Прослужат вам очень и очень долго? Вы считаете, что пробег автомобиля является самым главным врагом шин? Но это не так. Вы задумывались что происходит с шинами на автомобилях, которые фактически не используются? На самом деле шины могут полностью прийти в негодность даже если ваша машина будет просто стоять на месте.

Для начала напомним, что шины являются единственными компонентами автомобиля, которые напрямую взаимодействуют с дорожным покрытием. Поэтому о них никогда не должен забывать ни один водитель. Помните, что каждый день резина автомобиля на дороге получает колоссальные нагрузки. Естественно, что со временем состояние покрышек ухудшается. Но об этом конечно знают все. Ведь все логично. , тем больше износ шин. Ведь все покрышки рассчитаны на определенный километраж.

Но к сожалению многие владельцы автомобилей почему-то забывают, что помимо пробега резина может стареть и изнашиваться просто с течением времени, даже если автомобиль используется очень редко или же стоит неподвижно на месте.

Так что, даже если ваша машина будет стоять на месте, со временем новая резина станет непригодной для использования.

Обратите внимание на старые автомобили во дворах, которые уже долгие годы стоят, и постепенно гниют. Наверняка вы видели, как со временем в таких автомобилях трескается, вздувается резина, которая в последующем лопается.

Итак, почему автомобильные шины достигают этой стадии деградации даже если автомобиль не используется?

Для начала давайте посмотрим на конструкцию шины. Основным ингредиентом шины очевидно является резина. Также в конструкции имеется металлический слой, который укрепляет стенки покрышки.

Если вы когда-нибудь видели порванную или разорванную автомобильную шину, то наверняка обратили внимание, что из разрезанных рванных концов поврежденной резины выступают концы металлического слоя, а также другие слои покрышки.

Что касается деградации автомобильной резины, то мы должны еще со школы помнить, что резина- это каучук.

Каучук - это органический материал который содержится в растениях и деревьях. Естественно, каучук должен биологически разлагаться.

Правда современная резина- это конечно уже не чистый каучук. Впрочем, сегодня автомобильные покрышки по-прежнему из каучука, но не из природного. Химическая промышленность не стоит на месте. В мире уже долгое время в автопромышленности используется полностью синтетический каучук, который значительно лучше природного и по свойствам, и по себестоимости.

Правда не смотря на то что используемый в покрышках синтетический каучук смешивается с различными полимерами, которые делают резину прочней и более устойчивой к внешним агрессивными условиям, со временем даже синтетический материал подвержен старению и разрушению. Все дело в том, что по-прежнему в составе каучука присутствует углерод, который является естественным химическим элементом, входящим в состав многих веществ на планете. Так что для углерода, который даже если выработан искусственным методом вполне естественно изменение состояния с течением времени.

Вы наверняка обращали внимание что по мере ухудшения характеристик старых шин, они становятся более жесткими и, следовательно, более хрупкими. Не верите? Тогда подойдите к старой машине, которая уже долгое время стоит брошенной во дворе и ударьте по колесу ногой. И вы поймете насколько старая резина стала твердой.

Почему же резина со временем становится жесткой?

Вулканизация каучука, которая показывает как упрочняются химические связи полимеров

Все это связано с процессом вулканизации. Вулканизация является производственным процессом закалки каучука с использованием серы и других "ускорителей", что создает связь между молекулами, которые входят в состав резины. В результате этого процесса резина становится пригодной для использования в требуемых условиях, которые связаны с постоянными нагрузками - резина становится прочней. Также процесс вулканизации придает покрышкам гибкость.

Это достигается за счет тепла и давления в условиях завода, где производится автомобильная резина. Но даже после того как покрышки вышли завода процесс вулканизации не прекращается. Как только шины оказываются на открытом пространстве, то они начинают поглощать энергию света, тепло, а также начинают подвергаться постоянному трению в процессе эксплуатации автомобиля. В итоге химические соединения в составе резины покрышек продолжают вулканизироваться с течением времени. То есть по сути покрышки становятся все крепче и крепче. Правда в этом случае теряется гибкость резины. В конечном итоге процесс вулканизации делает свое злое дело. Резина со временем усиливается до такой точки, в которой начинает просто-напросто трескаться и разрушаться.

Но это не единственный процесс, который портит любые даже если автомобиль редко эксплуатируется.

В списке причин деградации шин также есть такой процесс, который приводит к окислению каучука. Сочетание кислорода и озона ухудшает прочность и эластичность шин.

В том числе, сочетание кислорода и озона разрушает связь между металлическим слоем покрышек и резиной.

Кроме того, так как резина постоянно нагревается, сочетание тепла и кислорода приводит к изменению полимеров, содержащихся в составе резины. В итоге резина от этого процесса начинает твердеть до тех пор, пока не станет хрупкой. В итоге на поверхности шин появляются трещины.

Последней естественной причиной старения шин является вода. Резина считается водонепроницаемой. Но после многих лет использования шин вода может проникать внутрь резины и связываться с металлическими компонентами, которые находятся внутри конструкции покрышки. Соответственно это приводит к ухудшению в шинах связывающих свойств металлического каркаса и резины.

Рано или поздно это приведет к уменьшению теплостойкости и прочности внутри шины. В результате внутренние соединения конструкции шин начнут разрушаться, что неминуемо приведет к повреждению покрышки.

Частые ошибки владельцев автомобилей, которые приводят к быстрому повреждению шин

Одной из частых ошибок автолюбителей, связанной с эксплуатацией новой резины является неправильная парковка автомобиля. Особенно это касается водителей-новичков, которые не обращают внимание на резину.

Например, многие из нас паркуя автомобиль заезжают на бордюр, ухаб или яму. В итоге колесо машины остается во время парковки под повышенным давлением в результате уменьшения объема из-за сминания резины. Это уменьшение объема шины приводит к увеличению давления воздуха на стенки покрышки.

В итоге, оставляя постоянно автомобиль на неровной поверхности вы ускорите окисление резины, а также заставит сжатый воздух оказывать вредное воздействие на внутреннюю структуру конструкции шины. В результате ускоряется общий процесс деградации покрышек и естественно увеличивается их скорость износа.

Еще одной частой ошибкой владельцев автомобилей, которая приводит к быстрому износу и повреждению покрышек, является эксплуатация машины с колесами не имеющими правильное давление в шинах.

Например, в случае если шины имеют недостаточное давление, которое рекомендует производитель, то в процессе эксплуатации автомобиля создается большое количество тепла из-за увеличения трения. Это происходит из-за того, что недокаченные шины имеют большее пятно контакта покрышки с дорожной поверхностью В конечном итоге это, ускоряет процесс износа резины.

Перекаченные же шины становятся жестче и менее эластичными. В результате внутри покрышек появляется избыточное давление, оказываемое на металлический слой шин. В результате при ударах внутренний слой шин может в короткий срок вылезти наружу. Проще говоря появится "грыжа" колеса. В итоге вам придется заменить покрышку на новую. Особенно перекаченные шины не любят ям и других неровностей.

Какой срок годности у автомобильной резины?

Как мы уже сказали, даже если вы не будете эксплуатировать автомобиль с новой резиной, рано или поздно покрышки придут в негодность. И испортит их агрессивная природная среда, которая нас окружает.

Какая же продолжительность жизни шин по времени независимо от пробега? По оценкам экспертов и производителей шин этот срок составляет от 6 до 9 лет с момента их производства.

Также многие производители шин советуют водителям менять резину на новую сразу как были обнаружены признаки деградации, износа и т.п. Например при обнаружении трещин в боковых стенках шин, при повреждении протектора, при образовании даже маленьких грыж и т.д.

Поэтому каждый водитель не должен делать ставку только на пробег автомобиля при решении вопроса о смене покрышек на новые.

Резины на основе перфторэластомеров не имеют существенных преимуществ при температуре ниже 250 ˚С, а ниже 150˚С значительно уступают резинам из каучуков типа СКФ - 26. Однако при температуре выше 250˚С их термостойкость при сжатии высока.

Сопротивление термическому старению при сжатии резин их каучуков типа вайтон GLT и VT-R-4590 зависит от содержания органического пероксида и ТАИЦ. Значение ОДС резины их каучука вайтон GLT, содержащий по 4 масс. ч. гидроксида кальция, пероксида и ТАИЦ после старения в течение 70 ч. при 200 и 232˚С составляет 30 и 53 % соответсвенно, что значительно хуже, чем у резин из каучука вайтон Е-60С. Однако замена технического углерода N990 тонко измельченным битуминозным углем позволяет снизить ОДС до 21 и 36 % соответственно.

Вулканизацию резин на основе ФК обычно проводят в две стадии. Проведение второй стадии (термостатирование) позволяет значительно понизить ОДС и скорость релаксации напряжения при повышенной температуре. Обычно температура второй стадии вулканизации равна или превышает температуру эксплуатации. Термостатирование аминных вулканизатов проводят при 200-260 °С в течение 24ч.

Резины на основе кремнийорганических каучуков

Термостойкость при сжатии резин на основе КК значительно снижается при старении в условиях ограниченного доступа воздуха. Так, ОДС (280 °С, 4ч) вблизи открытой поверхности и в центре цилиндрического образца диаметром 50 мм из резины на основе СКТВ-1, зажатого между двумя параллельными металлическими пластинами, составляет 65 и 95-100% соответственно.

В зависимости от назначения ОДС (177 °С, 22ч) для резин из КК может составлять: обычных-20-25%, уплотнительных-15%; повышенной морозостойкости-50%; повышенной прочности-30-40%, маслобензостойких-30%. Повышенная термостойкость резин из КК на воздухе может достигаться при создании в вулканизате силоксановых поперечных связей, стабильность которых равна стабильности макромолекул каучука, например при окислении полимера с последующим прогревом в вакууме. Скорость релаксации напряжения таких вулканизатов в кислороде значительно ниже, чем у пероксидных и радиационных вулканизатов СКТВ-1. Однако значение τ (300 °С, 80%) для резин из наиболее термостойких каучуков СКТФВ-2101 и СКТФВ-2103 составляет всего 10-14 ч.

Значение ОДС и скорость химической релаксации напряжения резин из КК при повышенной температуре снижается с повышением степени вулканизации. Это достигается увеличением содержания винильных звеньев в каучуке до определенного предела, повышением содержания органического пероксида, термообработкой резновой смеси (200-225 С, 6-7 ч) перед вулканизацией.

Наличие влаги и следов щелочи в резиновой смеси снижает термостойкость при сжатии. Скорость релаксации напряжения повышается при увеличении влажности в инертной среде или на воздухе.

Значение ОДС возрастает при использовании активного диоксида кремния.

ЗАЩИТА РЕЗИН ОТ РАДИАЦИОННОГО СТАРЕНИЯ

Наиболее эффективным способом предупреждения нежелательных изменений структуры и свойств резин при действии ионизирующего излучения является введение в резиновую смесь специальных защитных добавок-антирадов. Идеальная защитная система должна «работать» одновременно по различным механизмам, обеспечивая последовательный «перехват» нежелательных реакций на всех стадиях радиационно-химического процесса. Ниже приведена примерная схема защиты полимеров с помощью

различных добавок на разных стадиях радиационно-химического процесса:

В качестве антирадов для ненасыщенных каучуков наиболее широко применяются вторичные амины, которые, обеспечивают значительное снижение скоростей процессов сшивания и деструкции вулканизатов НК на воздухе, в азоте и вакууме. Однако снижение скорости релаксации напряжения в резинах из НК, содержащих N-фенил-N"-циклогексил-n-фенилендиамин антиоксидант (4010) и N, N`-дифенил-n-фенилендиамин, не наблюдалось. Возможно, защитное действие этих соединений обусловлено наличием примесей кислорода в азоте. Ароматические амины, хиноны и хинонимины, являющиеся эффективными антирадами недеформированных резин на основе СКН, СКД и НК, практически не влияют на скорость релаксации напряжения этих резин при действии ионизирующего излучения в среде газообразного азота.

Поскольку действие антирадов в резинах обусловлено различными механизмами, наиболее эффективная защита может быть обеспечена при одновременном использовании различных антирадов. Применение защитной группы, содержащей комбинацию альдоль-альфа-нафтиламина, N-фенил-N"-изопропил-n-фенилендиамина (диафен ФП), диоктил-n-фенилендиамина и моноизопропилдифенила, обеспечило сохранение достаточно высокого ε p резины на основе БНК вплоть до дозы 5∙10 6 Гр на воздухе.

Защиту насыщенных эластомеров обеспечить значительно труднее. Гидрохинон, ФЦФД и ДОФД являются эффективными антирадами для резин на основе сополимера этилакрилата и 2-хлорэтилвинилового эфира, а также фторкаучука. Для резин на основе ХСПЭ рекомендуется дибутилдитиокарбамат цинка и полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (ацетонанил). Скорость деструкции серных вулканизатов БК снижается при добавлении в резиновую смесь дибутилдитиокарбамата цинка или нафталина; в смоляных вулканизатах эффективен ММБФ.

Многие ароматические соединения (антрацен, ди- тpeт- бутил-n -крезол), а также вещества, взаимодействующие с макрорадикалами (иод, дисульфиды, хиноны) или содержащие лабильные атомы водорода (бензофенон, меркаптаны, дисульфиды, сера), защищающие не наполненные полисилоксаны не нашли практического применения при разработке радиационностойких кремнийорганических резин.

Эффективность действия различных типов ионизирующих излучений на эластомеры зависит от величины линейных потерь энергии. В большинстве случаев увеличение линейных потерь энергии значительно снижает интенсивность радиационно-химических реакций, что обусловлено ростом вклада внутритрековых реакций и уменьшением вероятности выхода промежуточных активных частиц из трека. Если реакции в треке несущественны, что может быть связано с быстрой миграцией электронного возбуждения или заряда из трека, например, прежде чем в его пределах успеют образоваться свободные радикалы то влияние типа излучения на изменение свойств не наблюдается. Поэтому при действии излучений с высокой линейной потерей энергии резко снижается эффективность действия защитных добавок, которые не успевают предупредить протекание внутритрековых процессов и реакций с участием кислорода. Действительно, вторичные амины и другие эффективные антирады не оказывают защитного действия при облучении полимеров тяжелыми заряженными частицами.

Список используемой литературы:

1. Д.Л. Федюкин, Ф.А. Махлис "Технические и технологические свойства резин". М., "Химия", 1985г.

2. Сб. ст. "Достижения науки и технлогии в области резины". М., "Химия", 1969г.

3. В.А. Лепетов "Резиновые технические изделия", М., "Химия"

4. Соболев В.М., Бородина И.В. "Промышленные синтетические каучуки". М., "Химия", 1977

Старение резины – процесс окисления при длительном хранении или в процессе эксплуатации, приводящий к изменению ее физико-механических свойств (рис. 8.4).

Основной причиной старения является окисление каучука, т. е. присоединение кислорода по месту двойных связей в каучуке, в результате чего его молекулы разрываются на части и укорачиваются.

Это приводит к потере эластичности, охрупчиванию и, наконец, появлению сетки трещин на поверхности состаренной резины.

Воздействие теплоты, света, излучения, механических деформаций и присутствие катализаторов окисления (солей металлов переменной валентности) активируют и ускоряют окисление каучуков и резины.

В связи с тем, что роль факторов, активирующих окисление, меняется в зависимости от природы и состава каучука, различают следующие виды старения.

Тепловое старение

Таблица 8.3.

Физико-механические свойства важнейших авиационных резин и их применение

* Синтетический теплостойкий каучук с фенильным и винильным радикалами

Тепловое старение (термическое, термоокислительное) происходит при повышенных температурах 4 в результате окисления каучука, активированного теплотой. Скорость теплового старения увеличивается с повышением температуры. При тепловом воздействии старение происходит по всей массе резины.

Рис. 8.4. Влияние продолжительности старения на временное сопротивление (а ) и относительное удлинение (б ) резин на основе натурального (1 ), бутадиенстирольного (2 ) и хлоропренового (3 ) каучуков

Световое старение является результатом окисления каучука, активированного светом. В практике при эксплуатации резиновых изделий (шины, аэростаты и т. д.) всегда наблюдается совместное действие кислорода и света. Наиболее эффективно влияет фиолетовое и ультрафиолетовое световое излучение. При световом старении изменяются свойства резины, начиная с поверхностных слоев. Стойкость резины к световому старению определяется свойствами каучуков и других ингредиентов резины, которые могут выступать в роли светофильтров, светостабилизаторов, например оксид цинка или оксид титана.

Озонное старение – разрушение резины под влиянием озона является одним из наиболее активных видов старения. В отличие от кислородного старения, протекающего по всей массе, озон действует на поверхность резины. По характеру происходящих реакций озонное старение резин отличается от старения под действием атмосферного кислорода. Озон взаимодействует с каучуком по месту двойных связей с образованием озонидов:

которые, превращаясь в изоозониды

разлагаются с образованием продуктов окисления каучука. При наличии деформации на поверхности резины под действием озона возникают трещины, направленные перпендикулярно растягивающим напряжениям. Быстро разрастаясь, они приводят к разрушению резины.

При действии озона на нерастянутую резину на ее поверхности появляется хрупкая пленка, но трещины не возникают. Наличие многих противостарителей, например воска, уменьшает озонное старение.

Старение в результате механических напряжений и окислительных процессов, активированных механическим воздействием, приводит к потере прочности и пластичности резины. Некоторые виды резиновых изделий (шины, рукава, ремни и т. д.) при эксплуатации подвергаются различным видам деформаций, в результате которых с ростом амплитуды механических деформаций усиливаются окислительные процессы. Необходимо введение в резину соответствующих добавок, уменьшающих влияние динамических нагрузок на свойства резины.

Радиационное старение под действием ионизирующих излучений приводит к резкому ухудшению физико-механических свойств резины. При облучении в резине образуются свободные полимерные радикалы, которые взаимодействуют с кислородом. Кроме того, в атмосфере воздуха на процесс старения резины под действием излучения может накладываться действие озона, образующегося в результате ионизации воздуха. Скорость старения зависит от мощности дозы облучения.

Атмосферное старение резины протекает в реальных атмосферных условиях эксплуатации, когда происходит совместное влияние кислорода, озона, света, теплоты, влажности и механических напряжений. Действие всех этих факторов порождает многочисленные одновременно протекающие химические реакции, которые способствуют старению резины.

Борьба со старением заключается во введении в резиновую смесь противостарителей, а также отражателей солнечных лучей, например алюминиевой пудры. В процессе эксплуатации для повышения ресурса авиационных колес осуществляется их зарядка азотом, что существенно замедляет старение резины. Старение можно замедлить, соблюдая установленные правила эксплуатации и хранения резиновых изделий.

Эксплуатационные свойства резин определяются конкурирующим воздействием деструкции и сшивания. Наиболее устойчивы резины на основе полисилоксанов, фторкаучуков и хлорсульфированного полиэтилена. Прочность и пластичность таких резин после 10 лет открытого воздействия внешней среды изменяются не более чем на 10...15 %. На атмосферостойкость резин существенное влияние оказывает присутствие наполнителей, модификаторов, вулканизирующих добавок.

Резюме. Несмотря на существующее разнообразие пластмасс, резин, уплотнительных и герметизирующих материалов есть большая потребность в разработке новых, перспективных материалов, ориентированных на потребности космонавтики. Она возникла в связи с ужесточающимися требованиями по сокращению числа технологических процессов при производстве изделий, расширению температурного интервала, работоспособности и сроков активного существования космических аппаратов и средств выведения. Ставятся задачи по созданию новых классов пластмасс и резин, герметиков и компаундов (в том числе токопроводных резин и герметиков; термо-, морозо-, агрессивостойких резин; термо-, агрессивостойких анаэробных герметиков; теплопроводных, поглощающих СВЧ-энергию компаундов). Такие материалы позволят создать элементы конструкций, которые будут определять технический прогресс XXI в.

Известно, что конкретных сроков старения шин их производители практически никогда не разглашают. Считается, что за 2-3 года процессы старения не приводят к катастрофическим изменениям в резиновой смеси шин, а через это время практически каждый автомобилист обязательно поменяет комплект шин на новый. Но возможны разные ситуации - эти 2-3 года шины могут просто провести на складе недобросвестного продавца или на оптовом складе, шины могут использоваться на автомобилях с малым годовым пробегом - различных кемперах, и.т.д. В результате, довольно часто шины эксплуатируются и спустя 5 или даже 10 лет с момента их выпуска. Чем это грозит? Попробуем разобраться.

Основных факторов, ведущих к возрастному разрушению шин два - озон из атмосферы, который приводит к нарушению молекулярных связей между молекулами каучука и, как факт, - к утрате эластичности, и возрастные трещины, возникающие из-за контакта шин с жирами и маслами, а также просто от длительной эксплуатации. В результате шины "дубеют", что приводит к резкому ухудшению всех без исключения их качеств. Особенно опасно ухудшение ходовых качеств на мокрой дороге. Исследования ADAC при испытаниях старых шин на скорость вращения выявили факт увеличения риска "взрыва" шин. Через несколько лет анализ тяжёлых аварий, связанных с разрывами шин на высокой скорости, проведённый DEKRA, выявил, что в 100 (!!!) процентах случаев виной являлся возраст шин. Итог - рекомендация: максимальный срок эксплуатации обычных среднескорсотных дорожных шин, эксплуатирующихся в стандартных условиях - шесть лет . Но это только в случае если шины не испытывают высокие нагрузки. Если испытывают, то максимум - 4 года. И никаких средств для придания "черноты".

Для зимних шин ситуация ещё более сложная - при низких температурах разрушение межмолекулярных связей идёт быстрее, поэтому уже на 2-ой или 3-ий сезон шины даже при бережной эксплуатации "стеклянеют" и терят часть своих качеств из-за старения. ADAC заявляет, что уже через 2 года зимняя шина не может считаться новой и на 100 процентов пригодной к эксплуатации.

Обозначение даты изготовления шины можно найти после надписи DOT на боковине. Четыре цифры указывают на неделю и год изготовления. Например, обозначение 1105 показывает, что шина была выпущена на 11 неделе 2005 года. Помните, что если не соблюдались условия хранения шины, то её старение наступит даже раньше сроков, указанных ADAC. Поэтому лучше делать покупки в солидных магазинах с хорошей репутацией - такими как компания АВТОЭКСПЕРТ. Покупая шины в нашем магазине, Вы можете быть уверены, что Вы покупаете по настоящему новые шины, хранящиеся в подобающих условиях .

И главное - помните, что если Ваши шины старше 4-х лет, то пора задуматься об их замене, даже если физического износа не наступило. Такие шины могут быть опасны, особенно на высокой скорости.