Тепло-морозостойкие резины на основе силоксановых каучуков для воздуха, озона, и электрического поля в Минске

Тепло-морозостойкие резины на основе силоксановых каучуков для воздуха, озона и электрического поля

Смеси на основе силоксановых (кремнийорганических) каучуков предназначены для изготовления резинотехнических изделий, эксплуатируемых в условиях одновременного воздействия повышенных и низких температур, озона и электрических полей. Материалы сохраняют эластичность в диапазоне от 60 до +250 C, что достигается за счёт высокой гибкости силоксановой цепи SiOSi и отсутствия пластификаторов, мигрирующих при термоциклировании. Резины характеризуются стабильными диэлектрическими показателями: удельное объёмное сопротивление от 110 до 110 Омсм, тангенс угла диэлектрических потерь не более 0,02 при частоте 1 кГц.

Вулканизаты демонстрируют стойкость к озонному старению при концентрации озона до 50 ppm и растяжении 20 % без образования трещин в течение 72 часов. Материалы не поддерживают горение и относятся к группе самозатухающих составов с кислородным индексом от 28 до 32 %. Для повышения механической прочности в состав вводят аэросил (диоксид кремния), а для придания электропроводящих свойств технический углерод или графит. Твёрдость по Шору А регулируется в пределах от 40 до 80 единиц, условная прочность при растяжении достигает от 6 до 12 МПа, относительное удлинение при разрыве от 150 до 400 %.

Технические характеристики

Состав и структура

Основой смесей служат низкомолекулярные силоксановые каучуки марок СКТН, СКТФТ-50, СКТВ-1 с молекулярной массой от 400 000 до 700 000. В качестве вулканизующих агентов применяют органические пероксиды (перекись дикумила, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан) в количестве от 0,8 до 2,0 массовых частей на 100 частей каучука. Для термостабилизации вводят оксиды железа, церия или марганца, предотвращающие деструкцию полимерной цепи при длительном нагреве.

Наполнители подбираются исходя из требуемых электрофизических параметров. Для диэлектрических изделий используют аэросил марок А-175, А-300 с удельной поверхностью от 175 до 300 м/г. Для токопроводящих элементов печной технический углерод П-803, П-805 с удельным объёмным сопротивлением от 5 до 50 Омсм. В состав также входят структурирующие добавки диметилдихлорсилан или гексаметилдисилазан, регулирующие взаимодействие наполнителя с полимерной матрицей.

Применение в авиационной и электротехнической промышленности

Смеси используются для производства уплотнительных элементов гидравлических и пневматических систем летательных аппаратов, работающих при температурах от 55 до +200 C и давлении от 16 до 20 бар. Изделия применяются в маслосистемах двигателей, топливной арматуре, системах кондиционирования воздуха в кабине. Высокая озоностойкость позволяет использовать резины в уплотнениях герметичных люков, иллюминаторов и входных дверей, подвергающихся воздействию атмосферного озона на больших высотах.

В электротехнической отрасли материал востребован для изоляции высоковольтных вводов, кабельных муфт и распределительных устройств. Стабильные диэлектрические характеристики в широком температурном интервале обеспечивают надёжную работу изоляторов в трансформаторных подстанциях и на открытых распределительных устройствах. Резины применяются также в производстве защитных чехлов для датчиков температуры, работающих в зоне электрического поля напряжённостью до 15 кВ/мм.

Технология переработки

Смеси перерабатываются методами компрессионного и литьевого прессования, а также экструзией с последующей вулканизацией в горячем воздухе или в среде перегретого пара. Оптимальная температура вулканизации составляет от 150 до 170 C, продолжительность от 10 до 30 минут в зависимости от толщины изделия. Для толстостенных деталей применяют двухстадийный режим: первичная вулканизация при 150 C и дополнительное термостатирование при 200 C в течение 4 часов для снятия внутренних напряжений.

При переработке необходимо учитывать склонность силоксановых смесей к повышенной усадке (от 2 до 4 %) и низкую когезионную прочность невулканизованных заготовок. Для улучшения технологичности в состав вводят временные пластификаторы вазелиновое масло или низкомолекулярные силоксановые жидкости, удаляемые при термообработке. Рекомендуется хранение смесей при температуре от 5 до 25 C в герметичной таре, исключающей контакт с влагой, в течение не более 6 месяцев.

Контроль качества и испытания

Каждая партия смеси проходит входной контроль по показателям пластичности, твёрдости и реологических характеристик. Вулканизаты испытываются на стойкость к тепловому старению при 200 C в течение 72 часов с оценкой изменения прочности и относительного удлинения (допускается снижение не более 30 %). Электрические испытания проводятся на образцах толщиной 2 мм при напряжении переменного тока частотой 50 Гц с фиксацией пробивного напряжения.

Контроль морозостойкости осуществляется по коэффициенту морозостойкости при растяжении, который должен составлять не менее 0,5 при температуре 55 C. Для изделий, работающих в контакте с авиационными маслами и гидравлическими жидкостями, дополнительно проверяется изменение массы и объёма после выдержки в среде АМГ-10 или ИПМ-10 в течение 24 часов при 100 C.

Вопросы и ответы (FAQ)