1 сент. 2012 г.

Силиконовое наступление на отечественную индустрию

Впервые синтезированные в 1947 году К.Андриановым силиконовые полимеры лишь к 80-м годам прошлого столетия стали общедоступным конструкционным материалом, а к 90-м годам - стали, наконец, широко применяться и в России. Мы не станем углубляться в причины столь долгого срока, отделявшего момент прорывного открытия от часа, когда каждый смог воспользоваться этим исключительным материалом. Мы рассмотрим лишь основные факторы, делающие силиконовые резины незаменимыми в современной жизни.

СИЛИКОНЫ - ЧТО ЭТО?

Силиконы - это  высокомолекулярные кремнийорганические соединения. Силиконовые полимеры имеют строение в виде основной кремний-кислородной цепи с боковыми органическими группами - метильными, этильными, винильными и т.д., которые присоединены к атомам кремния. Варьируя длину основной цепи, тип и количество боковых групп и перекрёстные связи, синтезируют силиконовые каучуки с определенным комплексом свойств.
Силиконовые резины получают вулканизацией смесей содержащих каучуки, наполнители - различные виды оксида кремния, технологические добавки и другие ингредиенты.
В процессе вулканизации силиконового каучука, содержащего наполнители (различные виды диоксида кремния), технологические добавки и другие ингредиенты, получаются силиконовые резины с различным комплексом зачастую уникальных свойств. Вулканизующими агентами в подавляющем большинстве случаев являются органические пероксиды.

СВОЙСТВА СИЛИКОНОВЫХ РЕЗИН

Устойчивость к экстремальным температурам

Силиконовая резина длительное время может эксплуатироваться при температурах от -50°С до +180°С. При использовании специальных добавок температуру эксплуатации можно повысить до +200 ÷ +250°С. Кроме того, разработаны термостойкие типы силиконовых резин, работоспособные при температуре до +300°С, а для эксплуатации при низких температурах - морозостойкие, которые могут применяться при температурах до -100°С.

Табл.1 Долговечность силиконовых резин при постоянном термическом воздействии

Долговечность силиконовых резин
Температура (°С)Долговечность
-50 ÷ +100неограниченно
+12010÷20 лет
+1505÷10 лет
+2002÷5 лет
+2603 месяца÷2 года
+3101 неделя÷2 месяца
+3706 часов÷1 неделя
+42010 минут÷2 часа
+4802÷10 минут


Независимость свойств от температуры

Большинство свойств силиконовых резин - таких как прочность, эластичность, упругость, сохранение формы, жёсткость, твердость и предельное удлинение - зависят от температуры в меньшей степени, чем у традиционных резин. Благодаря этому силиконы имеют более широкий температурный диапазон эксплуатации.

Химическая стойкость

Силиконовые резины устойчивы к растворам солей, кипящей воде, спиртам, фенолам, различным минеральным маслам, слабым кислотам и щелочам, а также к перекиси водорода.

Физиологическая инертность

Силиконы физиологически инертны, что позволяет использовать детали из него в медицинской промышленности, в том числе внутри человеческого организма в качестве протезов различных типов.

Устойчивость к атмосферным воздействиям

Свойства силиконовых резин не изменяются под воздействием света, кислорода воздуха, атмосферных осадков, морской воды в нормальных температурных диапазонах. Силиконы устойчивы также к озону.

Антиадгезионные свойства

Силиконовые резины обладает малой адгезией к большинству других материалов. В тоже время из-за низких адгезионных свойств силиконовая резина плохо совмещается с другими материалами.

ПРИМЕНЕНИЕ СИЛИКОНОВЫХ РЕЗИН

Приведенные выше свойства обусловили возможности применения силиконов. Широко распространены кольца, манжеты и пластины, шнуры, трубки и разнообразные профили из силиконовых резин, которые вытесняют традиционные резины из наиболее ответственного участков.
Особую роль силиконовая резина играет в авиастроении, т.к. здесь требуется исключительная работоспособность одновременно при высоких и при низких температурах. Поэтому силиконам здесь отдаётся предпочтение при изготовлении уплотнителей и изоляции.
В электротехнике силиконы используют как изоляционный материал, особенно эффективный при высоких температурах, а также в случаях, которые связаны с воздействием влаги и озона. Это покрытия кабелей, изоляционные трубы, ленты из стеклотканей и т.д.
Специальные токопроводящие силиконовые резины используются для изготовления специальных кабелей в автомобилестроении, различных электродов в медицинской промышленности а также для клавишных переключателей в электронных усилителях, использующих изменение сопротивления от давления.
В машиностроении силиконовая резина часто применяется как материал для изготовления различных уплотнительных деталей.
Кроме того, из силиконов изготавливаются теплостойкие уплотнители для печей различного назначения.
Для конвейеров передающих горячие или липкие изделия разработаны транспортерные ленты с силиконовым покрытием. Такие ленты, в основном, используются в хлебопекарных и кондитерских производствах. В этой же отрасли все шире применяются т.н. мягкие противни - стеклоткани покрытые пищевым силиконом.
Новой областью использования силиконов стало изготовление покрытий для валов и роликов, применяемых для подачи изделий и полуфабрикатов имеющих высокую температуру, например для горячих заготовок листового стекла.
Физиологические свойства силиконовых резин используются в медицине и пищевой промышленности. В медицине нашли применение дренажные трубки, катетеры и зонды из силиконовой резины. Огромным преимуществом силиконов является возможность высокотемпературной стерилизации.
Из вышеприведенной информации видно, что силиконовые резины имеют широчайшие области применения практически во всех индустриальных отраслях. Растет и разнообразие типов силиконов - появляются, в частности, резины с повышенной маслостойкостью, что позволит в самое ближайшее время расширить спектр предлагаемых продуктов. Перспективным материалом могут стать силиконовые резины получаемые способом холодной вулканизации, что позволяет отказаться от нагрева при получении резины. Но это все уже тема для следующих статей.

28 июл. 2012 г.

Резиновая защита от высокого напряжения или несколько строк о диэлектрических коврах

Коврик диэлектрический
Для обеспечения электричеством жилых домов, промышленных и коммерческих объектов в постоянной эксплуатации находятся тысячи объектов электроэнергетики. При этом их работники вынуждены работать с электротоками низких и высоких напряжений. Без применения соответствующей защиты рабочего места рабочие рискуют получить поражение электрическим током при выполнении своих повседневных обязанностей. Одним из элементов такой защиты являются диэлектрические ковры.
Известно, что традиционные типы резин относятся к классу диэлектрических материалов. Для обеспечения высокой надежности и стабильности эксплуатационных показателей изоляционных материалов необходимо было выделить главные характеристики, влияющие на уровень сопротивления, такие как: толщина полотна резины, тип каучука и виды ингредиентов, составляющие резиновую смесь. В процессе совершенствования таких характеристик был создан отдельный класс специальных напольных защитных материаловдиэлектрические резиновые ковры.
Диэлектрические резиновые ковры являются электроизоляционными материалами для покрытия полов в трансформаторных и электрических подстанциях, энергетических установках, в электрощитовых, производственных и других закрытых помещениях. Диэлектрические ковры призваны обеспечить защиту персонала и оборудования от возможного негативного воздействия электрического тока.
Современный диэлектрический ковёр представляет собой полотно электроизоляционной резины, которое изготавливается путем высокотемпературной вулканизации на барабанных установках непрерывного действия из каландрованных заготовок резиновых смесей, химический состав которых подобран исходя из требований изоляции.
Высокие показатели выдерживаемого пробивного напряжения для современных  диэлектрических резиновых ковров – до 50 кВ – достигаются за счет применения рецептур на основе неполярных синтетических каучуков. Предпочтительно, чтобы из состава таких резиновых смесей, идущих на изготовление диэлектрических ковров, были исключены ингредиенты проводящие электричество, такие как технические углероды (сажи) и графиты, а также добавлены материалы, повышающие электрическое сопротивление. Бессажевые резины видны даже невооруженным глазом – их цвет отличен от черного, характерного для резин, наполненных сажами. При этом не стоит думать, что не может быть диэлектрических ковров из резин наполненных техническими углеродами. Показатели выдерживаемого пробивного напряжения для резиновых ковров доводятся до регламентных за счет увеличения толщины полотна.
Поверхность полотна диэлектрического ковра в большинстве случаев имеет продольное рифление, что, увеличивая коэффициент трения, снижает возможность проскальзывания обуви на покрытии. Реже поверхность ковра делают гладкой, если это является одним из требований эксплуатации.
Важнейшей стадией производства современных диэлектрических резиновых ковров в соответствии с евростандартом IEC 61111:2002  является сплошной измерительный контроль пробивного напряжения для каждого метра покрытия.
В соответствии с требованиями стандарта IEC 61111:2002  диэлектрические ковры имеют  прочную и стойкую к истиранию маркировку, наносимую непосредственно в процессе вулканизации, что позволяет клиенту иметь точную информацию об изделии на протяжении всего периода эксплуатации.
Такую технологию и систему контроля используют ведущие европейские производители, в т.ч. словацкая компания Boguma s.r.o., продукцию которой представляет на российском рынке НТЦ «Резина».
Использование защитных электроизоляционных покрытий, отвечающих вышеперечисленным критериям выбора, позволяет значительно снизить вероятность неприятностей, даже при работе с электрическими токами высоких напряжений.

7 февр. 2012 г.

Фторсиликоны - лучшие в своем классе материалы

Долгое время фторсиликоны (фторсилоксан, fluorosilicone rubber, fluorosiloxane elastomer, FVMQ) считались очень специфическими материалами для достаточно узкого круга применения, но сейчас уже не вызывает сомнения, что на рынке резинотехнических материалов набирает обороты новый класс тепло- и химстойких резин, из которых можно изготавливать уплотнительные РТИ для инновационной техники самого разнообразного назначения.

Фторсиликоны (#фторсилоксан, #fluorosilicone rubber, #fluorosiloxane elastomer, #FVMQ) - это кремнийорганические полимеры, которые наряду с диметил-, метилвинилсилоксановыми содержат метилтрифторпропильные звенья. В результате этого материал помимо свойств, характерных для кремнийорганических полимеров - стойкость к высоким температурам, окислению и солнечной радиации, устойчивость к растворам кислот и щелочей, хорошим электроизоляционным свойствам и многим другим, приобретает еще маслостойкость и стойкость к агрессивным средам - свойства, характерные для фторсодержащих полимеров, таких как #Viton и #СКФ. При этом морозостойкость фторсиликонов, в отличие от фторкаучуков, достигает минус 60ºС.

#Фторсиликоны могут перерабатываться практически на всех видах оборудования, используемого для переработки резиновых смесей на основе органических каучуков - вальцах, вулканизационных прессах, экструзионных и других установках. Это позволяет, не меняя технологию производства, изготавливать изделия, имеющие абсолютно те же габариты и конфигурацию, но обладающие исключительными эксплуатационными характеристиками.

Изделия из фторсиликонов, в отличие от традиционных #РТИ, обладают следующими свойствами:

  • низкий уровень остаточной деформации после сжатия, как на воздухе, так и при воздействии агрессивных сред, в том числе и при экстремальных для обычных резин температурах (сохранение эластичности изделия);
  • высокие тепло- и морозостойкость (полное сохранение работоспособности при температурах от -60ºС до +170ºС, кратковременно до +230ºС);
  • устойчивость к различным агрессивным средам (большинство сред, используемых в промышленности);
  • очень высокая стойкость к воздействию озона и солнечной радиации (намного лучше резин на основе органических каучуков);
  • превосходные электроизоляционные свойства, в том числе в агрессивных средах..
Такими изделиями могут быть кольца, манжеты, уплотнительные профили, технические пластины и другие детали, которым необходима способность работы в средах нефтяных топлив, минеральных, растительных и животных масел, растворов щелочей и кислот, совместно с высокой температурой.

Но не следует считать, что фторсиликоны имеют высокую агрессивостойкость к абсолютно всем средам. Так, например, стойкость к ацетону и кетонам у них довольно низкая, то же относится к действию аминов и альдегидов. Но по совокупности своих свойств фторсиликоны все равно намного превосходят материалы на основе традиционных каучуков.

Наиболее существенным ограничением широкому внедрению изделий из фторсиликонов в промышленность является их высокая стоимость, однако при экономической оценке следует учитывать функциональные возможности эксплуатации и ресурс работы РТИ из фторсиликонов. Так ресурс некоторых уплотнительных профилей при использовании фторсиликонов увеличился в 4-5 раз по сравнению с аналогичными изделиями из резин на основе органических каучуков.

Одной из компаний, показавших достоинства фторсиликонов массовому потребителю, является НТЦ «Резина» - компания с многолетним опытом разработки резин специального применения и изготовления из них высококачественных изделий для самых разных областей промышленности.

К сожалению, на волне «моды» на силиконы, вообще, и на фторсиликоны, в частности, многие пытаются внедрить их в узлы, в которых работа изделий из фторсиликона не будет оптимальным выбором, в результате чего появляется необоснованное недоверие к этому материалу.

Специалисты нашей компании всегда готовы проконсультировать по возможности применения фторсиликона для производства тех или иных деталей, разработать резиновые смеси под требования заказчиков на основе любых типов эластомеров и изготовить высококачественные изделия для самых различных узлов и агрегатов.

Мы всегда готовы к сотрудничеству!

"Полимерные материалы", сентябрь 2010