Алюминий, резины и шумоизоляционные материалы в автомобилестроении

5. Красители минеральные или органические вводят для окраски резин. Некоторые красящие вещества (белые, желтые, зеленые) поглощают коротковолновую часть солнечного спектра и этим защищают резину от светового старения. 

Структура макромолекул линейная или слаборазветвленная и  состоит из отдельных звеньев,которые имеют тенденцию свернуться в клубок, занять минимальный объем, но этому препятствуют силы межмолекулярного взаимодействия, поэтому молекулы каучука извилистые (зигзагообразные). Такая форма молекул и является причиной исключительно высокой эластичности каучука (под небольшой нагрузкой происходит выпрямление молекул, изменяется их конформация). По свойствам каучуки напоминают термопластичные полимеры. Наличие в молекулах каучука непредельных связей позволяет при определенных условиях переводить его в термостабильное состояние. Для этого по месту двойной связи присоединяется двухвалентная сера (или другое вещество), которая образует в поперечном направлении как бы «мостики» между нитевидными молекулами каучука, в результате чего получается пространственно-сетчатая структура, присущая резине (вулканизату). Процесс химического взаимодействия каучуков с серой в технике называется вулканизацией. 

В зависимости  от количества вводимой серы получается различная частота сетки полимера. При введении 1—5 % 8 образуется редкая сетка и резина получается высокоэластичной, мягкой. С увеличением процентного содержания серы сетчатая структура становится все более частой, резина более твердой, и при максимально возможном (примерно 30 %) насыщении каучука серой образуется твердый материал, называемый эбонитом. 

При вулканизации изменяется молекулярная структура  полимера (образуется пространственная сетка), что влечет за собой изменение  его физико-механических свойств: резко  возрастает прочность при растяжении и эластичность каучука, а пластичность почти полностью исчезает (например, натуральный каучук имеет sв = 1,041,5 МПа, после вулканизации sв == 35 МПа); увеличиваются твердость, сопротивление износу. Многие каучуки растворимы в растворителях, резины только набухают в них и более стойки к химикатам. Резины имеют более высокую теплостойкость (НК размягчается при температуре 90 °С, резина работает при температуре свыше 100°С). 

На изменение  свойств резины влияет взаимодействие каучука с кислородом, поэтому  при вулканизации одновременно происходят два процесса: структурирование под действием вулканизующего агента и деструкция под влиянием окисления и температуры. Преобладание того или иного процесса сказывается на свойствах вулканизата. Это особенно характерно для резин из НК. Для синтетических каучуков (СК) процесс вулканизации дополняется полимеризацией: под действием кислорода и температуры образуются межмолекулярные углеродистые связи, упрочняющие термостабильную структуру, что дает повышение прочности. 
 

Резины  общего назначения:

К группе резин  общего назначения относят вулканизаты  неполярных каучуков — НК, СКБ, СКС, СКИ. 

Н К — натуральный  каучук является полимером изопрена (С5Н8)n. Он растворяется в жирных и  ароматических растворителях (бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и др.), образуя вязкие растворы, применяемые в качестве клеев. При нагреве выше 80—100 °С каучук становится пластичным и при 200 °С начинает разлагаться. При температуре —70 °С НК становится хрупким 

СКБ — синтетический  каучук бутадиеновый (дивинильный) получают по методу С. В. Лебедева. Формула полибутадиена (С4Н6)n. Он является некристаллизующимся каучуком и имеет низкий предел прочности при растяжении, поэтому в резину на его основе необходимо вводить усиливающие наполнители. Морозостойкость бутадиенового каучука невысокая (от —40 до —45 °С).  

СКС — бутадиенстирольный каучук получается при совместной полимеризацией бутадиена (С4Н6) и стирола (СН2=СН—С6Н5). Это самый распространенный каучук общего назначения. 

СКИ — синтетический  каучук изопреновый — продукт полимеризации изопрена (С5Н8). Получение СКИ стало возможным в связи с применением новых видов катализаторов. По строению, химическим и физико-механическим свойствам СКИ близок к натуральному каучуку. Промышленностью выпускаются каучуки СКИ-3 и СКИ-ЗП, наиболее близкие по свойствам к НК; каучук СКИ-ЗД, предназначенный для получения электроизоляционных резин, СКИ-ЗВ — для вакуумной техники. 

Резины общего назначения могут работать в среде  воды, воздуха, слабых растворов кислот и щелочей. Интервал рабочих температур составляет от —35 до 130 °С. Из этих резин изгото­вляют шины, ремни, рукава, конвейерные ленты, изоляцию кабелей, различные резинотехнические изделия. 
 
 
 

Резины  специального назначения:

Специальные резины подразделяют на несколько видов;

маслобензостойкие, теплостойкие, светоозоностойкие, износостойкие, электротехнические, стойкие к гидравлическим жидкостям. 

Маслобензостойкие резины получают на основе каучуков хлоропренового (наирит), СКН и тиокола.

СКН — бутадиеннитрильный каучук — продукт совместной полимеризации бутадиена с нитрилом акриловой кислоты;

СКН-18, СКН-26, СКН-40. (Зарубежные марки: хайкар, пербунан, буна-N и др.). Присутствие в молекулах каучука группы СN сообщает ему полярные свойства. Чем выше полярность каучука,тем выше его механические и химические свойства и тем ниже морозостойкость (например, для СКН-18 от —50 до —60 °С, для , СКН-40 от —26 до —28 °С). Вулканизируют СКН с помощью серы. Резины на основе СКН обладают высокой прочностью (sв = 35 МПа), хорошо сопротивляются истиранию, но по эластичности уступают резинам на основе НК, превосходят их по стойкости к старению и действию разбавленных кислот и щелочей. Резины могут работать в среде бензина, топлива, масел в интервале температур от -30 до 130 °С. Резины на основе СКН применяют для производства ремней, конвейерных лент, рукавов, маслобензостойких резиновых деталей (уплотнительные прокладки, манжеты и т. п.). 

Теплостойкие резины получают на основе каучука СКТ.

СКТ — синтетический  каучук теплостойкий, представляет собой  кремнийорганическое (полисилоксановое) соединение.

Морозостойкими  являются резины на основе каучуков, имеющих низкие температуры стеклования. Например, резины на основе СКС-10 и СКД могут работать при температуре до —60 °С; НК, СКБ, СКС-30, СКН — до —50 °С, СКТ — ниже —75 °С. 

Светоозоностойкие резины вырабатывают на основе насыщенных каучуков — фторсодержащих (СКФ), этиленпропиленовых (СКЭП), бутилкаучука.

Резины на основе фторкаучуков и этиленпропилена  стойки к действию сильных окислителей (HNOз, Н2О2 и др.), применяются для  уплотнительных изделий, диафрагм, гибких шлангов и т. д., не разрушаются при работе в атмосферных условиях в течение нескольких лет. 

Износостойкие резины получают на основе полиуретановых каучуков СКУ.

Полиуретановыв  каучуки обладают высокой прочностью, эластичностью, сопротивлением истиранию, маслобензостойкостью. В структуре каучука нет ненасыщенных связей, поэтому он стоек к кислороду и озону, его газонепроницаемость в 10—20 раз выше, чем газопроницаемость НК. Рабочие температуры резин на его основе составляют от —30 до 130°С. На основе сложных полиэфиров вырабатывают каучуки СКУ-7, СКУ-8, СКУ-50; на основе простых полиэфиров — СКУ-ПФ, СКУ-ПФЛ. Последние отличаются высокой морозостойкостью (для СКУ-ПФ — до —75 °С) и гидролитической стойкостью.  

Резину, стойкую к воздействию  гидравлических жидкостей, используют для уплотнения подвижных и неподвижных соединений гидросистем, рукавов, диафрагм, насосов; для работы в масле применяют резину на основе каучука СКН, набухание которой в жидкости не превышает 1—4 %. Для кремнийорганических жидкостей применимы неполярные резины на основе каучуков НК, СКМС-10 и др. 
 

Механические  свойства каучуков и  резин могут быть охарактеризованы комплексом свойств: 

К особенностям механических свойств каучуков и  резин следует отнести: 

1) высокоэластический  характер деформации каучуков;

2) зависимость деформаций от их скорости и продолжительности действия деформирующего усилия, что проявляется в релаксационных процессах и гистерезисных явлениях

3) зависимость  механических свойств каучуков  от их предварительной обработки,  температуры и воздействия различных немеханических факторов (света, озона, тепла и др.). 

Различают деформационно-прочностные, фрикционные и другие специфические свойства каучуков и резин. 

К основным деформационно-прочностным свойствам относятся: 

пластические  и эластические свойства, прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве, остаточное удлинение после разрыва, условные напряжения при заданном удлинении, условно-равновесный модуль, модуль эластичности, гистерезисные потери, сопротивление раздиру, твердость. 

К фрикционным свойствам резин относится износостойкость, характеризующая сопротивление резин разрушению при трении, а также коэффициент трения. 

К специфическим свойствам резин относятся, например, температура хрупкости, морозостойкость, теплостойкость, сопротивление старению. 

Очень важным свойством  резин является сопротивление старению (сохранение механических свойств) после  воздействия света, озона, тепла  и других факторов. 

Пластичностью называется способность материала легко деформироваться и сохранять форму после снятия деформирующей нагрузки. Иными словами, пластичность — это способность материала к необратимым деформациям. 

Эластичностью называется способность материала легко деформироваться и восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после снятия деформирующей нагрузки, т. е. способность к значительным обратимым деформациям. 
 
 

Резиновые изделия в автомобильной промышленности:

 

Резина и резиновые  изделия используются в различных  целях, в автомобильной промышленности.  В автомобильной промышленности, наличие резиновых видится в гидравлических систем передачи, системы уплотнения тела, систем передачи, автомобильные антивибрационные, герметиков, клеев и покрытий, уплотнительные кольца, фасонные детали, плоские уплотнения и т.д.  

 Автомобильной промышленности напрямую связано с резиновой промышленности.  Рост промышленности и значение резиновой идет рука об руку.  Это известный факт, что 75% каучука, производимых в мире используется в производстве шин.  Автомобильная промышленность доминирует в резиновой промышленности, как непосредственно, так и косвенно.  Когда мы говорим о прямом вмешательстве, мы имеем в виду оригинальные шины оборудование и многое другое эластомерных установлены на автомобиль в процессе производства, так и косвенно, то с точки зрения замены предметов, как шины, щетки стеклоочистителей, а также постоянно сокращается степени другие предметы.  Шин, подвески двигателя и щеток стеклоочистителей, как правило, сделаны из натурального каучука. Некоторые предметы, используемые в отсеке двигателя изготовлены из высокой стоимости синтетических каучуков, как, например, шланг для кондиционирования воздуха, двигатель уплотнения и т.д. 
 
 
 
 
 
 

3.Шумоизоляционные  материалы в автомобилестроении 

Шумоизоляция  автомобиля — технологический процесс, предназначенный для уменьшения степени проникновения посторонних звуков в салон автомобиля и снижения уровня шумов различного происхождения. Шумоизоляция является одним из необходимых шагов при проведении тюнинга автомобиля. Обработка автомобиля шумоизоляционными материалами так же позволяет повысить пассивную безопасность и придать антикоррозийные свойства. Комфорт - одна из главных эмоций в жизни любого человека. Производители современных автомобилей в гонке за минимальной стоимостью в условиях жёсткой конкуренции выполняют лишь минимально допустимые условия по акустическому комфорту и поэтому в последнее время тема дополнительной обработки автомобилей перед автолюбителями встаёт всё чаще и чаще. 

Главная цель —  комфорт водителя и пассажиров.

 Манипуляции, выполняемые с автомобилем с помощью шумоизоляционных материалов, можно классифицировать по следующим задачам:

1) Собственно  шумоизоляция

1.1. Снижение  уровня дорожного шума

1.2. Снижение  уровня шума от мотора

1.3. Устранение  скрипов декоративных элементов салона 

2) Улучшение  звучания акустической системы

3) Теплоизоляция  салона 

В зависимости  от этих задач проводится обработка  различных частей автомобиля и при  помощи разных материалов. 

Совокупный уровень  шума в салоне автомобиля зависит  от возраста автомобиля, его технического состояния, от динамики движения и внешних факторов. Условно источники шумов можно классифицировать на две группы, в которых выделяются

Внешние источники шума

Это шум от качения  колес, шум набегающего потока воздуха  и различные звуки извне, не имеющие отношения к движению автомобиля: крики, стуки и т.п.

Внутренние  источники шума

Это, в первую очередь, рокот двигателя и шум  трансмиссии. На втором плане - скрип  соприкасающихся друг с другом отдельных  элементов пластиковой отделки салона. 

В процессе шумоизоляции определенным образом уменьшается  воздействие тех или иных звуков различными способами, зависящими от природы  звука. 

Технология шумоизоляции автомобиля предусматривает применение в комплексе вибро- и шумопоглощающих материалов, шумоизолирующих материалов и антискрипов (уплотнителей). Грамотное применение всей гаммы покрытий обеспечит наивысшее качество акустического тюнинга и максимальный результат.