Как улучшить резиновые смеси. 1800 практических рекомендаций для решения проблем

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

How to Improve
Rubber Compounds 

John S. Dick

Hanser Publishers, Munich                  Hanser Publications, Cincinnati

1800 Experimental Ideas for Problem Solving

2nd Edition

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

Санкт-Петербург
2016

Дж.С. Дик

КАК УЛУЧШИТЬ  
РЕЗИНОВЫЕ СМЕСИ

1800 практических рекомендаций 
для решения проблем

Перевод с английского языка 2-го издания 
под редакцией Б. Л. Смирнова

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

УДК  35.72 
ББК 35.72
Д45

  
Дж. С. Дик 
Д45  Как улучшить резиновые смеси. 1800 практических рекомендаций для решения 
проблем : пер. с англ. яз. 2-го изд. под ред. Б. Л. Смирнова — СПб. : ЦОП 
«Профессия», 2016. — 352 с., ил.

ISBN 978-5-91884-080-1 
ISBN 978-1-56990-533-3 (англ.)

Приведено более 1800 экспериментальных идей и практических рекомендаций для улучшения 
физических свойств вулканизата, сопротивляемости готовой резины старению и разрушению, 
оптимизации количественных характеристик обрабатываемости, минимизации 
дефектов при смешении и обработке и для повышения эксплуатационных характеристик 
шин. Каждая рекомендация отработана на практике и соответствует решению поставленной 
задачи, защищена патентом или подробно описана в приведенном источнике. Приложения 
содержат обзор смесей разных каучуков для основных РТИ и типичные стартовые комбина-
ции для разработки новых рецептур.
Книга предназначена для разработчиков резиновых смесей и РТИ, специалистам про-
мышленной переработки резин, технологам, механикам, студентам профильных специаль-
ностей

УДК  35.72
ББК 678

All rights reserved. Authorized translation from the original English language edition published by Carl Hanser Verlag, 
Munich/FRG.

Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена 
в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издатель-
ством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, 
издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет 
ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

ISBN 978-1-56990-533-3 (англ.)  
© Carl Hanser Verlag, Munich/ FRG, 2014
ISBN 978-5-91884-080-1  
© ЦОП «Профессия», 2016 
 
© Перевод, оформление: ЦОП  
 
     «Профессия», 2016

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

Оглавление

Предисловие к русскому изданию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1. Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1. 
Разнообразие ингредиентов резиновых смесей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2. 
Разнообразие производимых резин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3. 
Сложность взаимосвязей между результатами изменения ингредиентов 12
1.4. 
Экспериментальные идеи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.5. 
Источники идей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.6. 
Консультанты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2. Улучшение физических свойств вулканизата. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.1. 
Сопротивление разрыву . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2. 
Высокотемпературная прочность при растяжении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3. 
Относительное удлинение при разрыве. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.4. 
Твердость и модуль упругости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.5. 
Остаточная деформация при сжатии и растяжении . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.6. 
Эластичность по отскоку и гистерезис. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.7. 
Сопротивление раздиру . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
2.8. 
Сопротивление раздиру при высоких температурах . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
2.9. 
Низкотемпературные свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.10. Электропроводность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
2.11. Теплопроводность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
2.12. Коэффициент трения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
2.13. Воздухонепроницаемость. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
2.14. Адгезия к металлу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.15. Адгезия к ткани . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
2.16. Огнестойкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.17. Себестоимость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

3. Улучшение стойкости резин к старению. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.1. 
Стойкость к старению в горячем воздухе  
и к тепловому старению . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.2. 
Сопротивление озонному растрескиванию (озоностойкость) . . . . . . . . 140
3.3. 
Усталостная выносливость и стойкость к порезам  
и выкрашиванию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
3.4. 
Абразивная и фрикционная износостойкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
3.5. 
Стойкость к маслам и растворителям. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
3.6. 
Стойкость к изменению окраски и обесцвечиванию . . . . . . . . . . . . . . . . 185
3.7. 
Стойкость к атмосферным воздействиям . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
3.8. 
Стойкость к гидролизу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

Оглавление
6

4. Измеримая оптимизация технологических свойств. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
4.1. 
Вязкость резиновой смеси . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
4.2. 
Разжижение при сдвиге . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
4.3. 
Эластичность («нерв») . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
4.4. 
Клейкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
4.5. 
Липкость к металлическим поверхностям . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
4.6. 
Степень диспергирования техуглерода и других наполнителей . . . . . . . 206
4.7. 
Когезионная прочность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
4.8. 
Время начала вулканизации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
4.9. 
Скорость вулканизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
4.10. Склонность к реверсии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
4.11. Неограниченное возрастание жесткости. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
4.12. Хладотекучесть. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

5. Сведение к минимуму неблагоприятных признаков при переработке . . . . . . . . . . 244
5.1. 
Поры, пузыри и пустоты в невулканизованном и вулканизованном 
состояниях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
5.2. 
Смешение: время введения наполнителя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
5.3. 
Смешение: общее время приготовления смеси . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
5.4. 
Смешение: образование комков резиновой смеси . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5.5. 
Смешение: шубление (мешкование) резиновой смеси. . . . . . . . . . . . . . . 257
5.6. 
Смешение: переход смеси на задний валок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
5.7. 
Экструзия: разбухание (непостоянство размеров) экструдата. . . . . . . . . 259
5.8. 
Экструзия: шероховатость поверхности экструдата . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
5.9. 
Экструзия: повышение производительности  
без потери качества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
5.10. Каландрование: образование пузырей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
5.11. Каландрование: прилипание к валку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
5.12. Хранение сырья и готовой смеси: продление срока годности . . . . . . . . . 278
5.13. Хранение готовой смеси: проступание компонентов  
на поверхность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
5.14. Прессование и литье: отделяемость от формы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
5.15. Прессование и литье: обрастание форм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
5.16. Прессование и литье: текучесть расплава в формах. . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
5.17. Прессование и литье: усадка изделий. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
5.18. Прессование и литье: внешний вид поверхности изделий. . . . . . . . . . . . 293
5.19. Скорость порообразования при вулканизации пористых резин. . . . . . . 294
5.20. Захват воздуха при формовании . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
5.21. Уменьшение облоя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

6. Эксплуатационные характеристики шинных резин. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
6.1. 
Сцепление с мокрым асфальтом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
6.2. 
Сцепление с сухим асфальтом. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
6.3. 
Сцепление с заснеженной или обледенелой дорогой . . . . . . . . . . . . . . . . 309
6.4. 
Сопротивление качению . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

Оглавление
7

Приложение 1. Смеси каучуков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
A.1. 
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
A.1.1. 
Смеси БСК и НК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
A.1.2. 
Смеси БСК и ПИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
A.1.3. 
Смеси БСК и ПБ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
A.1.4. 
Смеси НК и ПБ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
A.1.5. 
Смеси НК и ПИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
A.1.6. 
Смеси НК и ХБК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
A.1.7. 
Смеси НК и ББК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
A.1.8. 
Смеси НК и БИМС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
A.1.9. 
Смеси НК и БК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
A.1.10. 
Смеси ХК и БК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
A.1.11. 
Смеси БНК и БСК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
A.1.12. 
Смеси БНК и ПВХ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
A.1.13. 
Смеси КБНК и ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
A.1.14. 
Смеси БНК и ПИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
A.1.15. 
Смеси БНК и ПБ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
A.1.16. 
Смеси БНК и НК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
A.1.17. 
Смеси ЭПДК и БСК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
A.1.18. 
Смеси ЭПДК и ХК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
A.1.19. 
Смеси ЭПДК и ПИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
A.1.20. 
Смеси ЭПДК и НК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
A.1.21. 
Смеси ЭПДК и ХСПЭ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
A.1.22. 
Компатибилизированные смеси ЭПДК и СК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
A.1.23. 
Смеси ЭПДК и ЛПЭНП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
A.1.24. 
Смеси ЭПДК и ЭВА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
A.1.25. 
Смеси ХК и БСК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
A.1.26. 
Смеси ХК и ПБ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
A.1.27. 
Смеси ХСПЭ и ПБ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
A.1.28. 
Смеси ХК и ЭХГК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
A.1.29. 
Смеси БНК и тиокола FA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
A.1.30. 
Трехкомпонентные смеси. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
A.1.31. 
Четырехкомпонентные смеси . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338

Приложение 2. Вулканизующие системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
A.2. 
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
A.2.1. 
Вулканизующие комплексы для каучуков общего назначения . . . . . 339
A.2.2. 
Вулканизующие комплексы для ЭПДК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
A.2.3. 
Вулканизующие комплексы для БНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
A.2.4. 
Вулканизующие комплексы для полихлоропреновых каучуков . . . . 345
A.2.5. 
Вулканизующие комплексы для хлорбутиловых каучуков . . . . . . . . . 348
A.2.6. 
Вулканизующие комплексы для бутиловых каучуков . . . . . . . . . . . . . 350

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

Предисловие к русскому изданию

Книга представляет собой обзор практических работ по технологии резинового про-
изводства. Каждая работа представлена в книге основным выводом из статьи и ссылкой 
на источник, в котором можно полностью ознакомиться с самой работой.  
Первая глава раскрывает основной замысел книги — улучшение основных свойств 
изделия. В ней описывается сложность взаимосвязей между свойствами ингредиентов 
и говорится о неограниченном числе вариантов выбора компонентов и составления ре-
цептуры резиновой смеси.
Вторая глава посвящена способам улучшения физических свойств вулканизатов. 
Разобран выбор каучуков и вулканизующих систем на основе серы, перекисей. Рассмо-
трена смешанная система вулканизации и наполнителях. 
Третья глава посвящена стойкости к старению и разрушению. Описывается абра-
зивная и фрикционная износостойкость изнашиванию шин, ремней, шлангов для пе-
скоструйной обработки, роликов, подошв и обрезиненных валов. Повышение износо-
стойкости достигается составлением смеси различных каучуков, систем вулканизующих 
агентов и наполнителей. 
Четвертая глава описывает оптимизацию технологических свойств смешения в рези-
носмесителях и на вальцах. Разбирается использование экструдеров со смесительными 
штифтами для случаев, когда не удается снизить вязкость резиновой смеси. Рассмотрено 
диспергирование технического углерода в резиновых смесях с учетом того, что разные 
базовые каучуки не являются полностью растворимыми друг в друге и обычно образуют 
как сплошные, так и разрозненные домены, распределяющиеся по всей смеси.
Пятая глава посвящена выявлению возможных дефектов при изготовлении изделия, 
таких как пузыри, поры, недооформленные изделия, миграция компонентов смеси на 
поверхность, уход смеси на задний валок, захват воздуха при смешении и т. д. Подробно 
разобраны технологические моменты прессования: давление вулканизации, подпрес-
совка, прилипание к пресс-форме, литниковые каналы. Уделено внимание шприцева-
нию профильных изделий, разбуханию экструдата. 
Шестая глава посвящена улучшению эксплуатационных характеристик шин. Описа-
но влияние введения различных каучуков и их модификаций на повышение сцепления 
с мокрым и сухим асфальтом. Показано, что введение агентов, улучшающих адгезию 
каучука к техническому углероду (химических промоторов), повышает эластичность по 
отскоку и модуль упругости, а также уменьшает истирание. Уделено внимание сниже-
нию сопротивления пневматических шин качению.
В приложении 1 приводится обзор смесей разных каучуков, иллюстрирующий их 
применение в резиновой промышленности для изготовления разнообразных изделий, 
таких как шины, ленты, рукава, каблуки, уплотнители и т. д.
В приложении 2 рассматриваются типичные комбинации вулканизующих агентов, 
которые можно использовать как отправную точку при разработке новых рецептур.
Использование практических рекомендаций, представленных в данной книге, по-
зволит сократить объем лабораторных и исследовательских работ при разработке рецеп-
тур изделий, удовлетворяющих требованиям заказчиков.
Книга будет полезной специалистам промышленной переработки резин, техноло-
гам, механикам, студентам, обучающимся по специальности «Технология переработки 
пластических масс и эластомеров».
Научный редактор перевода
кандидат технических наук Б. Л. Смирнов

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

Предисловие
Составление рецептур резиновых смесей — это и искусство и наука одновременно. 
Данная работа задумана как дополнение к вышедшей ранее под редакцией автора книге 
Rubber Technology: Compounding and Testing for Performance. Как отмечалось в предисловии 
к первому изданию, искусство приготовления резин состоит в том, чтобы за счет наилуч-
шего компромисса между свойствами получить продукт с приемлемой себестоимостью, 
отвечающий требованиям к эксплуатационным характеристикам.
Цель данной книги — донести до опытного и высококвалифицированного химика-
резинщика новые экспериментальные идеи, основываясь на которых, он смог бы улуч-
шить определенные свойства резин. Разумеется, применяя отдельные общие идеи к кон-
кретным смесям, следует всесторонне проверить их влияние не только на целевые, но 
и на остальные свойства смеси. Как правило, любое отдельно взятое изменение состава 
смеси оказывает влияние на весь спектр свойств в лучшую или худшую сторону. Резуль-
татом этого влияния всегда является широкий ряд «незапланированных» последствий, 
которые необходимо полностью выявить путем лабораторных, заводских, эксплуатаци-
онных и других испытаний. На всех предприятиях должен быть предусмотрен порядок 
официального утверждения любых вносимых в состав смеси изменений перед началом 
ее промышленного производства. Чтобы требуемые эксплуатационные характеристики 
продукта достигались наиболее экономичным способом, нередко требуется внести в со-
став смеси не просто отдельное изменение, а продуманно подобранный ряд таких изме-
нений, обеспечивающих оптимальный компромисс между свойствами ре зины.
Новое издание книги содержит свыше 1800 экспериментальных идей по улучшению 
отдельных свойств резин. Они организованы в пять глав, соответственно охватываю-
щих улучшение физических свойств вулканизата, улучшение сопротивляемости гото-
вой резины старению и разрушению, оптимизацию количественных характеристик об-
рабатываемости, технологичности поведения при смешении и обработке и повышение 
эксплуатационных характеристик шин. Кроме того, в книгу включены два приложе-
ния — по  резиновым смесям, широко применяемым для производства отдельных видов 
изделий, и по распространенным системам вулканизации. Большая часть этих экспе-
риментальных идей появилась в результате глубокого анализа литературы по резинам. 
Остальные почерпнуты из упомянутой выше сопутствующей книги. Весьма существен-
ным источником дополнительных идей, взятых из первого издания, явился вклад во-
семнадцати членов экспертной группы (они перечислены в разделе 1.6). Дополнитель-
ные идеи, появившиеся во втором издании, были результатом обширного анализа более 
чем тысячи статей из журналов и докладов на конференциях соответствующих обществ 
США, Китая и Индии.
Приведенные в книге экспериментальные идеи могут сработать не во всех ситуаци-
ях. Изменения, вносимые для улучшения определенного свойства, непременно окажут 
влияние, в лучшую или худшую сторону, и на другие свойства, и автор не ставит перед 
собой цели описать это влияние. В книге также не рассматриваются вопросы безопас-
ности труда и охраны здоровья. Сведения, приведенные в книге, являются эксперимен-
тальными по своей природе и предназначены для лиц, обладающих глубокими теорети-
ческими знаниями и обширным практическим опытом в области составления рецептур 
резиновых смесей.
Джон С. Дик
сентябрь 2013 г. 

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

1. Введение

При составлении рецептур резиновых смесей приходится иметь дело с взаимодей-
ствием множества разнообразных компонентов. Придать продукту требуемые свой-
ства, обеспечив приемлемый баланс между ними, и достичь поставленных экономи-
ческих целей можно различными способами. Цель этой книги — донести до читателя 
экспериментальные идеи, которыми он мог бы руководствоваться при улучшении ха-
рактеристик смесей и решении технических задач.

1.1. Разнообразие ингредиентов резиновых смесей

Рецептуры резиновых смесей, как правило, сложны и включают в себя несколь-
ко тщательно подобранных систем компонентов, каждая из которых способна су-
щественно повлиять на промышленный продукт. Вот некоторые из этих систем:
• 
Базовые каучуки или каучуковые смеси.
• 
Наполнители и мягчители (пластификаторы).
• 
Вулканизующие системы.
• 
Противостарители.
• 
Промоторы клейкости, или автогезии (при необходимости).
• 
Промоторы адгезии к металлу (при необходимости).
• 
Антипирены, или огнезащитные добавки (при необходимости).
• 
Порофоры, или порообразующие агенты (для пористых резин).
• 
Специальные химические добавки для улучшения технологичности.
Выбор базового каучука оказывает наибольшее влияние на свойства резин. Из-
вестно более 30 основных типов каучуков, а в пределах каждого типа — буквально 
сотни различных по свойствам марок. К примеру, существует по меньшей мере 150 
типов резин на основе бутадиенстирольных (БСК), 50 бутадиеновых (ПБК), 150 
этилен-пропилен-диеновых (ЭПДК), 280 бутадиен-нитрильных, 100 силиконовых 
(силоксановых) каучуков и 75 марок фторкаучуков. Каждая из них придает резино-
вой смеси специфические свойства.
Вдобавок к этому разнообразию многие промышленно производимые резины 
приготавливаются на основе смеси двух или более каучуков. Например, многие ре-
зины основаны на смесях БСК/ПБК, НК (натуральный каучук)/ПБК и других со-
четаниях БСК, БНК (бутадиеннитрильный каучук), ГБК (галобутилкаучук), ЭПДК 
и других базовых каучуков. Смешивание базовых каучуковых полимеров — эффективный 
способ придания определенных свойств резиновой смеси. Но во многих 
случаях смешиваемые полимеры, даже если они совместимы (могут быть совместно 
вулканизированы), не смешиваются друг с другом, то есть не являются взаимора-
створимыми. Вследствие этого в результате смешивания образуются однородная 
и дискретная фазы (домены). При смешивании эти фазы проявляют разное сродство 
к разнообразным наполнителям, в том числе к техническому углероду (саже). 
Неоднородность распределения сажи может повлиять на свойства резины непредсказуемым 
образом.

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

1. Введение
12

Оказать очень сильное влияние на свойства резины может также выбор наполнителя 
и пластификатора. Для улучшения физических свойств резиновых смесей 
имеется множество различных наполнителей и армирующих материалов, а также 
широкий спектр масел и пластификаторов на базе синтетических сложных эфиров. 
В настоящее время в распоряжении химиков-резинщиков имеются 42 стандартизованные 
марки товарного технического углерода. В некоторые резиновые смеси 
для сбалансирования эксплуатационных характеристик вводят более одной марки 
технического углерода, что еще больше расширяет выбор.
Для придания вулканизату специфических свойств используют буквально тысячи 
различных сочетаний органических ускорителей вулканизации и серы. Кроме 
широко распространенной серной вулканизации, применяют и другие вулканизующие 
системы, основанные на пероксидах и смолах. Чтобы придать стойкость к различным 
агрессивным факторам, действующим в условиях эксплуатации, в рецептуры 
промышленно производимых резин вводят антиоксиданты и антиозонанты и их 
сочетания. Существуют различные марки серы и оксида цинка, применяемые в основном 
для резиновых смесей на основе каучуков общего назначения. Широкий 
выбор марок серы и оксида цинка различной крупности и степени чистоты позволяет 
улучшить диспергирование вулканизующего агента в резиновой смеси и придать 
ей нужные свойства.

1.2. Разнообразие производимых резин

Как указывалось выше, существует практически неограниченное число вариантов 
выбора компонентов и составления рецептуры резиновой смеси. Разработка 
рецептуры смеси, отвечающей требованиям заказчиков, обходится очень дорого. 
В связи с этим большинство производителей резин стремятся держать свои рецеп-
туры в секрете, чтобы сохранить преимущество перед конкурентами. Даже если по-
пытаться расшифровать рецептуру конкурента, чтобы удовлетворить требования 
заказчика, воспроизвести в точности ее невозможно. Как следствие, число рецептур 
увеличивается.
Вместе с тем разнообразие промышленных резиновых продуктов не ограни-
чивается огромным числом применяемых рецептур. Разные свойства будут иметь 
даже продукты, производимые разными компаниями по идентичным рецептурам 
из одних и тех же исходных материалов. Вполне возможно, например, что компо-
ненты одной и той же рецептуры смешиваются в разных смесителях или в разной 
последовательности, в результате чего состояние смеси оказывается различным. 
Изделие может иметь разные свойства и в том случае, когда идентичные смеси, со-
ставленные по одним и тем же рецептурам, вулканизуются в разных условиях (дли-
тельность, температура, давление).

1.3. Сложность взаимосвязей между результатами 
изменения ингредиентов

Другая трудность при составлении рецептур резиновых смесей заключается 
в проблеме взаимосвязей между свойствами ингредиентов. С одной из форм вза-

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

1.3. Сложность взаимосвязей между результатами изменения ингредиентов
13

имодействия разработчик сталкивается при попытке регулирования отдельных 
свойств продукта, например твердости. Твердость (Y1) можно увеличить повыше-
нием содержания или изменением типа вулканизующего комплекса в целях уве-
личения плотности поперечных связей в вулканизате (X1). Такой же эффект, но по 
другой причине, вызовет увеличение содержания технического углерода (X2). Того 
же можно добиться, но опять-таки по другой причине, значительным уменьшением 
содержания мягчителя (X3). Эта неоднозначность способа достижения цели встре-
чается при составлении рецептур резиновых смесей очень часто. Кроме того, эти 
независимые параметры (точнее, результаты их действия) взаимодействуют между 
собой, так как их влияние не всегда является аддитивным, то есть линейным. По-
нятно, что изменения, вносимые в вулканизующую систему, наполнитель, мягчи-
тель, базовый каучук или их смесь, способ смешения и другие параметры, влияют 
на данное свойство резины, например на рассмотренную выше в качестве примера 
твердость (Y1). Но любое из этих изменений или любая их комбинация одновре-
менно влияет очень разными способами и на широкий круг других свойств — на 
условную прочность при растяжении (Y2), относительное удлинение при разрыве 
(Y3), эластичность по отскоку (Y4), стойкость к старению (Y5), сопротивление разди-
ру (Y6), усталостную выносливость при многократных изгибах (Y7), маслостойкость 
(Y8) и т. д. (Yn). По-другому такую зависимость свойств от определенного измене-
ния состава можно назвать его комплексной реакцией на изменение. Как говорят 
опытные резинщики, “невозможно изменить только что-то одно” (К: Р. Дж. Дель 
Веккио). Различные изменения состава, увеличивающие твердость, одновременно 
влияют на относительное удлинение, прочность при растяжении, маслостойкость, 
остаточную деформацию при сжатии, усталость при изгибе и другие физические 
свойства, изменяя в лучшую или худшую сторону эксплуатационные качества про-
дукта. То же самое можно сказать и про технологические свойства. В результате из-
менений состава технологичность резиновой смеси почти всегда улучшается или 
ухудшается; это еще один их непреднамеренный эффект. Вдобавок, многие из этих 
комплексных реакций являются нелинейными и одновременно улучшают либо 
ухудшают эксплуатационные качества резины. Такой тип взаимодействия, вы-
ражающийся в комплексных откликах на изменения состава, чрезвычайно часто 
встречается при составлении рецептур резиновых смесей. Поэтому с уверенностью 
можно сказать, что использование идей из этой книги в целях изменения или опти-
мизации конкретного свойства резиновой смеси (например, твердости) наверняка 
воздействует почти на любое другое измеримое свойство смеси. Многие из этих воз-
действий могут ухудшить эксплуатационные качества резины.
Концепция комплексных откликов требует понимания разработчиком того, на-
сколько эти отклики могут быть разными для каждого отдельно взятого изменения. 
Результаты изменения одних ингредиентов не зависят от изменений остальных (нет 
взаимосвязи), тогда как результаты изменений других ингредиентов сильно связаны 
между собой. К примеру, результат одновременного изменения концентраций 
двух марок технического углерода обычно можно представить как сумму результатов 
изменения концентраций каждой из них по отдельности. Но если взять, например, 
комбинацию серы и ускорителя вулканизации, изменение ее концентрации 
может оказать на твердость и другие свойства воздействие, значительно отличаю-

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru