УДК: 691.16:541.6

ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЙКОСТИ РЕЗИНОВОЙ КРОШКИ К НАБУХАНИЮ В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ

THE RESEARCH OF ENDURANCE OF RUBBER CHIPPING TO SOAKING IN DIFFERENT CIRCUMSTANCES

Ачкасов М.А., Немахов И.В., Гончарова М.А. ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет»

Аннотация

Необходимость уменьшения количества отходов резиновой промышленности и проблемы вторичного использования сырья диктуют приоритетные направления работ в области производства полимерного материаловедения. Цель работы являлась изучение стойкости резиновой крошки, используемой в качестве модификатора асфальтобетона, к набуханию в различных жидкостях.

Ключевые слова: резиновая крошка, битум, каучуки.

The necessity of reducing the number of wastes of the rubber industry and the problems of secondary use of raw dictate foreground ways of work in the sphere of production of polymeric materials science. The aim of the paper work was to examine endurance of rubber chipping used as the modifier of asphalt to soaking in different fluids.

Keywords: rubber chipping, asphalt, caoutchouc.

Изучение стойкости резин к набуханию в различных жидкостях имеет большое значение при использовании резиновой крошки в дорожном строительстве. Если каучук не связан с битумом химически, то в процессе эксплуатации дорожного полотна, резиновая крошка при взаимодействии с водой постепенно набухает и разуплотняет асфальт, что приводит к разрушению дорожного покрытия. С другой стороны, высокая стойкость резины к набуханию в ароматических углеводородах усложняет процесс модификации битума.

Помимо этого, в процессе набухания изменяются свойства резин, что также влияет на характеристики асфальтобетона. Связано это, прежде всего, с ослаблением межмолекулярных связей резин в процессе распространения молекул жидкости в межмолекулярном пространстве эластомера. В результате, разуплотненная резиновая крошка быстрее стареет. Причиной этому служит, в первую очередь, интенсификация окисления молекул эластомера молекулами кислорода.

Кроме того, меняется состав используемой резины в результате вымывания жидкостью пластификаторов и растворимых составляющих.

В отличие от невулканизированного каучука, резины имеют сшитую пространственную сетку и лишь ограниченно набухают в жидкостях, в то время как каучук может полностью раствориться. При ограниченном набухании имеются предельные значения объема и массы, при достижении которых диффузия полимера практически прекращается. При неограниченном же набухании какие-либо пределы отсутствуют, а диффузия со временем переходит в растворение. [1]

На характер набухания влияют следующие факторы: температура, при которой происходит диффузия, вязкость диффундирующей жидкости, количество используемого в резине каучука и его растворимость, состав и степень вулканизации резины.

В России легковые, грузовые и шины для сельскохозяйственной техники изготавливается в основном из резин на следующих полимерах: полиизопреновые (СКИ-3, СКИ-5, СКДИ (DV 1540%), СКИ-3,4), полибутадиеновые (СКД, СКД Н Д) и бутадиен-стирольные (СК(М)С30АРК, СК(М)С30АРКМ 15(27), ДССК (1,2 звеньев 25-60, стирола 20-25)) каучуки. В первую очередь, мы будем рассматривать стойкость и изменение свойств при набухании именно этих каучуков, так как российский рынок резиновой крошки в основном состоит из них. [2]

Синтетические полиизопреновые каучуки в большей степени растворяются в алифатических, алициклических и ароматических углеводородах, в меньшей - в высших кетонах и сложных эфирах. Вулканизаты их смесей стойки к действию ацетона, воды, этилового спирта и не стойки к действию ряда кислот (азотной, соляной, муравьиной, олеиновой), щелочей, минеральных масел.

Полибутадиеновые каучуки не растворяются в полярных растворителях (кетонах, этилибутилацетате, спирте, воде и др.), проявляя в них ограниченное набухание. Растворяются в бензоле, нестойки к действию минеральных масел и бензина.

Бутадиен-стирольные каучуки стойки к воздействию концентрированных и разбавленных кислот и щелочей, спиртов, кетонов и эфиров. Они набухают в бензине, бензоле, толуоле, тетрахлориде углерода и других подобных растворителях, а также в минеральных, растительных и животных маслах и жирах. [3]

Повышение температуры уменьшает стойкость резин к набуханию. Также на процесс набухания влияют поля различной природы: электромагнитные, акустические и т.д.

Ингредиенты резиновых смесей существенно влияют на стойкость резин к набуханию. Так, например, увеличение концентрации техуглерода повышает стойкость резин к набуханию, пластификаторов же -уменьшает. Введением ультраускорителей, казеина, столярного клея также увеличивают стойкость к набуханию. Повышенное содержание ароматических веществ приводит к уменьшению стойкости набухания резин.

При применении резиновой крошки из отходов шин в дорожном строительстве следует учитывать не только физические характеристики резины и фракционный состав, но также необходимо обратить большое внимание на химические свойства, такие, например, как стойкость к набуханию и растворению в различных средах. Низкая стойкость резинового компонента к набуханию в водной среде может привести к уменьшению долговечности асфальтобетона, с другой стороны, повышенная стойкость резиновой крошки к смолам и маслам, содержащимся в битуме, может привести к затруднению совмещения молекул резин с асфальтенами, что приведет к уменьшению качества резинобитума.

резиновая крошка модификатор асфальтобетон

Список литературы

1. Марк Дж., Эрман Б., Эйрич Ф. (ред.) Каучук и резина. Наука и технология. Монография / Пер. с англ.: Научное издание. -- Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2011. -- 768 с.

2. Пичугина А.М.Перспективные направления развития ассортимента синтетических каучуков для шинной промышленности. Резиновая промышленность. Сырьё, материалы, технологии: Доклады XIII международной научно-практической конференции. М.: ООО “Научнотехнический центр “НИИШП”, 2007.

3. Резниченко, C.B. Большой справочник резинщика. Том 1. Каучуки и ингредиенты / C.B. Резниченко, Ю.Л. Морозов М.: ООО «Издательский центр «Техинформ» МАИ», 2012. - 744 с.