ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЕ РЕЗИНЫ

ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЕ РЕЗИНЫ
В настоящее время возник большой интерес к электропрово¬дящим резинам и пластикам, которые находят применение в про¬мышленной технике, строительстве, сельском хозяйстве и домаш¬нем быту. Вначале электропроводящие резины начали применять для предохранения от обледенения лопастей пропеллера и крыль¬ев самолета и решения некоторых проблем, связанных с высотны¬ми полетами; 'впоследствии из таких резин стали изготавливать различные покрытия для полов и изделия, способные отводить в землю заряды статического электричества. Такие резины получи¬ли название антистатических.
Электропроводящие резины выпускают как высокоэластичные, так и твердые (эбониты); изменяя их состав, можно получить ре-зимы, ■обладающие 'морозостойкими, трудновоопламеняемыми и другими свойствами.
Неполярные каучуки имеют удельное электрическое сопротив¬ление порядка 1012—1014 Ом-м, полярные намного меньше, для СКН-26, например, 5-108 Ом-м. При введении различных элект¬ропроводящих наполнителей: графита, металлических порошков и технического углерода, имеющего развитую первичную структуру (ацетиленового марки ТА-70), можно в значительной степени сни¬зить удельное электрическое сопротивление каучуков и резин. С увеличением содержания наполнителя электрическое сопротив¬ление резин уменьшается, стремясь к предельному значению — со¬противлению чистого наполнителя.
Электропроводящими обычно считают резины, имеющие удель¬ное объемное сопротивление меньше 105 Ом-м. Резины с удельным объемным сопротивлением 102—105 Ом-м предназначены для отво¬да статических зарядов, а резины с удельным объемным сопротив¬лением меньше 10Ом-м — для специальных целей.
Электрическое сопротивление резины измеряют обычно компен¬сационным методом, который по сравнению с другими позволяет исключить влияние контактного сопротивления, так как в момент компенсации ток, проходящий через гальванометр, равен нулю.
Для измерения электрического сопротивления применяют об¬разцы в виде полосок вулканизованной резины (размером 100Х Х10Х2 мм), которые помещают между электродами установки. После чего измеряют прибором разности потенциалов на тонко¬съемных ножах Ux, и косвенно определяют силу тока, протекаю¬щего по цепи /. Зная падение напряжения Uo на эталонном об¬разце сопротивлением R0, роль которого выполняет магазин сопро¬тивлений КМС-6, рассчитывают сопротивление Rx=UxRo/Uo и удельное объемное электрическое сопротивление p=RxS/l (здесь / — длина образца; 5 — площадь сечения образца).
Существуют и другие способы измерения электрического со¬противления резин: при помощи омметра, моста Уитстона, по не¬посредственному отклонению амперметра и вольтметра.
Основным электропроводящим наполнителем для резиновых смесей, обеспечивающим их хорошие технологические свойства, яв¬ляется технический углерод марки ТА-70.
Ниже приведены значения удельного объемного электрическо¬го сопротивления (Ом-м) резин на основе различных каучуков в зависимости от содержания в них технического углерода марки ТА-70 (ацетиленовой сажи):
Содержание технического углерода ТА-70, масс. ч.
Каучук
10 30 50 70 90 120
СКС-ЗОАРК 550 30 4 0,77 0,15 0,11
СКН-18 320 9,2 2,1 0,51 0,51 0,10
СКН-26 210 8,7 1,9 0,40 0,10 0,12
СКН-40 105 1,65 0,65 0,16 0,07 0,12
Хлоропреновый 100 1,2 0,67 0,18 0,01 0,09
Из этих данных следует, что резины на основе каучуков, со¬держащих значительное число полярных групп (СКН-40 и хлоро¬преновый), обладают большей электропроводностью по сравне¬нию с резинами на основе менее полярных каучуков.
На электрическое сопротивление резин оказывают определен¬ное влияние вулканизационные структуры.
Ниже приведены значения р„ (Ом-м) для электропроводящих резин, содержащих 50 масс. ч. технического углерода марки ТА-70 и различные ускорители, способствующие образованию моно-, ди- и полисульфидных связей:
__,__„ Меркаптобенз- Дяфевил-1иурам тиазол гуаниднн
СКС-ЗОАРК . . 0,47 0,29 0,36
СКН-40 .... 0,41 0,15 0,37
Как можно заметить, смеси с тиурамом обладают повышенным сопротивлением. При взаимодействии тиурама с каучуком обра¬зуются малоподвижные жесткие моносульфидные связи, в ре¬зультате чего снижается возможность образования электропрово¬дящих цепочек технического углерода.
Смесь 3 масс. ч. тиурама с 1,5 масс. ч. цинковых, никелевых и сурьмяных солей анилада салициловой кислоты способствует резкому снижению электрического сопротивления вулканизатов. При значительном наполнении смесей техническим углеродом по-1 вышается жесткость сырых смесей. Для получения смесей, при¬годных к технологической обработке, при высокой степени напол¬нения, содержание пластификатора в них не должно превышать 30—50 масс. ч. на .100 масс. ч. каучука. Однако с увеличением -содержания пластификатора электрическое сопротивление не¬сколько возрастает.
Изменяя состав смеси можно получать резины, обладающие одновременно электропроводностью и морозостойкостью. Такие резины предназначены для изготовления уплотнений затворов гидротехнических сооружений, расположенных в северных райо¬нах СССР. Электрический ток, проходя через уплотнения, нагре¬вает их, что предотвращает обледенение.
Применение магнитного поля в момент формирования струк¬туры позволило получить электропроводящие полимерные мате¬риалы, обладающие анизотропией электрических свойств. Такого рода материалы применяют в радиотехнической промышленности.
Электропроводящие резины находят широкое применение для отвода зарядов статического электричества, где они используют¬ся в качестве покрытий полов производственных помещений, опе¬рационных, рабочих столов и других объектов. На их основе мо¬гут быть получены многие резиновые технические изделия (транс¬портерные ленты, клиновые ремни, рукава, формовые детали и др.), обладающие антистатическими свойствами. Электропрово¬дящие резины используют для комплектации медицинских аппа¬ратов (наркозных аппаратов, резиновых электродов и других).