Аспекты составления резиновых смесей
Андерс Г. Кристенсен, AVK GUMMI A/S
Резиновые смеси более сложны по составу, чем пластмассы и металлические сплавы. Они не стандартизированы, а составляются индивидуально. Это делает невозможным для потребителей определить наличие конкретных ингредиентов и поэтому всё внимание должно быть направлено на свойства, необходимые для фактического применения.
Любая резиновая смесь в основном состоит из полимера, наполнителя, пластификатора и отвердителя. Кроме того могут быть применены защитные добавки, технологические добавки и другие функциональные компоненты. Полимер, в зависимости от своего химического состава, обеспечивает основные характеристики резины.
В данном примере мы рассмотрим EPDM. Три мономера могут комбинироваться в цепочки разной длины, боковые ветви, в разном соотношении и последовательности. Все эти параметры имеют решающее значение для таких характеристик, как прочность, остаточная деформация и т. п.
Выбрав полимер, самое время посмотреть на наполнители. Наиболее важным из них является технический углерод, который обеспечивает дополнительную прочность, регулирует фрикционные свойства, эластичность, тепловые и проводящие свойства. В зависимости от структуры, технический углерод может значительно изменять свойства смеси.
В дополнение к техническому углероду существует ряд “белых наполнителей”. Например: кремнезем, мел и каолин. В целом эти наполнители обеспечивают меньшую жёсткость, и большинство из них оказывают неблагоприятное влияние на химическую стойкость.
Теперь пришло время выбрать пластификаторы. Они регулируют твердость и действуют как гомогенизаторы. Для EPDM существует ряд пластификаторов, из которых наиболее распространенным является минеральное масло.
Наконец, пришло время взглянуть на отвердители. В основном для EPDM актуальны два из них: сера и пероксид. При использовании серы смесь будет быстро затвердевать, а пероксид обеспечит эластичность, наименьший привкус и запах, а также лучшую температурную стабильность. С другой стороны, следует помнить, что требуется дополнительный этап процесса: последующее затвердевание. Это делается для того, чтобы удалить продукты разложения, которые в противном случае будут вызывать неприятный запах и привкус.
AVK GUMMI по собственной инициативе получен типовой сертификат соответствия на все наши резиновые смеси, подтверждающие, что мы используем только материалы, которые соответствуют требованиям регламентов REACH и RoHS и не содержат производных от животных, озоноразрушающих веществ, опасных материалов, вредныех бисфенолов и фталатов. Также наша продукция производится в соответствии с директивой En 1935/2004, которая включает в себя Надлежащую Производственную Практику (GMP) и возможность полного контроля.
Как уже сказано выше, могут быть добавлены другие функциональные ингредиенты. Технологические добавки не только обеспечивают более легкую расформовку и лучшее качество литья, но также изменяют поверхность резинового изделия, улучшают фрикционные свойства, очищающую способность и внешний вид. Однако, в частности, при применении в системах с питьевой водой, технологические добавки могут способствовать колонизации резиновой поверхности микроорганизмами, что в свою очередь приведёт к возникновении биопленки.
Защитные добавки главным образом используются для того, чтобы предотвратить разрыв полимерной основы, молекулярная цепь которой состоит из двойных связей, как в NBR (бутадиен-нитрильный каучук). Они не используются в EPDM так как полимер итак хорошо защищен. Защитные добавки можно разделить на антиозонанты и антиоксиданты. Они варьируются от простых восков до очень сложных органических молекул.
Как и при любом другом использовании химических веществ, необходимо уделять пристальное внимание не только функциональности, но и, конечно же, влиянию на здоровье и окружающую среду. Большое количество химикатов используемых в резинотехнических изделиях, таких как автошины, шланги и ремни в автомобильной промышленности, вызвало бы значительные проблемы при применении в пищевой промышленности, здравоохранении и в системах с питьевой водой.
Именно поэтому регулирующими надзорными органами выпущены положительные и негативные перечни, а также программы одобрения.
