книги / Материалы кабельного производства

121

Макромолекула хлоропренового каучука имеет следующую структуру:

(—СН2—С = СН—СН2- С Н 2—С = С Н -С Н 2—)„.

Описываемый каучук получается путем полимеризации в эмуль­ сии.

Мономер (С4Н=,С1) представляет собой бесцветную, легко полимеризующуюся жидкость. Хлоропрен в зависимости от условий полимеризации образует несколько типов полимера:

а) ц - п о л и м е р , подобный по своей слабой растворимости в ряде органических растворителей и по плохой обрабатываемости на смесительных вальцах и каландре вулканизованному каучуку;

в основном а-полимера.

Хлоропреновые звенья в полимере связаны между собой в по­ ложении 4, 1, т. е. крайними метиленовыми звеньями каждой мо­

Наличие атомов хлора в макромолекуле данного каучука обеспечивает материалу стойкость к действию бензина, керосина, минеральных масел.

Наирит, как и натуральный каучук, обладает упругими свойст­ вами (имеет «нерв»). По Баррону, одним из общепринятых способов

122

измерения упругости каучука является способ удара маятника об образец с замером высоты отклонения маятника.

Вулканизаты из полихлоропренового каучука стойки против действия различных сред.

Ряд неорганических солей и кислот производит лишь неболь­ шое окисление или разрушение полихлоропреновых вулканизатов; к таким кислотам относятся: фтористоводородная, бромисто­ водородная, соляная (концентрация каждой 30% и выше), серная (50% и выше), фосфорная (85% и выше), азотная (до 9%), серни­ стая (выше 6%).

Из солей на вулканизат действуют: хлорное железо (25% и выше), хлорная ртуть (10% и выше), двухромовокислый калий и хлористое олово (10% и выше).

Окисление каучука перечисленными реагентами начинается при температуре 27° С, за исключением фосфорной (93° С) и серной (66° С) кислот, хлорного железа и хлорной ртути (38° С).

Заметно разрушают вулканизаты уже при нормальных темпе­ ратурах (разрушение или затвердевание поверхности и окисление): хромовая кислота во всех концентрациях, серная кислота (66% и выше), натрий и кальций хлорноватистокислые, газообразный хлор (100%), серный ангидрид (100%), перекись водорода (в любой концентрации).

Ряд органических соединений вызывает заметное набухание полихлоропреновых вулканизатов: амилацетат, ацетилацетон, аце­ тофенон, бензальдегид, бензол и его хлорпроизводные, бромистый метилен, бутилацетат, бутилбутират, декалин, дибутиламин, дибутилфталат,диизопропилкетон.диметиланилин, дихлорэтан, изобутилбутират, крезол, ксилол, кумол, метилолеат, метилсалицилат, монометиланилин, нитробензол, пропилацетат, сероуглерод, ски­ пидар, тетралин, толуол, трихлорэтан, хлористый ацетил, хло­ ристый бензол, хлористый метилен, хлороформ, хлорфенол, цик­ логексанон, четыреххлористый углерод, этилацетат, этилбензоат.

В некоторых органических соединениях происходит значитель­ ное набухание полихлоропреновых вулканизатов. К таким реа­ гентам относятся: акрилонитрил, анилин, ацетон, бензиловый спирт, гексен-1, дибензиловый, дибутиловый и диэтиловый эфиры, капронитрил, масляный альдегид, масляная кислота, метилциклопентан, октен-2, олеиновая, стеариновая, трихлоруксусная (10%) и уксусная (3%) кислоты, уксусная кислота (ледяная), уксусный альдегид, фенол, фреон-22, хлорацетон, циклогексан.

В кабельной промышленности в основном применяются д в е м а р к и наирита: А и К. Наирит марки А является лучшим ти­ пом наирита по своей пластичности, стабильности, технологиче­ ской обрабатываемости (на смесительных вальцах, шприц-машине, АНВ). Пластичность и механические свойства обеих марок почти идентичны.

Характеристика выпускаемых отечественной промышленностью наирнтов представлена в табл. 8-10,

123

Температура хрупкости наиритов находится в пределах от —35 до —40° С. Наирит, как и натуральный каучук, относится к типу кристаллизующихся каучуков.

В последнее время разработаны модифицированные каучуки, близкие-к наириту; их свойства даны в табл. 8-11.

Таблица 8-11

Свойства ненаполненных резин из хлоропреновых каучуков

* ВТУ НЛУ 91-57.

Хранение хлоропренового каучука в течение года снижает на 10—20% его прочность и удлинение.

Главными агентами вулканизации хлоропренового каучука служат окиси магния, цинка и свинца; окиси других металлов мало эффективны. При нагревании или при прямом воздействии солнечного света хлоропреновый каучук выделяет в незначитель­ ных количествах хлористый водород. В этом случае окись магния является нейтрализующим агентом. В качестве наполнителей ис­ пользуются каолин, мел, барит и сажи.

По газонепроницаемости хлоропреновый каучук превосходит натуральный, бутадиен-стирольный и бутадиен-нитрильный кау­ чуки, уступая лишь бутилкаучуку.

124

Хлоропреновые каучуки обладают хорошей озоно-, свето- и кислородостойкостью (рис. 8-3). Они менее морозостойки, чем на­ туральный и бутадиен-стирольный каучуки,и имеют высокий удель­

ный вес (1,25).

Температуростойкость хлоропренового каучука меньше по сравнению с натуральным. Так, например, при 100° С разрывная прочность натурального каучука составляет 60—70% от перво­ начального значения этого показателя (при 25° С), а у хлоропре­ нового каучука эта величина соответственно равна 35—40%.

Рис. 8-3. Кабели после десяти лет эксплуатации в условиях умерен­ ного климата, а — кабель в оболочке из полихлоропренового кау­ чука; б — кабель в оболочке из натурального каучука. Ясно видны трещины на оболочке из натурального каучука. Оболочка из полихдоршрежшого каучука трещин не имеет.

Характеристика наирита и смесей на его основе приведена в табл. 8-12.

Каолин и мел для хлоропреновых каучуков не являются уси­ лителями и играют лишь роль наполнителей. В частности, силикат кальция придает вулканизату очень низкую водопроницаемость, а сульфат бария — большую кислотостойкость (минеральная кислота).

Окись цинка — порошок кремового цвета — более сильный вулканизующий агент, чем окись магния. Она обеспечивает, как щелочное соединение, нейтрализацию кислоты и служит антиста­ рителем; сообщает полихлоропреновым смесям теплостойкость. Окись цинка повышает склонность смесей к скорчингу, но вместе с тем обеспечивает широкое плато вулканизации. Обычная дози­ ровка окиси цинка — 5 весовых частей на 100 весовых частей хло­ ропренового каучука.

Из окислов других металлов в производственной практике иногда применяется — в неопреновых смесях — сурик (РЬ30 4), без окиси магния, с добавлением окиси цинка для получения влагостойких смесей. Такие же результаты дает и глет (РЬО).

Окись магния—порошок белого цвета — является необходимым ингредиентом всех смесей на основе хлоропренового каучука. Одновременно она играет роль пластификатора и стабилизатора,

125

увеличивает стойкость смеси против скорчинга как при обра­ ботке, так и при хранении. Нормальная доза окиси магния — от 4 до 5% на 100 весовых частей каучука. В зависимости от приме­ няемой марки окиси магния заметно изменяется стабильность сы­ рой смеси и свойства хлоропреновых вулканизатов.

Чем мельче частицы порошка, тем более эффективна окись магния как стабилизатор и антистаритель. Наилучшие качества вулканизату придает прокаленная, особо легкая окись магния. При наличии крупных частиц в порошке диспергирование окиси магния в смеси крайне затруднительно.

Окись магния очень чувствительна к действию углекислоты и влаги воздуха, превращаясь в углекислую соль MgC03 или гидро­ окись Mg (ОН)2; оба эти вещества не способствуют стабилизации смесей. Поэтому многие фирмы, выпускающие окись магния, упа­ ковывают ее в газонепроницаемые мешки.

В отечественной и зарубежной промышленности широко при­ меняют хлоропреновые каучуки в качестве материала для за­ щитных оболочек. Так, в СССР наирит используется при изгото­ влении морских судовых, шахтных, тяжелых шланговых кабе­ лей и т. п.

126

В ряде случаев хлоропреновый каучук одновременно исполь­ зуется и для изоляции, и для защитного покрытия. Например,

типа стойки к ударам, истиранию, старению и могут длительно работать при температуре +90° С.

При эксплуатации кабелей в условиях непосредственного воз­ действия на них химически активной среды кабельные бронепокровы для предохранения их от коррозии защищаются сплош­ ным слоем из резиновой смеси на основе хлоропренового каучука.

Американский (США) хлоропреновый каучук известен под

После испытания образцов оболочки погружением ее в масло минимальная разрывная прочность и относительное удлинение должны составлять не менее 60% от их первоначальных значений.

В кабельной промышленности США используется неопрен трех марок: GN, W, WRT (табл. 8-14).

Характеристика смесей неопрена с другими каучуками и пласт­ массами дана в табл. 8-15.

Если неопрен марки GN является основной маркой из неопренов, регулируемых серой, то неопрен марки W является основной маркой неопренов, не регулируемых серой.

Неопрен марки W труднее подвергается деструкции, чем марки GN. Поэтому неопрен W требует введения в смесь большего количества мягчителей.

127

Таблица 8-14

Свойства неопренов

ю

со