С — СН₂ —.

Средний молекулярный вес - 150.000…500.000. Строением и молекулярным весом определяются физико-механические свойства НК. Удельный вес каучука - от 0,915 до 0,930 г/см³.

Эластичные свойства каучука ограничиваются температурным интервалом. При - 70° С каучук становится хрупким, а выше +80° С он начинает плавиться, превращаясь в смолоподобную массу, которая при охлаждении не приобретает свойств исходного вещества. Наличие двойных связей в молекуле НК обусловливает его способность реагировать с водородом, галогенами, серой, кислородом и другими веществами. Взаимодействие каучука с кислородом происходит при комнатной температуре и с течением времени приводит его к старению. При взаимодействии каучука с серой происходит вулканизация - перевод каучука в резину, которая приобретает более высокие технические свойства по сравнению с сырым НК. Натуральный каучук растворяется в углеводородах и не растворяется в воде, спирте и ацетоне.

Натуральный каучук не может удовлетворить все возрастающие потребности в резине, поэтому промышленность вырабатывает большое количество синтетических каучуков.

Синтетические каучуки получают из продуктов переработки нефти. Все виды синтетических каучуков (СК) представляют собой высокомолекулярные органические соединения цепного строения, получающиеся в результате полимеризации мономеров-каучукогенов (соединений, содержащих ненасыщенные связи), и полимеры, описанные выше.

При получении СК в качестве мономеров применяют бутадиен, хлорпрен, изопрен, изобутнлен и другие газообразные углеводороды.

В промышленном масштабе выпускаются каучуки общего и специального назначения. К первым относятся СКВ - бутадиеновый, СКС - бутадиенстирольный, СКИ - изопреновый; ко вторым СКН - бутадиеннитрильный, хлорпреновый (найрит), БК - бутилкаучук и др.

СКВ - бутадиеновые каучуки получают полимеризацией бутадиена

СН₂ = СН — СН = СН₂

в присутствии катализатора - металлического натрия

(— СН₂ — С = СН — СН₂ —)_m — (СН ₂— СН —)_n

СН СН₂

Натрийбутадиеновый каучук представляет собой полимер с нерегулярным, беспорядочным чередованием звеньев, что является отличительной чертой по сравнению с НК.

Резина из каучука СКБ в отличие от натурального каучука и некоторых видов синтетических каучуков обладает невысокими физико-механическими показателями (предел прочности при разрыве - 18…22 кг/см ² и относительное удлинение - 550…600 %) и низкой износо- и морозостойкостью. Это объясняется неоднородностью молекулярной цепи и меньшим количеством двойных связей по сравнению с НК. Плотность таких каучуков - 0,90…0,92 г/см³, молекулярный вес колеблется в пределах от 80.000 до 200.000. СКБ легко растворяется в бензине, бензоле, хлороформе и других растворителях, но клеящая способность этих растворов низкая. Поэтому при сборке деталей резиновых изделий из натрийбутадиенового каучука применяют клеи из натурального или изопренового каучука. Каучук СКБ широко применялся в автомобильной промышленности для изготовления шин и резиновых технических изделий. Ввиду недостаточно хороших эластических и прочностных свойств он вытесняется более современными марками СК.

Бутадиенстирольный каучук СКС представляет собой продукт сополимеризации бутадиена (CH₂ = CH - CH = CH₂) и стирола (C₆H₅ - CH = CH₂). Структурная формула бутадиенстирольного каучука имеет следующий вид:

(- CH₂ - CH = CH - CH₂ -)_m - (- CH₂ - CH -)_n

Товарный каучук СКС выпускается в рулонах и брикетах. Протекторы шин из бутадиенстирольного каучука по износостойкости несколько превосходят НК (в летних условиях). Морозостойкость этого каучука зависит от количества связанного стирола. Каучуки, содержащие 8…10 % связанного стирола, более морозостойки, чем НК.

По водостойкости и газопроницаемости вулканизаты из бутадиенстирольного каучука равноценны вулканизатам из НК. Саженаполненные вулканизаты из СКС химически стойки, набухают в бензине, бензоле, толуоле и других подобных растворителях, а также в минеральных и растительных маслах.

Каучуки специального назначения СКН представляют собой линейные сополимеры бутадиена с нитрилом акриловой кислоты:

(— СН₂ — СН = СН — СН₂ —)_m — (— СН₂ — СН —)_n

СN

Особенностью этих каучуков является маслобензостойкость в сочетании с хорошими физико-механическими свойствами. Бутадиеннитрильные каучуки применяют для изготовления всевозможных прокладок, сальников, манжет, колец различного сечения и других деталей, работающих в контакте с маслом. СКН обладают высокой теплостойкостью и стойкостью к испарению, имеют меньшую морозостойкость, чем резины из НК или СКВ.

Хлорпреновый каучук получают полимеризацией хлорпрена и называют наиритом. Наирит по пределу прочности при разрыве, сопротивлению и эластичности несколько уступает НК и значительно превосходит бутадиенстирольные и бутадиеннитрильные каучуки.

Из хлорпреновых каучуков изготовляют изделия, от которых требуется высокое сопротивление маслам, нагару, истиранию. Они нашли широкое применение в изделиях, когда существенно важное значение имеет негорючесть и стойкость к действию озона. Из него получают клиновидные ремни, которые имеют срок службы в 5…6 раз больше, чем ремни из НК и СКС. Высокая плотность (1,25 г/см³) хлорпренового каучука препятствует его применению в шинах, так как утяжеляет ихвес.

Изопреновый каучук СКИ имеет ту же молекулярную структуру, что и натуральный каучук. Его используют в качестве заменителя натурального каучука.

На основе 100-процентного каучука СКИ-3 для всех типов шин изготовляют брекерные резины, а также он входит в состав камерных и протекторных смесей в комбинации с СКС и каучуком СКД.

Резины из силоксановых каучуков могут работать при температуре от - 50 до +200° С. В автомобильной промышленности силоксановые резины применяют для изготовления чехлов свечей зажигания, прокладок, а также уплотнений в коробках передач, в гидравлических муфтах и других узлах. Ассортимент силиконовых каучуков сравнительно большой, что позволяет получать резины с различными физико-химическими и механическими свойствами.

Вулканизация - процесс взаимодействия каучука с серой или другими химическими агентами, приводящий к превращению каучука в резину, обладающую лучшими физико-химическими и механическими свойствами, чем невулканизированиый каучук. Природа процесса вулканизации основана на взаимодействии атома серы по месту двойных связей в молекуле каучука по схеме:

..—СН₂—СН=СН—СН₂—... —СН₂—СН—СН—СН₂—.

+S S

..—СН₂—СН=СН—СН₂—... —СН₂— СН —СН—СН₂—.

Если сера прореагирует лишь с частью двойных связей, то резина получается мягкой. Чем больше двойных связей вступают в реакцию с серой, тем тверже получается резина.

Наилучшие физико-химические свойства резин получаются при содержании серы 5…8 %; повышение содержания серы до 14…1 8 % приводит к образованию вулканизата, обладающего меньшей прочностью при растяжении. Если же повысить содержание серы до 30…50 %, то получается очень жёсткий продукт, обладающий высокой прочностью (предел прочности при растяжении - 520…540 кг/см ²).

Вулканизат с большим содержанием серы известен под названием эбонита, или твёрдого каучука. При вулканизации резиновой смеси не вся сера вступает в химическое взаимодействие с каучуком. Свободная сера с течением времени самопроизвольно выделяется на поверхности резиновых изделий в виде серо-жёлтого порошка (выцветание серы).

Для получения резины, обладающей различными качествами, в каучук вводят, кроме серы, ещё ряд веществ, получивших общее название ингредиентов. Различные ингредиенты, добавляемые в каучук в различных количествах, придают резине определённые свойства.

Наполнители вводятся для увеличения объёма каучука, что позволяет снизить его стоимость, причём некоторые наполнителя улучшают качество продукции: увеличивается твёрдость, прочность, сопротивление на разрыв и истирание. В качестве наполнителя при получении резиновых шин применяют различные виды сажи, тальк, мел, окись цинка и т.д.

Активные наполнители - усилители - применяют для повышения механических качеств вулканизатов, для увеличения сопротивления разрыву и истиранию. В резину, предназначенную для изготовления покрышек, автомобильных шин, вводится сажа в количестве 30…60 %. Одновременно она является и красящим веществом. Эффективное действие активных наполнителей особенно сильно сказывается на резинах, полученных на основе СКВ, СКС и СКН. Их прочность повышается в 10…12 раз по сравнению с ненаполненным вулканизатом.

Ускорители вулканизации вводят для сокращения времени и снижения температуры вулканизации, повышения качества резины, увеличения производительности вулканизационной аппаратуры. Кроме того,они сокращают продолжительность ремонта повреждённого резино-технического изделия. Некоторые ускорители задерживают процесс старения резины. Наиболее широко применяют следующие ускорители: каптакс, тиурам, альтокс, дифенилгуандин и др. Ускорители добавляют в резиновые смеси в количестве 0,1…1,5 %.С течением времени под влиянием света и тепла резина утрачивает эластичность и становится жёсткой и хрупкой. На поверхности изделия появляются мелкие трещины. Это явление называют старением резины, которое объясняют окислением непредельных углеводородов каучуков.

В качестве антиокислителей (противостарителей) для каучука применяют амины, фенолы, хиноны, смолы и другие соединения, которые существенно задерживают процессы старения. Антиокислители вводят в резиновую смесь в количестве от 0,1 до 1,0 %.

Мягчители - или пластификаторы - парафин, вазелин, олеиновая кислота, смолы, воск и другие способствуют равномерному распределению порошкообразных ингредиентов в резиновой смеси, повышают пластичность, а также улучшают технологичность производства изделий из резины.

Красители предназначаются для придания резине различной краски. В качестве красителей используют окись цинка, литопон, окись титана, сажу, охру, зеленый крон, ультрамарин, анилиновые краски и т. д. Красители выполняют также функции усилителей (окись цинка, сажа).

Дата добавления: 2014-12-25