Каркасные и брекерные резины
Каркасные и брекерные резины должны обладать высокой выносливостью к многократным деформациям и низкими гистерезисными потерями, сохранять свои свойства при высоких температурах, т. е. иметь большую температуростойкость, высокое сопротивление тепловому старению, значительную прочность связи с кордом и высокую прочность связи между слоями. Кроме этих общих требований к каркасным и брекерным резинам, к последним еще предъявляется дополнительное условие – большая теплопроводность, чтобы отводить тепло, выделяющееся в каркасе и у основания протектора.
Для шин Р брекерные резины должны иметь высокий модуль по сравнению с каркасными резинами, т. е. они должны быть более жесткими и стойкими к деформациям. Благодаря высокому модулю уменьшается амплитуда деформации сдвига наружных слоев каркаса и брекера.
Кроме того, от брекера требуется большая прочность связи с протектором и каркасом. Указанным условиям удовлетворяют резины на основе каучука СКИ-3 или СКИ-3-01, обеспечивающего высокую когезионную прочность резиновым смесям. Для повышения когезионной прочности резиновой смеси на основе СКИ-3 в ее состав вводятся ПЭНД, нитрозан К.
В каркасных и брекерных резинах в зависимости от типа и размера шин возможно использование комбинаций каучуков
СКИ-3 + СКД, в основном для брекерных резин шин высокой грузоподъемности и шин Р; для каркасных и брекерных резин в морозостойком исполнении. Эта комбинация каучуков способствует улучшению усталостных свойств, а гистерезисные потери имеют значение на уровне резин на основе СКИ-3. Кроме того, эта комбинация каучуков улучшает динамическую выносливость резинокордных систем.
В каркасных резинах для малых грузовых шин диагональной конструкции можно применять комбинации СКИ-3 с БСК, т. к. к ним предъявляются невысокие требования по упругогистерезисным свойствам.
Для КГШ в каркасе используется комбинация НК + СКИ-3 в соотношении 35 : 65 или 100%-ный СКИ-3; в брекере – в соотношении 70 : 30.
В качестве эластомерной добавки в каркасные резиновые смеси может вводиться регенерат или диспор (тонко измельченная резиновая крошка) из старых изношенных резин. Введение их до 10 мас. ч. способствует повышению пластичности резиновой смеси и теплостойкости ее вулканизатов.
В качестве вулканизующей группы применяется комбинация сера и сульфенамид Ц или комбинация сульфенамида Ц с альтаксом для повышения скорости вулканизации в главном периоде. Возможно использование полимерной серы, которая не мигрирует на поверхность резиновой смеси, и тем самым повышаются ее конфекционные свойства, что дает возможность устранить освежение слоев каркаса бензином при сборке покрышки. В качестве активаторов применяются ZnO + стеариновая кислота.
В брекере для повышения модуля брекерных резин содержание серы в них завышено по сравнению с каркасными. Кроме того, увеличение содержания серы в резинах для металлокордного брекера повышает прочность связи резины с латунированным металлокордом.
В каркасных резинах в качестве наполнителей используется полуусиливающий техуглерод П-514, обеспечивающий хорошие технологические свойства резиновой смеси при каландровании и низкие гистерезисные потери резин. Содержание техуглерода в каркасных резинах составляет 50–55 мас. ч.
В брекерных резинах шин Д большой и средней грузоподъемности рекомендуется комбинация техуглерода П-514 с П-234 или П-245. Применение комбинации техуглерода способствует увеличению динамических свойств резин и улучшению прочности связи брекера с протектором.
Для шин Р в брекере легковых шин рекомендуется комбинация П-514 с П-234; для грузовых шин с металлокордом в брекере – П-234, который повышает жесткость резин и модуль; в брекере для КГШ советуют использовать П-324.
В качестве пластификаторов рекомендуется применение масла ПН-6, которое используется в умеренной дозировке в каркасных резинах и в завышенной – в брекерных (до 3 мас. ч.).
Масло ПН-6 применяется в комбинации со смолами: рубракс, битум АСМГ, нефтеполимерные смолы, КИС, СИС.
Рубракс и битум повышают степень прессовки резины с кордом при обработке на каландрах.
Нефтеполимерные смолы и СИС улучшают технологические свойства резиновой смеси.
Канифоль и КИС (СИС) повышают конфекционную клейкость.
Для увеличения прочности связи резины с кордом применяют модификаторы, которые обеспечивают образование связей между функциональными группами адгезивной пленки с активными центрами в резиновой смеси. Например, используется следующая комбинация: РУ-1 + БС-120. В металлокордном брекере в качестве модификатора применяется нафтенат кобальта, который, кроме прочности связи между резиной и кордом, повышает его коррозионную стойкость.
В качестве модифицирующей добавки может применяться РУ-1. В качестве модификатора может быть использован метафениленбисмалеинимид (МФБМ), особенно в каркасных смесях КГШ. В качестве противостарителей применяется только один противостаритель комплексного действия – диафен ФП, который защищает резины от теплового старения и утомления или действия многократных деформаций (пример рецепта в приложении табл. 5, 6).