EoW March 2010

Техническая статья

3. Результаты и их обсуждение

Физико-механические свойства

1

2

3

4

5

Прочность на растяжение (MPa) Относительное удлинение при разрыве (%)

11,1

11,0

11,7

11,5

8,5

3.1 Физико-механические свойства

384

270

236

251

265

Основные

свойства

определялись

M 50 (MPa) M 100 (MPa)

1,8 4,0

2,5 5,9

3,1 7,3

2,8 6,4

3,0 6,2

в требованиями, описанными в спецификации стандарта НЭК 606. Компаунд №5, приготовленный на основе СЭВ с 70-процентным содержанием ВА, демонстрирует самую низкую из всех компаундов величину прочности при растяжении. Это – предельное значение, которое нежелательно, поскольку для учета изменения свойств после испытаний старением и погружением в масло требуется некоторый запас по значениям. Значения прочности на растяжение для остальных четырех компаундов соизмеримы друг с другом и находятся в одном диапазоне (11 МПа). Компаунд №1 демонстрирует устойчивые деформационно-прочностные свойства с высоким относительным удлинением при разрыве и самой низкой твердостью по Шору «А» из всех объектов исследования (см. таблицу 3). Компаунды №2 и №3, изготовленные на основе полимерных смесей, демонстрируют аналогичные значения прочности на растяжение, но более низкие (до 100 %), чем у компаундов на основе ГБНК, значения относительного удлинения при разрыве. По сравнению с компаундом №1 значения твердости и модулей упругости выше. Если проводить сравнение между компаундами №2 и №3, то в компаунде №3, который был изготовлен на основе Silquest RC-1, отмечается увеличение плотности поперечных связей (более высокая твердость) и модулей упругости (M50 и M100). содержание наполнителей и пластификаторов в них отличается. Изначально компаунд с тем же содержанием наполнителей и пластификаторов, что и в других составах, демонстрировал очень низкие деформационно-прочностные свойства (6,4 МПа, относительное удлинение при разрыве – 290 %), а также малую твердость и прочность на раздир. По этой причине была проведена оптимизация состава за счет увеличения количества наполнителя и уменьшения количества пластификатора (на 30 весовых частей на сто частей компаунда (вес. ч.) больше ГОА (гидроокиси алюминия) и на 5 весовых частейменьшеДОС(диоктилсебацината)). Фишер с соавторами [ 8 ] выявили корреляцию между содержанием ВА и плотностью поперечных связей для компаундов на основе Levapren ® , приготовленных в тех же условиях соответствии с Компаунды сравнивать, №4 так и №5 трудно как

Твердость по Шору «А» при 23˚ Прочность на раздирh ASTM D-470

65

69

76

73

76

6,4

3,2

3,2

4,1

3,9

Таблица 3 ▲ ▲ : Физико-механические свойства разработанных компаундов

на основе СЭВ с 50-процентным содержанием ВА. Степень поляризации данного компаунда достаточна только для того, чтобы обеспечить стойкость при погружении в масло IRM 902, но не в масло IRM 903, которое обладает большей коррозионной агрессивностью и полярностью, чем IRM 902. Компаунды на основе СЭВ с 70-процентным содержанием ВА продемонстрировали маслостойкостьнауровне,сопоставимом с маслостойкостью компаунда на основе ГБНК (см. рис. 2 и 3). 3.2.2 Буровые растворы на водяной и углеводородной основе Композиции на водяной основе Двухвалентные катионы, такие как катионы кальция и магния, добавленные в буровой раствор на основе пресной

(при постоянном уровне содержания пероксидов и других добавок). Это могло бы объяснить низкие деформационно- прочностные свойства, обнаруженные в первоначальном компаунде №5.

3.2 Стойкость к воздействию рабочей среды 3.2.1 Масло IRM 902 и 903

Маслостойкость тесно связана с полярностью эластомера. Полярность эластомеровнаосновеСЭВопределяется содержанием винилацетата, а полярность эластомеров на основе ГБНК – содержанием акрилонитрила [ 5 ] . Количественноеопределениеизменения свойств и объема после погружения в масло подтверждает данный эффект (см. рис. 2 и 3). Компаунды на основе СЭВ с 70-процентным содержанием ВА и ГБНК серии LT

Рис. 2. ▼ ▼ Изменение объема и удельного веса после погружения в масло IRM 902 и 903 на 168 часов при 100 °C

прод емо н с т риро в а л и самые низкие значения набухания и изменения прочнос ти при растяжении. Это можно было бы приписать высокой полярности, обусловленной большим содержанием ВА в полимерном материале на основе СЭВ (70 %), тогда как в случае с материалом на основе ГБНК полярность присуща д и п о л ь - д и п о л ь н о м у в з а и м о д е й с т в и ю АН группы, которая, несмотря на низкое содержание в Therban LT 2007, имеет достаточную концентрацию для обеспечения уровня м а с л о с т о й к о с т и , требуемого для этих компаундов. Самое большое изменение механических свойств при растяжении может наблюдаться в компаундах

Уд. вес / масло IRM 902/168h@ 100ºC Объем / масло IRM 902/168h@ 100ºC Уд. вес / масло IRM 903/168h@ 100ºC Объем / масло IRM 903/168h@ 100ºC

Изменение удельного веса и объема [%]

Рис. 3. ▼ ▼ Изменение прочностных свойств при растяжении после погружения в масло IRM 902 и 903 на 168 часов при 100 °C

Изменение прочности на растяжение [%]

193

EuroWire – март 2010 г.