РЕЗИНА

РЕЗИНА (от лат. resina -смола),
вулканизат, продукт вулканизации каучука (см. Каучук натуральный,
Каучука синтетические). Технич. Р.- композиционный материал, к-рый
может содержать до 15-20 ингредиентов, выполняющих в Р. разнообразные функции
(см. Резиновая смесь). Основное отличие Р. от др. полимерных материалов
(см. Пластические массы, Полимеры) - способность к большим обратимым,
т. н. высокоэластическим, деформациям в широком интервале темп-р, включающем
комнатную и более низкие темп-ры (см. Высокоэластическое состояние).
Необратимая,
или пластическая, составляющая деформации Р. намного меньше, чем у каучука,
поскольку макромолекулы последнего соединены в Р. поперечными хим.
связями (т. н. вулканизационная сетка). Р. превосходит каучук по прочностным
свойствам, тепло- и морозостойкости, устойчивости к действию агрессивных
сред и др.



Классификация. В зависимости от
температурных н др. условий эксплуатации, в к-рых Р. сохраняет высокоэластич.
свойства, различают след. основные группы Р.

Р. общего назначения, эксплуатируемые при
темп-pax от -50 до 150 °С. Изготовляются на основе натурального, синтетич.
изопреновых, стереорегулярных бутадиеновых, бутадиенстирольных, хлоропреновых
каучуков и их разнообразных комбинаций. Теплостойкие Р., предназначенные
для длительной эксплуатации при 150-200 °С. Основой таких Р. служат этиленпропиленовые
и кремнийорганич. каучуки, бутилкаучук. Для Р., эксплуатируемых при более
высоких темп-pax (до 300 °С и выше), используют нек-рые фторсодержащие
каучуки, а также каучукоподобные полимеры типа полифосфонитрилхлорида.
Морозостойкие
Р., пригодные для длительной эксплуатации при темп-pax ниже -50 ^оС
(иногда до -150 ^оС). Для их получения применяют каучуки с низкой
темп-рой стеклования (см. Стеклование полимеров),
напр. стереорегулярные
бутадиеновые, кремнийорганические, нек-рые фторсодержащие. Такие Р. могут
быть получены и из неморозостойких каучуков, напр. бутадиен-нитрильных,
при введении в состав резиновой смеси нек-рых пластификаторов (эфиров
себациной кислоты и др.). Масло- и бензостойкие Р., длительно эксплуатируемые
в контакте с нефтепродуктами, маслами и др. Их получают из бутадиен-нитрильных,
полисульфидных, уретановых, хлоропреновых, винилпиридиновых, фторсодержащих,
нек-рых кремнийорганич. каучуков. Р., стойкие к действию различных агрессивных
сред (кислото- и щёлочестойкие, озоностойкие, паростойкие и др.). Изготовляются
на основе бутилкаучука, кремнийорганических, фторсодержащих, хлоропреновых,
акрилатных каучуков, хлорсульфированного полиэтилена. Электропроводящие
Р. Для их получения используют различные каучуки, наполненные большими
количествами электропроводящей (ацетиленовой) сажи. Диэлектрические (кабельные)
Р., характеризующиеся малыми диэлектрич. потерями и высокой электрич. прочностью.
Получают их из кремнийорганичсских, этилсн-пропиленовых, изопреновых каучуков,
наполненных светлыми минеральными наполнителями. Радиационностойкие Р.
(рентгенозащитные и др.). Основой их служат фторсодержащие, бутадиен-нитрильные,
бутадиенстирольные каучуки, наполненные окислами свинца или бария.

Механические свойства резин на основе
различных каучуков¹

Помимо перечисленных Р., различают также
вакуумные, вибро-, свето-, огне-, водостойкие, фрикционные Р., а также
медицинские, пищевые и др.



Свойства. Комплекс свойств Р. определяется
прежде всего типом каучука. Существенное влияние на механич. характеристики
Р. (деформационные, прочностные) оказывают наполнитель (см. табл.), а также
структура и плотность вулканизационной сетки. Важнейшее деформационное
свойство Р.- модуль (отношение напряжения к деформации) зависит от ряда
факторов: условий механич. нагружения (статич. или динамич.); абсолютного
значения напряжения и деформации, а также от вида последней (растяжение,
сжатие, сдвиг, изгиб); длительности или скорости нагружения, что обусловлено
релаксационными явлениями, т. е. изменением реакции Р. на механическое
воздействие (см. Релаксация, Релаксационные явления в полимерах); состава
(рецептуры) Р.

В области относительно небольшой деформации
(<100%) модуль Р. при растяжении на 5 порядков ниже модуля Юнга для
стали [соответственно 0,5-8,0 и 2 ^. 10⁵ Мн/м²
(5-80 и 2 ^. 10⁶ кгс/см²)] (см.
также Модуль высокоэластический, Модули упругости). В указанной
области деформации модуль Р. при сдвиге примерно в 3 раза меньше, чем при
растяжении. Вследствие практич. несжимаемости Р. (коэфф. Пуассона 0,48-0,50
против 0,28-0,35 для металлов) объёмный модуль Р. на 4 порядка выше, чем
модуль при растяжении.

Зависимость модуля Р. от её состава может
быть в отдельных случаях описана обобщёнными соотношениями, использование
к-рых позволяет прогнозировать значение модуля Р. и создавать т. о. материалы
с заданными свойствами.

Деформирование саженаполненных Р., характеризующихся
высоким внутренним трением, обусловливает преобразование механич.
энергии деформации в тепловую. Этим объясняется высокая амортизационная
способность Р., косвенной характеристикой к-рой служит показатель эластичности
по отскоку. Однако из-за низкой теплопроводности Р. многократное циклич.
нагружение массивных изделий, напр. шин, приводит к их саморазогреву (т.
н. теплообразование), обусловленному упругим гистерезисом. Следствием
этого может быть ухудшение эксплуатац. свойств изделий.

В реальных условиях эксплуатации Р. находится
в сложнонапряжённом состоянии, поскольку на изделия действуют одновременно
различные деформации. Однако разрушение Р. вызывается, как правило, макс.
растягивающими напряжениями. По этой причине прочностные свойства Р. оценивают
в большинстве случаев при деформации растяжения.

Технич. характеристики Р. существенно зависят
от режимов приготовления резиновой смеси и её вулканизации, от условий
хранения полуфабрикатов и изделий и др. Свойства Р. на основе каучуков,
макромолекулы к-рых содержат ненасыщенные связи (напр., натурального или
синтетич. изопренового), могут ухудшаться при эксплуатации Р. в условиях
длительного воздействия повышенных тсмп-р, кислорода, озона, ультрафиолетового
света (см. Старение полимеров).



Применение. Резиновая пром-сть -один
из важнейших поставщиков комплектующих деталей и изделий для мн. отраслей
нар. х-ва. Р.- незаменимый материал в произ-ве шин, различных амортизаторов
и уплотнителей; её применяют также для изготовления конвейерных лент, приводных
ремней, рукавов, разнообразных изделий бытового назначения, в частности
обуви (см. Резиновые изделия). Из Р. изготовляют изоляцию кабелей,
эластичные электропроводящие покрытия, протезы (напр., искусств. клапаны
сердца), детали наркозных аппаратов, катетеры, трубки для переливания крови
и мн. др. Объём мирового произ-ва изделий из Р. в 1974 превысил 20 млн.
т.
Наиболее
крупные потребители Р.- шинная пром-сть (св. 50%) и пром-сть резинотехнич.
изделий (ок. 22%).

Лит.: Кошелев Ф. Ф., Корнев А. Е.,
Климов Н. С., Общая технология резины, 3 изд., М., 1968; Резниковский М.
М., Лукомская А. И., Механические испытания каучука и резины, 2 изд., М.,
1968; Усиление эластомеров, под ред. Дж. Крауса, пер. с англ., М., 1968;
Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М., 1971; Труды
международной конференции по каучуку и резине, М., 1971; Лукомская А. И.,
Евстратов В. Ф., Основы прогнозирования механического поведения каучуков
и резин, М., [в печати]. В. Ф. Евстратов.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я