Часто задают вопрос: в каком температурном интервале может резина? Вопрос хороший.
Про поведение резины при низких температурах (т.е. ниже минус 50°C) мы уже писали в этом блоге.
А теперь обсудим высокие. Скажем сразу, что резина не сможет работать сколь либо продолжительное время ни при температуре ни белого каления железа, ни даже красного. Абсолютный верхний температурный предел эксплуатации - плюс 350°C. Что за резиновый материал работоспособен при такой температуре, обсудим ниже.
Почему важны термостойкие резины
Резиновые изделия, которые возможно эксплуатировать при высоких температурах, а это выше +100°C, очень важны для обеспечения надежности, безопасности многих видов оборудования. Применение термостойких резин, подходящих для данных условий, также уменьшает издержки на замену деталей, что улучшает эксплуатационные показатели.
Термостойкость и температуростойкость
Важно отметить чем различаются #термостойкость и #температуростойкость резин.
Термостойкая резина - #резина, которая обладает максимальным сопротивлением термическому старению, т.е. сохраняет те технические характеристики, изменение которых обусловлено необратимыми изменениями химической структуры и состава.
А вот способность сохранять при повышении температуры характеристики, связанные только с обратимыми изменениями структуры - это температуростойкость резины.
Поговорим про термостойкость
Термостойкость резины определяется ее способностью противостоять термическому старению. Под действием высоких температур в резине происходят одновременно несколько процессов: сшивание и деструкция полимерных цепей, разрушение поперечных связей, деполимеризация, циклизация и изомеризация макромолекул, выделение летучих продуктов. А если к этому прибавить воздействие кислорода воздуха (почти всегда присутствующего), то добавится ещё и окисление. Характер и скорость перечисленных процессов зависит от типа каучука, рецептуры резины, температуры, характера работы изделия. Так #изопреновые и #этиленпропиленовые резины деструктируют, а стирольные, нитрильные, хлоропреновые и этиленпропилендиеновые - сшиваются. А вот хлоропреновые резины при температуре 125°C сшиваются, а при 175°C - деструктируют. Интереснее поведение кремнийорганических резин: на воздухе в открытом пространстве при 200°C они сшиваются, а вот при той же температуре, но в закрытом объеме - деструктируют.
Изменение структуры и свойств резины после термического старения необратимы.
Термостойкость резины определяет максимальные температуру и продолжительность эксплуатации #РТИ. Поэтому термостойкость характеризуют температурой или временем испытания на термическое старение (при фиксации одного из указанных параметров), в результате которых значение показателя (абсолютное или относительное) не изменяются более допустимого уровня.
Немного про легенды и мифы
Иногда приходится слышать или читать про резины, которые выдерживают температуры 400-500°C. Не стоит, однако, серьезно относиться к таким заявлениям.
При этом важно понимать, что нельзя оценивать термостойкость резины лишь по одной температуре, не указав при этом продолжительность такого испытания. Действительно, можно на основе "эксперимента", где на 1 минуту положили образец резины в термошкаф с какой-то безумной температурой, и не выявив серьезных внешних изменений, заявить о наличии прорывного материала. Но мы же понимаем, что это далеко не так. И крайне малое количество времени, в течение которого материал подвергался воздействию температуры, недостаточно для того, чтобы перечисленные выше процессы структурирования, деструкции и др. показали себя во всей красе. Да и в таком случае речь можно вести скорее о температуростойкости.
Мало того, понятие термостойкости имеет смысл еще и при указании условий старения. Так для одних и тех же резин термостойкость при сжатии - накопление остаточной деформации сжатия (#ОДС) при высокой температуре, обычно ниже термостойкости, характеризуемой изменением прочностных показателей после старения в ненагруженном состоянии.
Влияние строения макромолекул каучука на его термостойкость
- акрилатные - 175°C и 200°C;
- нитрильные - 100°C и 130°C;
- этиленпропиленовые - 100°C и 150°C;
- хлоропреновые - 100°C и 150°C;
- ХСПЭ - 125°C и 160°C;
- силиконовые - 270°C и 350°C;
- фторсиликоновые - 230°C и 250°C;
- фторкаучуковые - 260°C и 330°C.
Резины из полихлоропреновых каучуков
Резины из нитрильных каучуков
Резины из этилен-пропиленовых каучуков
Резины из силиконовых каучуков
- при120°C - до 170 000 часов;
- при150°C - до 85 000 часов;
- при 200°C - до 43 000 часов;
- при 260°C - до 17 000 часов;
- при 315°C - до 1 400 часов;
- при 370°C - до 168 часов;
- при 420°C - до 2 часов;
- при 480°C - до 10 минут.
 |
| Формы из силиконовой резины для выпекания кондитерских изделий |
Резины на основе фторкаучуков
 |
| Изготовление термостойких деталей из резины на основе фторкаучука СКФ-26 |
