 Перед отраслью, занимающейся производством автомобильных покрышек, постоянно ставятся задачи, решение которых требует все больших и больших усилий. В дополнение к все более строгим требованиям по безопасности и сохранению окружающей среды, возникают и новые технические проблемы. Предпринимаемые усилия по дальнейшему уменьшению потребления топлива и выбросов CO2 накладывают все новые ограничения на управление внутренним давлением в шинах. В этой связи первоочередной задачей этой отрасли промышленности является разработка рецептур внутренних оболочек автомобильных шин с лучшими эксплуатационными характеристиками.
Постоянно возрастающая необходимость уменьшения потребления топлива и выбросов CO2 стала причиной больших достижений в области технологий производства шин. Разработка их армирования диоксидом кремния для уменьшения сопротивления качению является, возможно, самым потрясающим достижением. Для того, чтобы продвигаться дальше по пути уменьшения выбросов углекислого газа, что необходимо из-за мощного стимулирования, использованного Европейскими постановлениями, компании, производящие шины, обращают в настоящее время свое внимание на внутреннюю оболочку шин.
Хорошо известно, что не должным образом накачанные шины являются причиной увеличенного расхода топлива. Другим важным стимулом является фактор безопасности. Согласно новому законодательству, каждый новый автомобиль, продаваемый в США в 2008 г., будет оборудован системой контроля внутреннего давления в шинах. Управление, контроль и поддержание заданных параметров давления на более длительные периоды времени создают все больше сложностей и все новые ограничения рабочих параметров внутренних оболочек.
В результате такого стимулирования со стороны рынка, включая также и необходимость заменить присадки, вырабатывающие нитрозамин, осуществляется большой объем исследований возможностей оптимизации параметров внутренних оболочек, в особенности, внутренних оболочек из бромбутилового каучука, поскольку этот материал является каучуком с наилучшими параметрами воздухонепроницаемости для данной толщины слоя. Таким образом, разработка не содержащих нитрозамина, соответствующих 2002/525/EC доноров серы, которые позволят получить внутренние оболочки из бромбутила с усовершенствованными качествами, становится насущной проблемой для исследователей.
Интересными кандидатами среди продуктов, которые можно использовать, являются алкилфенол дисульфиды, такие как Vultac. Vultac это эффективый, не содержащий нитрозамина поставщик серы, о котором известно, что он успешно применялся для производства внутренних оболочек шин, особенно, в составе хлорбутилкаучуковых рецептур. Основным преимуществом, которое Vultac привносит в такие системы, является совершенствование механических параметров, большая устойчивость к старению в результате термической обработки и улучшенное сцепление между слоями покрышки. Следует отметить, что при сравнении не содержащей нитрозамина добавки Vultac с TMTD (тетраметилтиурамдисульфидом), который является вырабатывающим нитрозамин источником серы, для Vultac были отмечены очень сильное улучшение механических параметров и повышение устойчивости к старению в результате термической обработки.
Эксплуатационные характеристики каучуковой части зависят от двух основных факторов: химической природы макромолекулярной цепи полимера, из которого изготовлена деталь; и структуры трехмерных поперечных связей, которые создаются в ходе так называемого процесса вулканизации. На протяжении десятилетий было известно, что простая вулканизация серы дает образование полисульфидных мостиков. У таких сшивок ограниченные механические свойства и плохая термическая стабильность, при нагревании происходит развитие свойств каучуковой части по мере высвобождения некоторых атомов серы из полисульфидных мостиков.
Снижение модуля упругости приводит к процессу, называемому перевулканизацией, а, поскольку свободная сера сможет перемещаться на поверхность формованной детали, будет наблюдаться и помутнение. Перевулканизация может иметь многочисленные последствия, она может быть крайне вредной для рабочих параметров шин.
Что касается внутренних оболочек шин, эксперты в области рецептур часто указывают на следующие последствия: перевулканизация приводит к образованию пузырей. Пузыри наносят большой ущерб механическим свойствам, поскольку они образуют слабые места, но, что еще существеннее, они снижают воздухонепроницаемость. Помутнение также влияет на эксплуатационные характеристики внутренних оболочек, поскольку оно ослабляет крепление внутренней оболочки, критический параметр всей конструкции шины.
Для того чтобы ограничить такие вредные воздействия, химики-специалисты по каучукам разработали ускорители, а также доноры серы для того, чтобы избежать помутнения и перевулканизации.
Одним из первых и наиболее распространенных доноров серы является TMTD. Использование TMTD в каучуковых рецептурах позволяет решить проблемы перевулканизации. Проблема заключается в том, что тетраметилтиурамдисульфид при вступлении в реакцию с каучуком частично разлагается на вторичный амин. Вторичные амины могут вступать в реакции с присутствующим в атмосфере оксидом азота, выделяя N-нитрозаминовые соединения. В связи с их вредностью для человека, уровень N-нитрозамина на рабочем месте строго регулируется законодательством, например, в Германии (TRGS 552). С тех пор, как это постановление вступило в законную силу, несколько стран установили более строгие ограничения для использования добавок к каучуку, вырабатывающих нитрозамин. В отрасли сообщается, что, даже в тех странах, где еще не вступили в силу постановления относительно нитрозамина, компании, производящие шины, приняли меры к разработке альтернативных рецептур по отношению к содержащим нитрозамин компаундам. http://www.omnexus.com |
