авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Разработка составов, конструкций и технологии изготовления манжет и рукавных изделий, обладающих повышенной работоспособностью

-- [ Страница 3 ] --

Из полученных результатов, табл. 7, следует, что на всех режимах испытаний утечки масла не происходит. Износ рабочего элемента из ПТФЭ не превышает 0,1 мм, манжеты с рабочим элементом из резины
Ф-35 на основе фторкаучука СКФ-26 ВС имеют больший износ – 0,16-0,18 мм. Наименьший износ рабочей кромки и высокие значения прочности связи с резиной отмечены у манжеты, с рабочей частью из ПТФЭ марки Ф4С25, что позволяет рекомендовать его для дальнейшего использования в технологии изготовления манжет с повышенными эксплуатационными свойствами.

Глава четвертая посвящена разработке составов для изготовления рукавных изделий пониженной топливопроницаемости.

Рукавные изделия состоят из внутреннего, промежуточного резиновых слоёв, силового каркаса и наружного слоя. Обеспечение соответствия рукавных изделий стандарту Euro 4 по топливопроницаемости достигалось за счет использования для изготовления внутренней камеры составов на основе фторкаучуков, характеризующихся пониженной топливопроницаемостью. Для этого часть каучука DAI-EL G-558 (резиновая смесь Ф-102 и Ф-108), либо весь каучук (резиновая смесь Ф-264) заменены на каучуки других марок, вулканизующая система – бисфенол А, Vulkaftor F, бромид, фосфониевая соль, оксид магния и гидроксид кальция. Наполнитель – технический углерод, технологическая добавка – афлюкс-54, пластификатор – ДБС.

Реологические свойства разработанных резиновых смесей удовлетворяют требованиям для дальнейшей переработки (экструзии). По результатам физико-механических испытаний, разработанные резиновые смеси отвечают требованиям ТУ 2556-119-00149289-2001.

Для промежуточного слоя разработана резиновая смесь Э-10 на основе комбинации бутадиен-нитрильного БНКС-28АМН и эпихлоргидринового EPICHLOMER C каучуков. За счет 50 %-ной замены дорогостоящего эпихлоргидринового каучука EPICHLOMER C на бутадиен-нитрильный каучук БНКС-28АМН снижается также стоимость состава. Другими ингредиентами являлись: вулканизующая группа – Nostiser SS, MIXLAND ETU, сера, оксид магния; наполнители – Ecaland NDBC, Carplex 1120, технический углерод N-550 и П-514, P-152, кислота стеариновая; мягчитель – масло «ПМ»; пластификатор ДБС. Состав резин Э-12 на основе EPICHLOMER CG-107 для наружного слоя рукавных изделий оставлен без изменений.

Разработанная резиновая смесь Э-10 по физико-механическим показателям соответствует ТУ 2556-119-00149289-2001.

Для оценки технологичности наложения слоёв рукавных изделий определялась способность к соэкструзии резиновых смесей, рис.5, на анализаторе перерабатываемости резин RPA 2000, по изменению в цикле испытания деформации при сдвиге.

Значения динамического модуля сдвига (G*) для резиновых смесей
Э-1, Э-10, Ф-2 и Ф-264 близки при деформации около 500%, рис.5, что сопоставимо с деформациями при экструзии, следовательно, они будут хорошо соэкструдироваться. Различия в значениях показателя G* резиновых смесей Ф-102, Ф-108 и резиновых смесей Э-1, Э-10, рис.5, свидетельствует о низкой способности к соэкструзии, что подтверждается также при переработке их на технологической линии.

 а) б) Зависимость динамического-5 а) б) Зависимость динамического-6

а) б)

Рис. 5. Зависимость динамического модуля сдвига от деформации для составов резиновых смесей: а – с промежуточным слоем из стандартной резиновой смеси Э-1,
б – с разработанной резиновой смесью Э-10: 1 – Э-1; 2 – Э-10; 3 – Ф-102;
4 – Ф-108; 5 – Ф-264; 6 – Ф-2

Для снижения топливопроницаемости предложено использовать в ка-честве «барьерного» слоя фтортермопласты: тройной фторполимер тетра-фторэтилена, гексафторпропилена и винилиденфторида (ТНV-500G, ТНV-815G фирма «3М»); сополимер тетрафторэтилена и гексафторпропилена (FEP фирма «Du Pont»); сополимер фтортермопласта и фторкаучука (F-TPV SV-1030 и SV-1050 фирма «Daikin»). Определение прочности при расслоении фтортермопластовых плёнок с резиной проводили на разрывной машине Zwick/Roell со скоростью перемещения подвижного захвата 100 мм/мин, табл. 8.

Таблица 8

Прочность при расслоении «резина – фтортермопласт»

№ состава Марка резиновой смеси Прочность при расслоении, Н
ТНV-500G «3M» ТНV-815G «3M» FEP «Du Pont» F-TPV SV-1030 «Daikin» F-TPV SV-1050 «Daikin»
1 Э-1 15,0 4,1 3,8 4,1 4,2
2 Э-10 14,6 3,8 3,6 3,6 3,7
3 Э-12 14,4 3,4 3,4 3,4 3,5
4 Ф-2 14,8 3,6 3,5 3,6 3,8
5 Ф-108 14,3 3,0 2,9 3,2 3,4
6 Ф-264 15,3 3,3 4,0 3,6 4,0
7 Ф-102 10,5 2,5 2,2 2,4 2,4

Использование полимеров THV-815G, FEP, F-TPV SV-1030, SV-1050 не представляется возможным, так как при нормативных значениях 14,2 Н показатели прочности связи при расслаивании составляют от 2,9 до 4,2 Н. Только для образца на основе полимера ТНV-500G этот показатель равен 14,3-15,3 Н. Кроме того, термопласт THV 500G, в отличие от других фтортермопластов (F-TPV SV-1030, SV-1050, FEP, THV 815G), имеет температуру плавления 1650С, что позволяет осуществить вулканизацию в котлах перегретым паром при давлении 6 атм., температуре 1700С в течение 30 мин. Фтортермопласт THV 500G в этих условиях размягчается и удовлетворительно адгезируется с фторкаучуками, являющимися материалом для изготовления внутренней камеры рукава, а также с промежуточным слоем, состоящим из резины на основе эпихломера С.

Основным показателем оценки качества рукавных изделий является топливопроницаемость (ТП), которую оценивали на образцах шланга наливной горловины с внутренним диаметром 49,5 мм (детали 21083-1101080), табл. 9, и топливных шлангов ШЛ 7,94х14,29 длиной 300 мм, табл. 10.

Таблица 9

Топливопроницаемость шлангов наливной горловины 21083-1101080

№ образца Толщина слоя, мм Конструкция шланга ТП, 230 С, г/м2/сутки ТП, 400 С, г/м2/сутки Стандарт
Стандартная конструкция
1 1,3 1,9 0,2 4,5 Резиновая смесь Ф-2 Резиновая смесь Э-1 ПЭ-нить Резиновая смесь Э-12 4,5 (<5,0) * 37,4 (<45) * Euro 3
Разрабатываемая конструкция
2 1,3 0,2 6,4 Резиновая смесь Ф-264 THV 500G Резиновая смесь Э-12 0,25 (<0,5)** 2,8 (<4,5) ** Euro 4

* – норма стандарта Euro 3,

** – норма стандарта Euro 4.

Из табл. 9 следует, что для образца №2, усиленного «барьерным» слоем из фтортермопласта THV-500G, получено значение топливопроницаемости 2,8 г/м2/сутки (при 400С), соответствующее норме стандарта
Euro 4. При этом шланг сохранял каркасность и выдерживал разрушающее давление гидравлики 8 атм. Таким образом, применение «барьерного» слоя из фтортермопласта обеспечивает как снижение топливопроницаемости, так и усиление конструкции рукава, что исключает оплётку ПЭ-нитью.

Таблица 10 Топливопроницаемость топливного шланга ШЛ 7,94х14,29

№ образца Толщина слоя, мм Конструкция шланга ТП, 230 С, г/м2/сутки ТП, 400 С, г/м2/сутки Стандарт
Стандартная конструкция
1 0,7 1,0 0,05 1,3 Резиновая смесь Ф-2 Резиновая смесь Э-1 ПЭ-нить Резиновая смесь Э-12 4,2 (<5,0) * 35,2 (<45) * Euro 3
Разрабатываемая конструкция
2 0,6 0,2 1,0 0,05 1,2 Резиновая смесь Ф-264 THV 500G Резиновая смесь Э-10 ПЭ-нить Резиновая смесь Э-12 0,25 (<0,5)** 3,7 (<4,5)** Euro 4

* – норма стандарта Euro 3,

** – норма стандарта Euro 4.

Из результатов табл. 10 видно, что применение барьерного слоя на основе фтортермопласта THV 500G снижает значение топливопроницаемости шланга ШЛ 7,94х14,29 до 0,25 г/м2/сутки. Полученное значение соответствует стандарту Euro 4.

В пятой главе представлены разработанные конструкции манжет с повышенными эксплуатационными свойствами и рукавных изделий пониженной топливопроницаемости, а также технологии их изготовления.

Предложены две конструкции и технологии изготовления манжет на основе ПТФЭ с повышенными эксплуатационными свойствами с пилообразной и «гусеницеобразной» формами насечек рабочего элемента.

В первой конструкции, рис.6а, рабочая часть изготавливается из фторопласта марки Ф4С25 (1), модифицированного Na-нафталиновым комплексом, с нанесенной пилообразной насечкой и уплотнительной точкой (2), обеспечивающей предотвращение протекания моторного масла в стационарном режиме (во время стоянки); наружного слоя, изготовленного из резиновой смеси Ф-67 (5); металлической арматуры (3), кольца из резиновой смеси Ф-67 (4).

Во второй конструкции (рис.6б) рабочая часть также изготавливается из модифицированного Na-нафталиновым комплексом фторопласта марки Ф4С25 (1), но с «гусеницеобразной» формой рабочего элемента и уплотнительной точкой (2), наружного слоя из резиновой смеси Ф-67 (5), металлической арматуры (3).

а) б)

Рис. 6. Конструкция манжет с повышенными эксплуатационными свойствами:

а – пилообразная форма рабочего элемента; б – форма рабочего элемента в виде «гусеницы»: 1– рабочий элемент из Ф4С25; 2 – уплотнительная точка;
3 – металлическая арматура; 4 – кольцо из резиновой смеси Ф-67;
5 – наружный слой из резиновой смеси Ф-67

Отличие технологического процесса изготовления манжет с повышенной работоспособностью от существующей заключается: в формовании рабочей части из ПТФЭ марки Ф4С25 (температура 30-400С), обезжиривании заготовки (температура метилэтилкетона – 15-300С), химической обработки натрий-нафталиновым комплексом в тетрагидрофуране (время обработки – 40 с, температура – 25-350С), промывки (температура изопропилового спирта – 15-230С) и сушки (температура – 70-800С). Первая стадия вулканизации (температура – 1700С, время – 3 мин) осуществляется методом формования наружной части из резиновой смеси Ф-67 с металлической арматурой. На второй стадии проводится привулканизация рабочего элемента из ПТФЭ марки Ф4С25 к обрезиненному каркасу через кольцо резиновой смеси Ф-67 (температура нижней плиты – 1700С, верхней – 60-700С, время – 3 мин).

Особенность технологии изготовления манжет с формой рабочего элемента в виде «гусеницы» состоит в том, что выполнение насечки и привулканизацию рабочего элемента из фторопласта марки Ф4С25 к резине проводят в один этап (температура верхней плиты 60-700С, нижней ­– 1700С,
время – 5 мин) в специальной пресс-форме.

Конструкции топливного шланга и шланга наливной горловины включают в себя внутреннюю камеру из резиновой смеси Ф-264, барьерный слой из фтортермопласта THV-500G, наружную камеру из резиновой смеси Э-12. В топливном шланге после барьерного слоя накладывается промежуточный слой из резиновой смеси Э-10 и слой оплеточной нити Кевлар.

а) б)

Рис. 7. Конструкции топливного шланга (а) и шланга наливной горловины (б), соответствующие стандарту Euro 4

1 – внутренний слой из резиновой смеси Ф-264; 2 – барьерный слой из
фтортермопласта THV-500G; 3 – промежуточный слой из резиновой смеси Э-10;
4 – нить Кевлар; 5 – наружный слой из резиновой смеси Э-12

Дорновый технологический процесс изготовления топливных шлангов включает в себя следующие стадии: экструдирование внутреннего слоя (температура на головке – 65-950С), экструдирование фтортермопласта (температура на головке – 1700С), охлаждение (температура воды – 20-300С), экструдирование промежуточного слоя (температура на головке – 65-850С), оплетка нитью, экструдирование наружного слоя (температура на головке – 650С), охлаждение (температура воды – 20-300С), бинтовка, вулканизация (температура – 1700С, время – 30 мин). После каждой стадии экструдирования производится контроль размеров лазерными измерителями.

Также разработаны бездорновые технологии изготовления шлангов наливной горловины, отвечающих стандарту Euro 4, и усовершенствованная технология изготовления шланга наливной горловины стандарта Euro 3 с использованием фтортермопласта THV-500G, обладающего пониженной топливопроницаемостью.

Проведено технико-экономическое обоснование разработанных составов резиновых смесей на основе акрилатного и фтористого каучуков для наружной части манжет, внутреннего слоя на основе фтористого каучука и промежуточного слоя на основе эпихлоргидринового и бутадиен-нитрильного каучуков рукавных изделий.

Выводы:

  1. Разработаны новые составы резиновых смесей для изготовления наружного слоя манжет на основе акрилатного и фтористого каучуков с меньшим содержанием мягчителей и пластификаторов и с заменой фторкаучука СКФ-26ВС на фторкаучук G-752. При этом достигнуто улучшение перерабатываемости смесей, сокращение времени вулканизации.
  2. Доказана возможность изготовления рабочего элемента манжет с повышенной износостойкостью из стекловолокнонаполненного политетрафторэтилена марки Ф4С25.
  3. Установлена эффективность физических и химических методов модификации политетрафторэтилена, обеспечивающих повышение адгезии рабочего элемента к наружному слою манжет. Большие показатели прочности связи при расслоении достигаются при комплексной обработке ПТФЭ марки Ф4С25 натрий-нафталиновым комплексом с последующим нанесением - аминопропилтриэтоксисилана (АГМ-9). Методом ИКС установлен механизм адгезионного взаимодействия ПТФЭ с резиной при химической модификации ПТФЭ марки Ф4С25 Na-нафталиновым комплексом с последующим нанесением АГМ-9.
  4. Определены структурные особенности фторкаучука СКФ-26 ВС: разветвленность цепи и узкое молекулярно-массовое распределение, наличие в структуре каучука СКФ-26 ВС глобулярного геля в количестве, превышающем его содержание в каучуке G-752 примерно в 4 раза, а также различия в содержании геля в различных промышленных партиях и внутри одной партии, что затрудняет его переработку; установлена возможность разрушения макрогеля введением наполнителей в состав каучука.
  5. Разработаны составы для изготовления внутренней камеры и промежуточного слоя рукавных изделий с пониженной топливопроницаемостью, соответствующих стандарту Euro 4. Выбор составов проведён с учётом способности к соэкструзии резиновых смесей, используемых для различных слоев, и адгезионной прочности при расслоении.
  6. Разработаны конструкции шлангов, изготовленных из выбранных составов и оценена их топливопроницаемость. Установлено соответствие конструкции стандарту Euro 4.
  7. Разработаны технологии изготовления манжет с повышенными эксплуатационными свойствами и рукавных изделий с пониженной топливопроницаемостью.

Основное содержание диссертации опубликовано
в следующих работах:

В центральных изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Зуев А.В. Реализация технологии изготовления резиноармированных сальников с уплотнительным элементом на основе политетрафторэтилена / А.В. Зуев, Л.Г. Панова, В.Е.Соколов, В.М. Шишлянников, С.Я. Пичхидзе // Пластические массы. – 2008. – № 8. – С. 49-51.

2. Зуев А.В. Усовершенствование технологии изготовления шлангов наливной горловины пониженной топливопроницаемости / А.В. Зуев, С.Я. Пичхидзе, Л.Г. Панова // Пластические массы. – 2009. – № 1. – С. 24-26.

3. Зуев А.В. Повышение качества изготовления рукавов пониженной топливопроницаемости / А.В. Зуев, В.С. Юровский, С.Я. Пичхидзе // Каучук и резина. – 2009.– № 2. – С. 43-45.

4. Зуев А.В. К вопросу о качестве фторкаучука СКФ-26 / А.В. Зуев, А.Н. Сочнев, Н.Г. Морозова, С.Я. Пичхидзе, В.С. Юровский // Каучук и резина. – 2009. – № 4. – С. 9-11.

В других изданиях:

5. Зуев А.В. Технология получения сальников с ПТФЭ-компаундом / В.М. Шишлянников, Г.Г. Мартюшов, В.Е. Соколов, А.В. Зуев, С.Я. Пичхидзе // Резиновая промышленность. Сырье. Материалы. Технологии: материалы XIII Междунар. науч.-практич. конф. (Москва, 21-25 мая 2007) / НИИШП. – М., 2007. – С. 234-237.

6. Зуев А.В. К вопросу о повышении адгезии ПТФЭ-композитов с резиной / А.В. Зуев, Г.Г. Мартюшов, В.Е. Соколов, С.Я. Пичхидзе, Л.Г. Панова // Резиновая промышленность. Сырье. Материалы. Технологии: материалы XIV Междунар. науч.-практич. конф. (Москва, 19-23 мая 2008) / НИИШП. – М., 2008. – С. 158-160.

7. Зуев А.В. Усовершенствование технологии изготовления шлангов наливной горловины пониженной топливопроницаемости / А.В. Зуев, А.Н. Сочнев, С.Я. Пичхидзе // Проблемы шин и резинокордных композитов.: материалы XIX Междунар. науч.-практич. конф. (Москва, 13-17 окт. 2008) /
НИИШП. – М., 2008. – С. 142-148.

8. Зуев А.В. Исследование технологичности каучука СКФ-26ВС /
А.В. Зуев, А.Н. Сочнев, С.Я. Пичхидзе, В.С. Юровский // Резиновая промышленность. Сырье. Материалы. Технологии: материалы XV Междунар. науч.-практич. конф. (Москва, 25-29 мая 2009) / НИИШП. – М., 2009. – С. 154-158. 9. Зуев А.В. Тепловые эффекты реакций гидролиза

Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.