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 || 3 |

Технология магнитных эластомеров с повышенными эксплуатационными свойствами

-- [ Страница 2 ] --

Анализ приведенных Hf расчетов свидетельствует о достаточной термодинамической устойчивости индивидуальных веществ.

Результаты практического использования соединений с плавленым БФ “A” и ЧФС с БФ “A” показали, что параметры резиновой смеси 420 и изделий из нее по ТУ 2539-001-00232934-2003 на второй стадии вулканизации (термостатирования) практически достигаются через 14…16 часов вместо 24 часов по НТД. Поэтому можно рассмотреть вопрос об уменьшении времени термостатирования сальников с 24 до 14…16 час.

Доказано, что введение в каучук СКФ-26 ВС магнитного порошка, уменьшает содержание макрогеля, табл. 5. Как видно, введение магнитного порошка способствует разрушению макрогеля СКФ-26 и снижению tg .

Таблица 5

Структурные характеристики смесей

Материал tg Содержание
макрогеля, вес. %
1 СКФ-26 ВС исходный 14,5 20
2 СКФ-26 ВС+ 50 м.ч. Nd-Fe-B не модиф. 9,9 0,5
3 СКФ-26 ВС + 50 м.ч. Nd-Fe-B модиф. АГМ-9 8,8 0,5
4 СКФ-26 ВС+ 120 м.ч. Nd-Fe-B не модиф. 7,6 0
5 СКФ-26 ВС + 120 м.ч. Nd-Fe-B модиф. АГМ-9 7,4 0

Свойства постоянных магнитов из МДП существенно зависят от гранулометрического состава сплава Nd-Fe-B (табл. 6).

Таблица 6

Влияние размера частиц сплава Nd-Fe-B на характеристики МЭ на основе СКФ-26ВС

при соотношении «наполнитель: связующее» – 5:1

Размер частиц, мкм Характеристики МЭ
Условная прочность при растяжении, кгс/см2 Остаточная магнитная индукция Br, Тл Коэрцитивная сила по намагниченности Hcj, кА/м
50-125 110-115 0,4 720-760
125-250 100-108 0,39
250-630 92-95 0,37
более 630 84-87 0,32

С уменьшением размера частиц повышаются физико-механические свойства в 1,12-1,3 раза и магнитные в 1,10-1,25 раза.

Глава четвертая. Разработка составов для производства магнитных эластомеров с повышенными эксплуатационными свойствами

Для производства МЭ использовали резиновые смеси на основе фторкаучука СКФ-26ВС. Прочность фтористых резин при введении ферритового наполнителя Nd-Fe-B в качестве наполнителя падает.

На первом этапе была проведена оптимизация содержания магнитного наполнителя в резиновой смеси 420, учитывающая магнитные свойства, необходимые для уверенного считывания информации датчиком Холла, установленным вблизи магнитного кодировщика.

Магнитный порошок Nd-Fe-B, в количестве 50…500 масс.ч. к 150 масс.ч. резиновой смеси, вводился на лабораторных вальцах ПД-320. Образцы для испытания вулканизовались в гидравлическом прессе при температуре 175С в течение 10 минут.

Для уменьшения влияния релаксационных явлений образцы после вулканизации дополнительно термостатировались при температуре 2300С в течение 24 часов.

Всего было получено 6 смесей (табл. 7) с различным содержанием магнитного порошка Nd-Fe-B.

Испытания показали, что для уверенной регистрации магнитного поля кодировщика датчиком Холла вполне достаточно содержания наполнителя в резиновой смеси, соответствующего составу №4.

Введение наполнителя отрицательно сказывается на физико-механических свойствах магнитного эластомера. Поэтому на втором этапе была предпринята попытка улучшения физико-химических показателей путем варьирования ингредиентов смеси.

Таблица 7

Оптимизация содержания магнитного наполнителя

№п/п Состав Содержание ингредиентов в составах, масс. ч.
Исход-ный 1 2 3 4 5 6
1 Резиновая смесь 420, масс.ч. 150 150 150 150 150 150
2 Порошок Nd-Fe-B (на 100 масс.ч. комбинации каучуков) - 50 150 250 350 500
Физико-механические показатели
1 Твердость по Шор А, ед. 71 72 73 78 80 83
2 Условная прочность при растяжении, кгс/см2 110 108 101 98 85 53
3 Относительное удлинение при разрыве, % 180 171 162 142 130 61
4 Относительная остаточная деформация при 25% статической деформации сжатия в течение 24 ч при температуре 150°С, % 20 25 29 42 50 72
5 Остаточная намагниченность, Тл 0 0,065 0,15 0,26 0,31 0,4
6 Эластичность по отскоку, % 6 6 5 4 4 3

Известно, что одним из путей повышения свойств эластомеров является модификация поверхности наполнителя различными реагентами.

Для исследования влияния модификации поверхности магнитного дисперсного порошка на кинетические и реологические характеристики резин использовалась та же резиновая смесь 420 на основе смеси фторкаучуков СКФ-26 ВС и СКФ-26 ОНМ, но уже с уменьшенным содержанием технического углерода Т-900 на 10 масс.ч. и бария сернокислого на 5 масс.ч.

В резиновую смесь дополнительно вводились в одинаковом количестве немодифицированные и модифицированные (растворами 3-аминопропилтриэтоксисиланом (АГМ-9) и 3-глицидоксипропил-триметоксисиланом (А-187) в этиловом спирте) порошки Nd-Fe-B [3]. Кинетические характеристики представлены на рис. 2 и в табл. 8.

 Кинетика вулканизации: 1-р/с 420 исх.,-2

Рис. 2. Кинетика вулканизации: 1-р/с 420 исх., 2-р/с 420+Nd-Fe-B (МЭ-1),

3- р/с 420+Nd-Fe-B+АГМ-9 (МЭ-2), 4- р/с 420+Nd-Fe-B+А-187 (МЭ-3)

Установлено, что введение модифицированных МДП ускоряет процесс вулканизации, существенно повышает эффективность сшивания вулканизационной сетки, что проявляется как увеличение крутящий момент (рис.2).

Можно предположить, что МДП выступает в роли вторичного катализатора, способствует образованию связей между макромолекулами каучука, оказывает влияние на взаимодействие наполнитель-эластомер. В большей степени это проявляется для модифицированных порошков.

Таблица 8

Кинетические и физико-механические характеристики исследованных МЭ

Показатель р/с 420 исх. Условное обозначение резин
МЭ-1 МЭ-2 МЭ-3
1 Тип порошка
2 Вязкость по Муни ML (1+4) 100C, не более 110 усл. ед 104 103,7 106,2 105,6
3 s1, мин.
0,58 0,45 0,32 0,31
4 s2, мин. 0,68 0,49 0,35 0,33
5 50, мин. 1,18 0,79 0,63 0,69
6 90, мин. 2,90 1,40 1,52 1,60
7 ML, dNm 3,86 5,10 5,84 5,94
8 MH, dNm 20,12 43,15 48,34 47,24
9 , МН-МL 16,24 38,05 42,50 41,30
10 Твердость по Шор А, 75±5 ед. 75 76 77 76
11 Условная прочность при растяжении, не менее 100 кгс/см2 110 86 93 102
12 Относительное удлинение при разрыве, не менее 170 % 180 130 142 173
13 ОДС, не более 35 % 26 37 32 25
14 Эластичность по отскоку, не менее 6% 7 3 5 6

Примечание: s1 – время начала вулканизации при достижении минимального крутящего момента и увеличении этого значения на 1 dN*m; s2 – время начала вулканизации при достижении минимального крутящего момента и увеличении этого значения на 2 dN*m;

50 – время, при котором образец достигает 50 % вулканизации; 90 – время, при котором образец достигает 90 % вулканизации; MH – максимальный крутящий момент; ML – минимальный крутящий момент.

Это подтверждается исследованиями влияния модификации МДП на густоту вулканизационной сетки, которая оценивалась по степени набухания образцов в органическом растворителе. Исследования изменения массы при набухании проводились при температуре 230С в течении 72 ч., в изооктан-толуол-этаноле (50:50:15).

На рис. 3 показано, что при выдержке в среде степень набухания возрастает и стремится к некоторому предельному значению.

 Набухание образцов во времени: 1-р/с-3

Рис. 3. Набухание образцов во времени: 1-р/с 420 исх., 2-МЭ-1, 3-МЭ-2, 4-МЭ-3

Предельное набухание исходной резиновой смеси составляет 15%, введение магнитного наполнителя снижает степень набухания примерно на 10%. Поверхностная модификация магнитного наполнителя приводит к ещё большему снижению степени набухания. Эти факты свидетельствуют о том, что модификация наполнителя способствует образованию более плотной вулканизационной сетки.

Наполненные резиновые смеси по сравнению с исходной отличаются высоким относительным гистерезисом (табл. 9).

Таблица 9

Результаты определения на показатель «относительный гистерезис при сжатии»

Марка резины Относительный гистерезис при сжатии, % , % Относительный гистерезис при сжатии, % , % Твер- дость до старе-ния Твер- дость после старе- ния в ТМ
До старе-ния После старения в ММ SAE 10W30 1500С·72ч После старения в ТМ “Славнефть ТМ-5” 1350С·72ч
р/с 420 исх. 32,4 32,7 +0,9 33,2 +3,1 75 74
МЭ-1 34,6 35,4 +2,3 36,5 +5,5 76 74
МЭ-2 32,1 32,7 +1,9 33,2 +3,4 77 75
МЭ-3 33,1 33,3 +0,6 33,9 +2,4 76 76

Изменение свойств резиновой смеси с модифицированным магнитным наполнителем связано с изменением взаимодействия наполнитель-эластомерная матрица и влиянием функциональных групп на поверхности модифицированного наполнителя на гистерезисные потери. Данные по гистерезису дают дополнительную информацию о том, что разработанный МЭ с модификацией поверхности наполнителя в растворе продукта А-187 имеет более плотную вулканизационную сетку, меньше набухает. Об этом свидетельствует показатель (%) относительного гистерезиса МЭ-3, который на 1,7% ниже не модифицированного МЭ-1. Соответственно для него характерна меньшая степень набухания.

На рис. 4 показаны морфологии среза МЭ и МП (магнитопласта на эпоксидном связующем).

 а) б) Морфология поверхности-4

а) б)

Рис. 4. Морфология поверхности увеличение – 1340х: а) МЭ; б) МП на эпоксидном связующем

МП имеет максимальное наполнение МДП (до 90%объем.), соответственно, более высокие магнитные характеристики, но МП - твердые неэластичные материалы. Разработанные МЭ имеют по сравнению с аналогами достаточно высокую степень наполнения (до 50%объем.), сохраняя при этом высокие эластические характеристики. Это достигается за счет модификации поверхности МДП спиртовым раствором АГМ-9 или А-187.

Изменения в морфологии поверхности МДП до и после обработки раствором АГМ-9 в этиловом спирте представлены на рис.5.

 а) б) Электронное изображение-7

а) б)

Рис. 5. Электронное изображение поверхности частиц МДП до и после модификации, увеличение – 13340 х

Видно, что поверхность модифицированного МДП становится более развитой за счет привитых силанольных групп. Следовательно, возможно более активное взаимодействие модифицированного МДП с компонентами резиновой смеси. Большая величина поверхности контакта приводит к повышению адгезионной прочности между МДП и резиновыми смесями, что повышает эластические свойства композиции.

Имеются также изменения в морфологии поверхности МЭ после обработки раствором АГМ-9 в этиловом спирте, рис.6.

 а) б) Морфология поверхности МЭ-9

а) б)

Рис.6. Морфология поверхности МЭ а) до химической обработки; б) после химической модификации раствором АГМ-9 в этиловом спирте.

Поверхность модифицированного МЭ имеет большую однородность за счет того, что значительно сокращаются пустоты в МЭ, которые образуются между резиной и наполнителем. Очевидно, что это является результатом взаимодействия модифицированного МДП с компонентами резиновой смеси.

Очень часто в промышленности МЭ используются в сочетании с арматурой или магнитопроводами из ферромагнетиков, которые выполняют функции каркаса или концентраторов магнитного потока. Поэтому существенный интерес представляли исследования прочности связи разработанных МЭ со сталью. Можно сделать вывод, что прочность связи резины с металлом, с модификацией поверхности магнитного наполнителя АГМ-9, увеличивается в 1,10…1,15 раза, с модификацией поверхности магнитного наполнителя А-187, увеличивается в 1,20…1,25 раза (табл. 10).

Таблица 10

Прочность связи резины с металлом, кгс/см2

Наименование показателя Норма Значения
1. Резиновая смесь 420 исх. 25 26,8
2. МЭ-1 25 18,2
3. МЭ-2 25 29,6
4. МЭ-3 25 31,4


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 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.