Исследование изменения свойств уплотнительных резин в условиях воздействия углеводородной среды и температурного режима

Повышение надежности и долговечности уплотнительных устройств техники, эксплуатирующихся в условиях холодного климата, главным образом зависит от качества уплотнительного материала. Благодаря высокой эластичности, проявляющейся в широком температурном интервале, хорошей амортизационной способности и другим важным свойствам резины являются самыми распространенными материалами для уплотнительных устройств. Как правило, резиновые уплотнения работают в контакте с рабочими средами углеводородного происхождения, что приводит к резкому изменению их состава и свойств. В связи с этим целью работы являлось исследование совместного действия углеводородных сред и температур окружающей среды на свойства бутадиен-нитрильных резин. Образцы серийно выпускаемой резины марки 98-1 и резины РП-5, полученной по патенту РФ № 2719809, выдерживали в углеводородных средах (индустриальном гидравлическом масле марки И-20А и всесезонном универсальном полусинтетическом моторном масле Gazpromneft Diesel Premium 10W-40), где основным фактором являлась температура окружающей среды, и определяли их стойкость к углеводородным средам по изменению характерных показателей. Экспозицию образцов проводили в январе 2022 г. при следующих условиях: под постоянным влиянием температуры окружающей среды на климатическом полигоне, расположенном в г. Якутск; в помещении при температуре 20–23 °С и при циклическом изменении температуры с целью имитации эксплуатации уплотнений в узлах техники, эксплуатируемой на Крайнем Севере в условиях гаражного хранения. Установлено, что при комнатной температуре и в условиях циклического изменения температуры происходят наибольшие изменения характеристических показателей. Это связано с интенсивным протеканием диффузионных процессов при контакте резин с углеводородными средами. При натурной экспозиции под действием низких температур изменение свойств минимальны. По сравнению с серийно выпускаемой резиной 98-1 резина РП-5 проявила более высокий уровень сохранения основных показателей.

1. Бузник В.М., Василевич Н.И. Материалы для освоения арктических территорий – вызовы и решения // Лаборатория и производство. 2020. № 1 (11). С. 98–107.

2. Бузник В.М., Каблов Е.Н. Состояние и перспективы арктического материаловедения // Вестник Российской академии наук. 2017. № 9 (87). С. 827–839.

3. Каблов Е.Н., Старцев В.О. Системный анализ влияния климата на механические свойства полимерных композиционных материалов по данным отечественных и зарубежных источников (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2018. № 2(51). С. 47–58.

4. Корнев А.Е., Буканов А.М., Шевердяев О.Н. Технология эластомерных материалов. Учебник для вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: НППА «Истек», 2009. 504 с.

5. Шадринов Н.В., Борисова А.А., Халдеева А.Р., Павлова В.В., Антоев К.П., Соколова М.Д. Маслобензостойкая морозостойкая резиновая смесь с повышенной термостойкостью. Патент РФ 2719809, бюл. № 12 от 23.04.2020.

6. Shadrinov N.V., Borisova A.A. Thermophysical and Dynamic Properties of Nitrile Butadiene Rubber Filled with Ultra-High Molecular Weight Polyethylene // Inorganic Materials. Applied Research. 2021. Vol. 12. P. 1112– 1119. https://doi.org/10.1134/S2075113321040389

7. Вольфсон C.И., Охотина Н.А., Нигматуллина А.И., Сабиров Р.К. Исследование упруго-гистерезисных характеристик динамических термоэластопластов // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15, № 11 С. 100–101.

8. Заикин А.Е., Бобров Г.Б. Влияние содержания акрилонитрила в бутадиен-нитрильном каучуке на свойства динамических термоэластопластов на его основе // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, № 16. С. 105–109.

9. Зуев Ю.С. Разрушение полимеров под действием агрессивных сред. М.: Химия, 1972. 232 с.

10. Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов. М.: Химия, 1974. 270 с.

11. Федорова А.Ф. Влияние низких температур и нефтяной среды на свойства морозостойких уплотнительных резин: дис. ... канд. техн. наук. Якутск, 2003. 169 с.

12. Петрова Н.Н., Попова А.Ф., Федотова Е.С. Исследование влияния низких температур и углеводородных сред на свойства резин на основе пропиленоксидного и бутадиеннитрильного каучуков // Каучук и резина. 2002. № 3. С. 6–9.

13. Khalaf A.I., Yehia Abbas., Ismail M.N. et al. High performance oil resistant rubber // Kaut gummi kuns rubberpoint. 2013. Vol. 66, No. 9. Р. 28–32.

14. Zielinska M., Seyger R., Dierrkes W.K. et al. Swelling of EPDM rubbers for oil-well applications as influenced by medium composition and temperature. Part I. Literature and theoretical background // Elastomery. 2016. Vol. 20, No. 2. P. 6–17.

15. Fedorova A.F., Davydova M.L., Sokolova M.D., Pavlova V.V. Influence of phenolic antioxidants on strength of butadiene-nitrile rubbers during natural exposure // Polymer Science, Series D. 2021. Vol. 14, No. 2. Р. 312–317.

16. Резниченко С.В., Морозов Ю.Л. Большой справочник резинщика. Ч. 2. Резины и резинотехнические изделия. М.: ООО «Издательский центр «Техинформ» МАИ», 2012. 648 с.