Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Каучук и резина. Наука и технология

Покупка
Артикул: 187397.02.99
Книга, каждая глава которой написана специалистом в соответствующей области, содержит основы современных представлений о науке и технике в области эластомеров. Весь материал изложен четко и ясно и вместе с тем на высоком научном уровне. Книга будет полезна широкой аудитории специалистов: студентам старших курсов и аспирантам, инженерам, работающим в резиновой, шинной промышленности и в производстве синтетического каучука, а также во всех отраслях, где используются эластомерные материалы и изделия. Несомненный интерес вызовет она у разработчиков резиновых изделий и научных работников. Учебно-справочное руководство выдержало уже три издания на английском языке, став наиболее авторитетным источником в мировой литературе. Для химических и химико-технологических факультетов, технических университетов.
Каучук и резина. Наука и технология : монография / под ред. Дж. Марка, Б. Эрмана, Ф. Эйрича. - Долгопрудный : Интеллект, 2011. - 768 с. - ISBN 978-5-91559-018-1. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1117891 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
Монография под редакцией

Дж. Марка, Б. Эрмана, Ф. Эйрича

КАУЧУК И РЕЗИНА.  

НАУКА И ТЕХНОЛОГИЯ

Перевод с английского

под редакцией А.А. Берлина и Ю.Л. Морозова

2011

Дж. Марк, Б. Эрман, Ф. Эйрич (ред.)

Каучук и резина. Наука и технология. Монография. Пер. с англ.: Научное издание / Дж. Марк, Б. Эрман, Ф. Эйрич (ред.) – Долгопрудный:
Издательский Дом «Интеллект», 2011. – 768 с.
ISBN 9785915590181

Книга, каждая глава которой написана специалистом в соответствующей области, содержит основы современных представлений о науке и технике в области
эластомеров. Весь материал изложен четко и ясно и вместе с тем на высоком научном уровне. Книга будет полезна широкой аудитории специалистов: студентам
старших курсов и аспирантам, инженерам, работающим в резиновой, шинной  промышленности и в производстве синтетического каучука, а также во всех отраслях,
где используются эластомерные материалы и изделия. Несомненный интерес вызовет она у разработчиков резиновых изделий и научных работников.

Учебносправочное руководство выдержало уже три издания на английском

языке, став наиболее авторитетным источником в мировой литературе.

Для химических и химикотехнологических факультетов, технических университетов.

ISBN 9785915590181
© 2005, Elsevier Inc. All rights reserved
 © 2011, ООО Издательский Дом «Интеллект»,

перевод на русский язык, оригиналмакет,
оформление

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие редакторов                           перевода  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .
Предисловие к третьему изданию  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 10
Предисловие ко второму изданию  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 10
Предисловие к первому изданию .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 11

Г л а в а  1
Упругость резины: основные положения и поведение

I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 13
II . Упругость одиночной молекулы  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 13
III . Упругость трехмерной сетки полимерных молекул  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 17
IV . Сравнение с экспериментом  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 22
V . Континуальная теория упругости резины  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 23
VI . Напряжения второго порядка  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 33
VII . Упругое поведение при малых деформациях  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 34
VIII . Некоторые нерешенные проблемы эластичности резины .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 38

Г л а в а  2
Полимеризация: синтез эластомеров

I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 39
II . Классификация и кинетическое рассмотрение реакций полиме
ризации .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 40

III . Полиприсоединение/поликонденсация .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 44
IV . Цепная полимеризация по свободнорадикальному механизму  .  .  .  .  .  .  . 47
V . Эмульсионная полимеризация .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 55
VI . Сополимеризация  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 66
VII . Цепная полимеризация по катионному механизму .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 72
VIII . Цепная полимеризация по анионному механизму  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 82

IX . Стереоспецифическая цепная полимеризация и сополимеризация

на координационных катализаторах .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 93

X . Привитая и блок-сополимеризация  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 104

Г л а в а  3
Характеристика структуры эластомеров

I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 113
II . Химический состав .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 114
III . Распределение последовательностей повторяющихся звеньев  .  .  .  .  .  .  . 117

русского
      8

Cодержание


 
IV . Архитектура цепи  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 120
 
V . Стеклование и другие физические релаксационные процессы  .  .  .  .  .  .  . 139
 
VI . Морфология  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 144

Г л а в а  4
Молекулярные основы высокоэластичности
 
I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 162
 
II . Структура идеальной сетки  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 163
 
III . Простые молекулярные теории   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 165
 
IV . Более продвинутые молекулярные теории   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 174
 
V . Феноменологические теории и молекулярная структура  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 178
 
VI . Набухание сеток и восприимчивых гелей  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 179
 
VII . Энтальпийная и энтропийная составляющие высокоэластичности:
 
 зависимость сила-температура   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 182
 
VIII . Прямое определение молекулярных размеров  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 184
 
IX . Упругость отдельной молекулы  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 185

Г л а в а  5
Вязкоупругие свойства каучука
 
I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 188
 
II . Определение измеряемых величин, J(t), G(t) и G*(w) и спектры 

L(log l) и H(log t)  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 189
 
III . Температура стеклования  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 195
 
IV . Изменение объема в процессе вулканизации  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 197
 
V . Вязкоупругие свойства при температуре выше Tg  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 202
 
VI . Вязкоупругие свойства других модельных эластомеров  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 208
 
VII . Расчет энергии раздира эластомеров из данных по их вязкоупругости   .  . 219
 
VIII . Теоретическая интерпретация вязкоупругих механизмов и их аномалий   .  . 224
 
IX . Приложение: список обозначений   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 242

Г л а в а  6
Реологические свойства и переработка невулканизованного каучука
 
I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 245
 
II . Основные положения механики   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 250
 
III . Реологические свойства  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 253
 
IV . Граничные условия   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 277
 
V . Механохимические процессы  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 281
 
VI . Реологические измерения  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 285
 
VII . Технология переработки  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 293
 
VIII . Инженерный анализ переработки  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 308

Г л а в а  7
Вулканизация
 
I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 322
 
II . Определение вулканизации  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 323
 
III . Влияние вулканизации на свойства вулканизатов  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 324
 
IV . Характеристика процесса вулканизации  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 326
 
V . Вулканизация серой без ускорителей  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 329
 
VI . Вулканизация серой с ускорителями  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 332
 
VII . Вулканизация производными фенолов, бензохинонов 
 
 или бисмалеимидов   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 353
 
VIII . Вулканизация под действием оксидов металлов   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 357
 
IX . Вулканизация под действием органических пероксидов  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 360
 
X . Динамическая вулканизация  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 366


Содержание

Г л а в а  8
Усиление эластомеров дисперсными наполнителями
 
I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 370
 
II . Производство наполнителей  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 371
 
III . Морфологическое и физико-химическое описание наполнителей  .  .  .  . 373
 
IV . Смесь как нанокомпозит эластомера и наполнителя  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 386
 
V . Механические свойства наполненных резин   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 392

Г л а в а  9
Наука о рецептуростроении резин
 
I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 405
 
II . Полимеры  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 406
 
III . Системы наполнителей   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 422
 
IV . Системы стабилизаторов  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 435
 
V . Вулканизующие системы  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 442
 
VI . Специальные ингредиенты смесей   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 450
 
VII . Разработка композиций  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 455
 
VIII . Получение композиций  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 460
 
IX . Требования к безопасности окружающей среды в рецептуростроении 461
 
X . Выводы  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 464

Г л а в а  1 0
Прочность эластомеров
 
I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 466
 
II . Возникновение разрушения  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 467
 
III . Предельные прочности и растяжимости   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 474
 
IV . Разрушение при многоосном напряжении  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 477

 
V . Распространение трещины  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .481
 
VI . Разрыв при растяжении   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 491
 
VII . Повторное нагружение: механическая усталость  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 497
 
VIII . Поверхностное озонное растрескивание   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 500
 
IX . Абразивный износ   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 501

Г л а в а  1 1
Химическая модификация полимеров
 
I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 506
 
II . Химическая модификация полимеров по основной цепи и концевым
 
 группам  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 507
 
III . Этерификация и гидролиз полимеров  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 510
 
IV . Гидрирование полимеров  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 513
 
V . Дегалогенирование, отщепление и реакции галогенирования в 
 
 полимерах  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 515
 
VI . Другие реакции присоединения к двойной связи   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 518
 
VII . Реакции окисления полимеров   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 521
 
VIII . Функционализация полимеров  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 522
 
IX . Другие химические реакции полимеров   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 523
 
X . Блок и привитая сополимеризация  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 523

Г л а в а  1 2
Смеси эластомеров
 
I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 540
 
II . Взаиморастворимые смеси эластомеров  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 542
 
III . Взаимонерастворимые смеси эластомеров  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 550

Cодержание


 
IV . Заключение   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 564
 
 Приложение 1: Обозначение названий эластомеров  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 565

Г л а в а  1 3
Термопластичные эластомеры
 
I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 567
 
II . Синтез термопластичных эластомеров  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 573
 
III . Морфология термопластичных эластомеров  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 581
 
IV . Свойства и влияние структуры  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 603
 
V . Термодинамика фазового разделения  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 612
 
VI . Термопластичные эластомеры в приповерхностных областях  .  .  .  .  .  .  .  . 618
 
VII . Реология и переработка  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 627
 
VIII . Практическое применение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 631

Глава 14
Технология шин
 
I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 633
 
II . Типы и характеристики шин   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 634
 
III . Основы конструкции шины  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 636
 
IV . Конструирование шины   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 639
 
V . Материалы шины  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 653
 
VI . Испытания шин .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 669
 
VII . Производство шин   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 673
 
VIII . Выводы  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 679

Г л а в а  1 5
Вторичная переработка резины
 
I . Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 680
 
II . Восстановление шин   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 681
 
III . Переработка вулканизатов каучука   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 682
 
IV . Использование продуктов переработки  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 700
 
V . Пиролиз и сжигание резин  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 712
 
VI . Заключение   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 713

Список литературы  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 715

В редакции журнала можно

оформить подписку и приобрести комплекты

и отдельные номера журналов за последние годы.

Все об эластомерах.

Наука, технология производства, области применения.

Обзоры,

информация о российских и международных конференциях и

выставках, анонсы новых книг.

Содержание журнала

«Rubber Chemistry and Technology».

Журнал переводится на английский язык издательством RAPRA ,

переводы публикуются в журнале

«International Polymer Science and Technology».

Периодичность
6 номеров в год

Журнал
издается с ноября 1927 г.

Телефон: +7 (499) 245 69 82

email: kir@kired.ru; сайт: www.kired.ru

Индекс   журнала в каталоге «Роспечать» 70429

ПРЕДИСлОвИЕ РЕДАктОРОв 
РуССкОгО ПЕРЕвОДА

Эластомерные материалы (каучуки, резины, термоэла
стопласты) и изделия из них непременный атрибут современной цивилизации, 
без которого невозможно себе представить сегодняшнюю жизнь . Присущая им 
высокоэластичность — быстрое и обратимое деформирование под нагрузкой на 
сотни процентов в широком интервале температур — определяет возможность 
функционирования почти всего эластичного, что нас окружает .

Натуральный каучук (НК) оказался первым эластомером, широкое рас
пространение которого, в отличие от тоже природных целлюлозы и белков, 
целиком и полностью явилось заслугой человечества, благодаря которому 
НК прошел путь от экзотической игрушки южноамериканских аборигенов до 
огромного (более 8 млн . тонн) производства, за счет чего возникла и существует шинная промышленность, производство РТИ и огромный ассортимент 
других резиновых и латексных изделий .

Природный полиизопрен явился основой известной триады XIX века — 

НК, гуттаперчи и эбонита — прообразом современной синтетической полимерной триады — СК, термопластов и реактопластов .

Природное происхождение НК, ранний (начало XIX века) инженерный 

и научный интерес к нему сделали НК, а затем и другие каучуки, одними из 
наиболее детально изученных высокомолекулярных (как впоследствии было 
установлено) объектов . Во многом это определяет устоявшийся характер 
науки о каучуке и резине .

Сам факт появления Ш издания предлагаемой книги (первое издание 
1978 года) подтверждает вышесказанное . Ее авторы – самые известные 
ученые и специалисты в своих областях, в основном из США, а также из 
Франции, Англии и Турции .

Форма написания книги — отдельные независимые друг от друга главы, 
имеет очевидные достоинства . Основное преимущество таких «сборных» 
книг — мобильность: главы можно добавлять, трансформировать, обновлять, 



что, очевидно, и делалось . Другое принципиальное преимущество: подготовленный читатель может каждую главу рассматривать и использовать как 
отдельную исчерпывающую книгу по данному вопросу .
Высокое качество книги полностью оправдало избранный подход . В книге 

рассмотрен широкий круг тем, охватывающий все важнейшие проблемы 
в области эластомеров — от синтеза и модификации каучуков — до вторичной переработки резины .

Глубокое понимание природы высокоэластичности, получения, структуры 

и свойств каучуков, сырых резиновых смесей, вулканизатов, ТЭП, механизмов 
вулканизации совершенно необходимо современным инженерам и ученым, 
профессионально занимающимся эластомерами и изделиями из них . В этой 
книге они все это найдут . Книга такого охвата и уровня необходима в России . За 
последние 15-20 лет ничего подобного о каучуке и резине из иностранных авторов у нас не переводилось и собственных отечественных не издавалось . Конечно, 
в одной, даже объемной книге невозможно отразить все многообразие проблем 
каучука и резины . В данном издании предпочтение отдано фундаментальным 
физическим, химическим и физико-химическим вопросам . Технология каучука 
и резины и изделий из них отражены лишь отчасти .
Третье предлагаемое здесь издание вышло в США в 2005 году . Казалось 
бы текст должен был несколько устареть . Ничего подобного . В том-то и смысл 
приглашения в авторский коллектив крупных ученых, что они предлагают 
читателям устоявшийся, не устаревающий «классический» материал .

Следуя давней, еще советской традиции отметим, что в книге отечественные авторы и их работы не нашли должного отражения . В частности это 
касается работ по синтетическому каучуку, где заслуги советских ученых  
и инженеров огромны . Много в СССР и России было сделано в области вулканизации, понимания природы высокоэластичности, физики эластомеров . 
Это находит свое отражение в книгах советских и российских авторов, которые, кстати, зарубежных работ и авторов не чураются . Мы предоставили 
переводчикам, также известным ученым, право сделать краткие дополнения 
к переведенным главам . Кто-то сделал это, кто-то посчитал излишним .

Предлагаемая книга по своей тематике и глубине анализа проблем кау
чука и резины является уникальной и, безусловно, будет полезна всем, кто 
профессионально занимается высокомолекулярными соединениями, прежде 
всего эластомерными материалами — студентам, аспирантам, инженерам и 
ученым соответствующих специальностей .

Книгу перевели: главы 1 и 10 — Б .Л . Бухин и М .Ф . Бухина; главу 2 —  
И .А . Туторский , В .А . Шершнев и В .А . Сагомонова; главу 3 — М .Ф . Бухина; 
главы 4, 5, 6 и 12 — В .Н . Кулезнев и Е .Ю . Талдонова; главу 7 — В .А . Шершнев; главу 8 — Ю .А . Гамлицкий и К .С . Сдобнов; главу 9 — В .А . Шершнев 
и М .В . Дудник; главу 11 — И .А . Туторский и Ю .Л . Морозов; главу 13 —  
А .А . Канаузова, Т .Т . Рахматулин и Ю .Л . Морозов; главу 14 — Б .Л . Бухин; 
главу 15 — Д .Р . Разгон, Ж .В . Перлина и Ю .Л . Морозов .

Предисловие редакторов русского перевода

ПРЕДИСлОвИЕ  
к тРЕтьЕму ИзДАНИю

Основная цель этого нового издания — актуализировать 
материал II издания, которому сейчас более 10 лет . В результате 14 глав 
предыдущего издания были переработаны и расширены, и новая глава по 
вторичной переработке резин была добавлена .

И мы опять надеемся, что эта книга, представляющая собой широкий 

обзор в области эластомеров и их механических свойств будет полезна полимерной науке и инженерному сообществу в целом .

ПРЕДИСлОвИЕ 
кО втОРОму ИзДАНИю

Цель нового издания этой книги во многом та же, что описано 

в Предисловии к I изданию, а именно, широкий обзор эластомеров и каучукоподобной эластичности . Опять-таки необходимо подчеркнуть единый 
подход, идущий от химических аспектов, таких как синтез и отверждение 
эластомеров, через теоретические вопросы и характеристики равновесных 
и динамических свойств, к конечному применению (включая производство 
шин и РТИ) .
Хотя материал был поделен на те же 14 глав, успехи, достигнутые в нашей 
области с 1978 года, потребовали дополнения значительным количеством 
нового материала . В результате этого обновления главы стали на 20-30% 
длиннее .
За последние 15 лет часть авторов первого издания оставили нас, ушли 

на пенсию или занимаются другими исследованиями или вовсе не исследованиями . Из 23 авторов второго издания примерно половина — новые .

Редакторы, соавторы и издатели надеются, что это новое издание будет 

с энтузиазмом встречено читателями, интересующимися полимерной наукой и общими инженерными проблемами, прежде всего, специалистами, 
работающими в области эластомеров .

ПРЕДИСлОвИЕ  
к ПЕРвОму ИзДАНИю

Непреходящий постоянный успех учебного курса, основан
ного на книге профессора Мортона «Технология резины», изданного Отделением резины Американского химического общества, побудило Комитет 
по образованию Отделения выпустить второй, более продвинутый курс . 
Отделение поручило подготовить набор глав для студентов высших учебных 
заведений и аспирантов, обратив особое внимание на непрерывающиеся 
взаимосвязи в области синтеза, структуры, физики и механики эластомеров с проблемами технологии резины и резиновой промышленности . Этот 
сборник, с разной глубиной раскрывающий наиболее важные аспекты науки 
и технологии каучука и резины, написан рядом авторов — ведущих авторитетов в своих областях . Он интересен не только тем, кто хочет расширить 
свое формальное образование, модернизировать его и повысить свой опыт 
в этой области, но и тем, кто интересуется необычной химией и физикой, 
а также выдающимися свойствами и реальной полезностью эластомеров . 
Достаточно высокий уровень представления материала — смеси теории, 
экспериментальных данных и практического опыта должен представлять 
ценность для студентов, практиков, исследователей и менеджеров .

Глубокое убеждение редактора, базирующееся на многолетнем препо
давании химии полимеров в Политехническом институте состоит в том, что 
наиболее успешный путь преподавания и обучения предмету «полимеры» 
заключается в постоянном обращении к специфическим особенностям 
макромолекул . Для эластомеров, в частности, наиболее целесообразно объяснять уникальное свойство высокоэластичности гибкостью длинноцепных 
макромолекул и сетчатой структурой, а изменения, связанные с большими 
деформациями, ключевой ролью, которую играет внутренняя вязкость, 
как функция температуры и скорости деформации . Следование авторов 
этому подходу неизбежно приводит к некоторым повторениям, но в то же 
время позволяет изложить вопросы синтеза и структуры, эластичности 
и течения, совмещения, наполнения и вулканизации с разных точек зрения; 
такая структура книги дает возможность обходиться без частого обращения к 
литературе других глав . По той же причине допускается некоторое варьирование номенклатуры, особенно если это отражает различные подходы в разных 
источниках .

Немного о построении и содержании глав этой композиционной книги, 
представляющей собой некую комбинацию информации и инструкции . 
Первые 10 глав продвигают читателя от введения к особенностям синтеза, 

механического поведения, течения, основным стадиям наполнения, смешения и вулканизации, и далее к теориям и измерению эластичности, имея  
в виду строгий материаловедческий подход . Следующие 3 главы посвящены 
широкому обсуждению вопросов совмещения, модификации и термоэластопластам . Последняя глава (в нашем издании предпоследняя) по причинам 
ограниченности объема оказалась единственной из первоначально запланированных производственных глав . Возможно, эта глава станет предтечей 
следующего тома .

Все главы, представляют ли они теорию, механизм, или воззрения авторов 

на внутреннюю логику поведения материалов, служат также дополнительным источником данных и гидом по цитируемой литературе и предметом 
дальнейшего самообразования . Если это так, то эта книга является не 
только основой нового курса, но также и инструментом и инструкцией для 
студентов, преподавателей, а также работников во всех областях полимеров  
и материаловедения . Таково было намерение всех авторов, чье напряженное 
и терпеливое сотрудничество сделало эту книгу возможной .
Особая благодарность д-ру А . Gessler и Exxon Corporation, Linden, New 
Jersy и д-ру E . Kontos, Uniroyal Chemical Division, которые задумали идею 
этого второго курса и природу данной книги, а также д-ру Н . Remsberg, 
Korlisle Tire and Rubber Company, позднее Президенту Комитета по образованию, без чьей твердой поддержки и постоянного понимания, эта попытка 
ничем бы не закончилась . Доктора Gessler, Kontos и Remsberg были очень 
изобретательны при комплектовании авторского коллектива и безжалостны 
при анализе ранних вариантов рукописей .

Предисловие к первому изданию

г л А в А
уПРугОСть РЕзИНы: ОСНОвНыЕ 
ПОлОЖЕНИя И ПОвЕДЕНИЕ

А.Н. ДЖЕНт
Университет Акрона. Акрон, Огайо, США

I. 
ввЕДЕНИЕ

Уникальное и наиболее важное свойство эластомеров, ко
торое, собственно и определило их название, это способность подвергаться 
большим упругим деформациям, иначе говоря, растягиваться и возвращаться к своей первоначальной форме обратимым путем . Теории, объясняющие это характерное свойство высокоэластичности, прошли через три 
различные фазы: ранняя разработка молекулярной модели, основанной на 
экспериментальных наблюдениях известных особенностей каучукоподобных 
полимеров; затем обобщение этого подхода, с привлечением соображений, 
заимствованных из механики сплошных сред, которая не учитывает молекулярную структуру; и в настоящее время, критическая переоценка основных 
предпосылок, на которых основаны эти две количественные теории . В этой 
главе кратко изложено теоретическое рассмотрение и показано как можно 
вполне успешно рассчитать наблюдаемое упругое поведение каучукоподобных материалов . Затем, из-за его технической важности, в некоторых деталях 
обсужден специальный случай малых упругих деформаций . В заключение 
внимание привлечено к некоторым аспектам упругости резины, которые 
еще недостаточно понятны .

II. 
уПРугОСть ОДИНОЧНОЙ мОлЕкулы

Вещество каучукоподобно, только если оно состоит из 
длинных гибких, подобных цепям молекул . Поэтому сами молекулы 
должны иметь основную цепь («становой хребет»), состоящую из многих неколлинеарных единичных валентных связей, вокруг которых  
в результате теплового движения возможно быстрое вращение . Повторяющиеся единицы молекул некоторых представителей каучукоподобных 
полимеров показаны на рис . 1; тысячи таких единиц связаны вместе 

Глава 1. Упругость резины: основные положения и поведение
1

Рис. 1. Повторяющиеся единицы молекул некоторых обычных каучукоподобных 
 
полимеров

Рис. 2. Случайная (а) и ориентированная (б) конформации цепи

в цепь, образующую типичную молекулу эластомеров, приведенных на 
рис . 1 . Такие молекулы быстро и непрерывно изменяют свою форму при 
обычной температуре из-за броуновского движения . В отсутствие напряжений конформация молекул случайна, но они приобретают до некоторой 
степени ориентированную конформацию, если к их концам приложена 
растягивающая сила (рис . 2) . Один из первых вопросов для рассмотрения это соотношение между приложенным растягивающим усилием f 
и средним расстоянием между концами цепи r, усредненным по времени 
или по большому числу цепей в один момент времени .

Изолированные цепи имеют сильно различающиеся конформации1), 

определяемые тремя факторами: статистикой случайных процессов; 
преимуществом для некоторых последовательностей расположения 
связей из-за стерических и энергетических ограничений внутри молекулы; исключением некоторых гипотетических конформаций, которые 
требуют, чтобы части цепи занимали один и тот же объем в пространстве . 
Кроме того, по пространственным соображениям в концентрированных 

1) Хотя термины конформация и конфигурация используются как взаимозаменяемые, 

первый имеет специальное значение в органической стереохимии и им обозначают специфические стереоструктуры . Термин конформация используется здесь для обозначения 
конфигурации молекулы, которая появляется при вращении единичных валентных связей 
в основной цепи .

цис-1,4-полиизопрен 
цис-1,4-полибутадиен 
полиизобутилен полидиметилсилоксан