ГОСТ 14924-2019 Каучуки синтетические цис-бутадиеновые. Технические условия.

Бутадиеновый каучук.

Каучук – это природный или искусственный высокомолекулярный материал (полимер с двойными связями в макромолекулах).

Бутадиеновый каучук – это синтетический каучук, получаемый путем полимеризации 1,3-бутадиена в растворе органического соединения. Наряду с синтетическим широкое применение нашел натуральный каучук (вещество, получаемое коагуляцией латекса каучуконосных растений).

Бутадиеновый каучук впервые получен в 1932 году под руководством русского и советского ученого-химика, академика АН СССР Лебедева С. В. Он считается основоположником промышленного способа получения синтетического каучука.

По состоянию на 2020 год насчитывалось около 30 видов различных типов синтетического каучука, причем каждый вид имеет несколько марок (всего – более 220).

Свойства полимеров.

Каучук обладает рядом физических и химических свойств, которые используются при его переработке в различные изделия.

В первую очередь к ним относятся упругость и гибкость, высокая износостойкость, химическая устойчивость, температурная стабильность.

Высокая эластичность позволяет изделию вытягиваться, сжиматься, скручиваться, а затем восстанавливать первоначальную форму.

Низкая плотность и отсутствие реакции с водой обеспечивают использование каучуков в условиях повышенной влажности.

Изменения химического состава синтетического каучука делают его невосприимчивым к воздействию низких и высоких температур, озону, кислороду и др. агрессивным окружающим средам.

Применение каучука в народном хозяйстве.

Каучук занял достойное место в нише материалов для изготовления изделий, к которым предъявляются специфические требования.

Благодаря своим уникальным свойствам каучук широко применяется в различных отраслях народного хозяйства:

• Электронике – изоляционные материалы, матрицы;
• Строительстве – лаки, покрытия, уплотнители;
• Медицине – медицинские пластыри, имплантаты, суставы;
• Машиностроении – шланги, сальники, автомобильные покрышки;
• Космонавтике – твердое ракетное топливо;
• Легкой промышленности – одежда, обувь, перчатки.

Особенно широкое применение бутадиеновые каучуки нашли в производстве РТИ, в частности шинной промышленности. В России крупнейшими производителями шин считаются ЗАО «Воронежский шинный завод» (специализируется на производстве автомобильных шин), АО «Ярославский шинный завод», АО «Омскшина», ООО «Континентал Калуга» (выпускает зимние и летние шины брендов Continental, Gislaved, Matador).

К качеству каучуков предъявляются определенные требования. Их перечень и содержание закреплены рядом руководящих документов, одним из которых является ГОСТ 14924-2019.

Определение качества каучуков.

Действие ГОСТ 14924-2019 распространяется на синтетические цис-бутадиеновые каучуки СКД, СКД-Н, СКД-НД.

Вышеназванные каучуки должны соответствовать требованиям, изложенным в табл. 1, 2 и 3.

Таблица 1. Для каучука СКД.

К каучукам СКДН предъявляются свойственные только ему требования (см. табл. 2).

Таблица 2.

Более жесткие требования предъявляются к каучукам СКД-НД (см. табл. 3).

Таблица 3.

Помимо требований стандарт определяет место и содержание маркировки изготовленного каучука, требования к его упаковке при транспортировке, а так же рекомендательные меры по безопасности и охране окружающей среды. Отдельные разделы ГОСТ посвящены правилам приемки каучука и методам его испытаний.

Испытания каучука.

Отбор проб производится согласно требованиям ГОСТ 27109-86 (вес пробы от 600 до 1500 г, количество – от 4 до 10). Далее, следуя требованиям этого же стандарта, образец подготавливается к испытанию.

Перед испытаниями образец выдерживается не менее 24 часов при температуре 23 ± 2 °С.

Определение вязкости по Муни (п. 7.3) производится следующим образом.

Подготавливаются материалы и аппаратура для испытания:

• Вискозиметр ротационный типа Муни – для визуальной оценки вязкости;
• Весы лабораторные по ГОСТ 53228-2008 – для взвешивания образца;
• Нож цилиндрический – для вырубки образцов;
• Пресс (пневматический или ручной) – для вырубки образцов;
• Секундомер – для замера времени прогрева образца и общего времени испытания;
• Толщиномер по ГОСТ 11358-89 – для замера толщины пробы для изготовления образца.

Процесс испытания заключается в определении вязкости на вискозиметре, находящегося на большом роторе (испытательной машине). При этом температура испытания образца должна быть 100,0 ± 0,5 °С, время испытания – четыре минуты с момента начала вращения ротора.

Результатом принято считать значение вязкости, полученное при одном ее определении.

Массовая доля летучих веществ (п. 7.4) определяется методом термостатирования.

Из материалов и аппаратуры для проведения испытания потребуются:

• Вальцы смесительные по ГОСТ 27109-86 – для гомогенизации каучука при его трехкратном пропускании между валами с зазором 0,25-0,40 мм при температуре поверхности валков 25 ± 5 °С;
• Толщиномер по ГОСТ 11358-89 – для замера толщины пробы;
• Пластины свинцовые по ГОСТ 3778-98 – для регулировки зазора между валками;
• Термометр 20-300 °С с разрешающей способностью 1 °С – для замера температуры при испытании;
• Термостат обеспечивающий поддержание температуры 100 ± 5 °С – для постоянного нагревания образца;
• Часы механические по ГОСТ 3145-84 – для фиксирования времени испытания;
• Эксикатор 2-140 или 2-190 по ГОСТ 25336-82 – для охлаждения образца после его нагрева;
• Кальций хлористый технический – для заправки эксикатора.

Проведение испытания. Лист подготовленного каучука массой 10,0 ± 0,1 г разрезают на кусочки объемом ≈ 25 мм³ и помещают их в тарелочки из алюминиевой фольги. Взвешивают. После этого образец помещают в термостат и выдерживают в нем при температуре 100 ± 5 °С в течение двух часов. Затем образец быстро охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Далее, используя специальные математические формулы, высчитывают массовую долю летучих веществ.

Кроме определения массовой доли летучих веществ дополнительно проводятся испытания с целью определения массовой доли антиоксидантов агидола-2, CAS № 119-47-1, АО-300; меди и железа; золы.

Определение вулканизационных характеристик (п. 7.9).

Оборудование для испытания аналогично ранее перечисленному, а рецептура резиновой смеси подбирается по таблице 4:

Таблица 4.

Испытания проводят на безроторном вулкаметре типа MDR-2000 с выполнением следующих условий:

• Образцы выдерживаются от 2 до 24 часов при 23 ± 2 °С;
• Частота колебаний 1,7 ± 1 Гц (100 циклов/мин);
• Амплитуда колебаний 0,50° ± 0,03°;
• Время испытания 30 мин;
• Температура испытания 160 ± 0,3 °С.

Результатом испытания считается значение вулканизационных характеристик одного образца.

В этом же цикле испытаний проводится определение упругопрочностных свойств резин при растяжении (условного напряжения при 300 %-ном удлинении и относительного удлинения при разрыве) и определение механических включений полимера.

В заключение стандартом определены требования по транспортированию и хранению каучуков.