Виброизоляция из резиновой крошки. Легенда и реальность
28 Ноября 2023
В последние годы ряд компаний вышли на рынок строительных виброизолирующих материалов с предложениями использовать в качестве демпфирующих материалов изделия, содержащие большое количество отходов резиновой и шинной промышленности. Обычно такие материалы, представляющие из себя смесь резиновой крошки, полученной дроблением автомобильных шин, в полимерной композиции на основе изоцианатного олигомера, представляют, как новые инновационные высокотехнологичные разработки с уникальным комплексом свойств под завлекательным брендом “Виброрез-”, где видны отсылки и к вибрациям - “Вибро-”, и к основному материалу резина - “...рез”, не акцентируя внимание потребителя на том, что эти “...рез” представляют собой сырье со свалки.
Очевидно, что такие “виброизоляционные материалы” проигрывают специально разработанным демпфирующим эластомерам на основе бутадиен-нитрильных каучуков, поскольку материалы из крошки обладают низкими показателями как несущей способности, так и способностью к поглощению вибрационных колебаний. Но эти “Виброрезы” частично решают часть задач экологической повестки - используют материалы вторичной переработки резины - “...рез”, что, конечно важно. Хотя более правильно будет говорить лишь об временном решении, т.к. через несколько лет этот материал также оказывается на свалке, поскольку никакой технологии рециклинга для этих материалов “специалистами” не создано.
Интересно, что маркетологи отчаянно заявляют их “аналогами” импортных виброизоляционных материалов, в частности полиуретановых Sylomer, Vibrafon и даже Nowelle, прекрасно зная, что это неправда.
Из каких материалов делают виброрезы?
В большинстве случаев для изготовления таких “виброизоляционных” материалов используют резиновую крошку, полученную из дробленых автомобильных покрышек, поскольку такая крошка самая дешевая. Рассмотрим внимательнее, что представляет собой резина этой крошки. В основе этих резин лежат изопреновые и бутадиен-стирольные каучуки различных видов, и их комбинации. Эти каучуки, ввиду своего химического строения, имеют один из самых высоких среди эластомеров показатель эластичности по отскоку.
А какие же каучуки нужны для вибродемпфирующих материалов?
Натуральный и синтетические изопреновый и бутадиен-стирольный каучуки обеспечивают резинам на их основе высокую эластичность, т.е. низким внутренним трением в молекулах полимера (гистерезисом), что важно для автомобильных шин, т.к. это положительным образом отражается на комфорте пассажиров и сохранности подвески автомобиля, уменьшает сопротивление качению. Но все эти положительные для шин показатели имеют совершенно обратную зависимость для демпфирования колебаний.
Для настоящего вибродемпфирующего материала, в частности демпфирующей эластомерной пластины ПД-С-Ф-10-500х500 выпускаемой по ТУ 22.19.20-133-75233153-2022, необходимо иметь высокий гистерезис, за счет чего, ввиду высокого внутреннего трения внутри полимерного массива, происходит бóльшая потеря механической энергии вибрации, что приводит к лучшему поглощению колебательной энергии. Такие характеристики можно обеспечить использованием бутадиен-нитрильных каучуков и эластомеров полиизобутиленового ряда.
Также надо иметь в виду, что по химическому составу резиновая крошка зависит от вида сырья, из которого она изготовлена, т.е. от того типа автомобильных шин (зимние, летние, грузовые, КГШ и т.д.) и даже от той части той самой шины (протектор, боковина и т.д.), которая после дробления стала крошкой. Нетрудно догадаться, что химический состав различных видов резиновой крошки может серьезно различаться. Но потребитель “виброизоляционных” изделий об этом никогда не узнает. Мало того, об этом зачастую не задумываются и сами производители таких “продуктов”, используя самые дешевые виды крошки, не классифицируя крошку по типу сырья, т.к. это неизбежно вызовет рост себестоимости как крошки, так и готового материала.
В отличии от разнообразных Виброрезов и их аналогов, у специально разработанных демпфирующих эластомерных пластин, таких как ПД-С-Ф, состав практически всегда идентичен, поскольку в составе отсутствуют продукты вторичной переработки, и характеристики, в том числе способность к поглощению энергии вибрационных колебаний, стабильны.
Наличие резиновой крошки, как и других посторонних включений, делает материал многофазным, т.е. сложно говорить о его монолитности. При этом, даже приняв во внимание, что крошка сможет в процессе вулканизации “привариться” к связующему полимеру композиции - полиуретану, из-за неравномерного распределения активных центров по поверхности, а также различного параметра растворимости (что ухудшает совмещение различных материалов) из-за использования в одной системе каучуков разных типов, невозможно добиться, чтобы крошка всей своей поверхностью полностью привулканизовалась к полимеру. В результате этого, в массиве материала образуются микропоры. Справедливость этого утверждения подтверждают данные с сайтов производителей - плотность 730 кг/куб.м, что в 1,5 - 2 раза ниже, чем у традиционной резины. А поскольку крошка распределена во всем объеме эластомерного материала, в том числе и на поверхности, можно говорить о получившейся системе с открытыми порами.
Предсказать, как будет работать подобный материал, опираясь на испытания в лабораторных условиях, не представляется возможным. А в зависимости от размера крошки, распределения частиц разного величины в массиве материала и количества воды внутри композиции, эксплуатационные характеристики виброизоляционного материала будут меняться. При этом вода практически несжимаемый материал, а при ее наличии внутри материала в первую очередь кардинально изменятся именно динамические характеристики. При отрицательных температурах вода, находящаяся в внутри микропор, за счет увеличения своего объема, может вызывать плохо прогнозируемые локальные разрушения структуры материала. Стоит помнить также о низкой гидролитической стойкости полиуретанового связующего - клея, которое становится критическим в присутствии в воде растворенных солей. А поскольку воздействия воды и растворов солей будет невозможно избежать в условиях реальной эксплуатации, в частности в фундаментах, этот комплекс негативных факторов неизбежно приведет вначале к снижению эффективности виброзащиты, а затем и к выходу из строя всей системы виброизоляции.
Традиционные же вулканизованные эластомеры, в т.ч. ПД-С-Ф, монолитны, практически не впитывают воду и устойчивы к гидролизу. Т.е. можно говорить о надёжности современных демпфирующих эластомерных пластин.
Таким образом, наличие в “вибродемпфирующем” материале дробленой резиновой крошки, гарантирует нестабильность характеристик изделий и ведёт к ухудшению эксплуатационных, в т.ч. демпфирующих свойств материала. Применение в качестве базового материала эластомера с высокой эластичностью - крошку из резины на основе синтетических каучуков изопренового и бутадиен-стирольных, изначально не дает возможности получить материал с высокими показателями поглощения энергии колебаний, т.е. материалы класса виброрезов трудно назвать вибродемпфирующими.
Таким образом, использование резиновой крошки из дробленных автомобильных покрышек, хоть и выглядит экономически оправданным решением, которое можно дополнительно подкрепить “заботой” об экологии, в то же время негативно отразится на свойствах виброизоляционного материала, что неизбежно отразится на его эксплуатационных характеристиках.
Сравним сроки эксплуатации
Именно поэтому срок эксплуатации демпфирующих эластомерных пластин составляет по экспериментально-прогностическим исследованиям от 30 до 50 лет и более, в то время как для “вибродемпфирующих” пластин из резиновой крошки - не более 5 лет в соответствии с паспортными данными. Это, кстати, говорит об экологически рациональном подходе при проектирования вибродемпфирующих строительных материалов, который показывают специалисты ООО “Вулканикум” и их партнеры, которые разработали надежные монолитные вибродемпфирующие материалы стабильные по всем заявленным характеристикам на протяжении всего длительного срока службы.
Выбор за вами!
За потребителей остаетcя право рискнуть использовать нестабильный материал типа виброрез из отходов и материалов со свалки, предоставляющий сомнительное временное, но весьма бюджетное решение в борьбе с вибрациями, либо сделать осознанный выбор в пользу качественного, надёжного вибродемпфирующего материала, к примеру демпфирующая эластомерная пластина ПД-С-Ф-10-500х500, той что производится по ТУ 22.19.20-133-75233153-2022, и обеспечит виброзащиту объектов на несколько десятков лет.
Очевидно, что такие “виброизоляционные материалы” проигрывают специально разработанным демпфирующим эластомерам на основе бутадиен-нитрильных каучуков, поскольку материалы из крошки обладают низкими показателями как несущей способности, так и способностью к поглощению вибрационных колебаний. Но эти “Виброрезы” частично решают часть задач экологической повестки - используют материалы вторичной переработки резины - “...рез”, что, конечно важно. Хотя более правильно будет говорить лишь об временном решении, т.к. через несколько лет этот материал также оказывается на свалке, поскольку никакой технологии рециклинга для этих материалов “специалистами” не создано.
Интересно, что маркетологи отчаянно заявляют их “аналогами” импортных виброизоляционных материалов, в частности полиуретановых Sylomer, Vibrafon и даже Nowelle, прекрасно зная, что это неправда.
Из каких материалов делают виброрезы?
В большинстве случаев для изготовления таких “виброизоляционных” материалов используют резиновую крошку, полученную из дробленых автомобильных покрышек, поскольку такая крошка самая дешевая. Рассмотрим внимательнее, что представляет собой резина этой крошки. В основе этих резин лежат изопреновые и бутадиен-стирольные каучуки различных видов, и их комбинации. Эти каучуки, ввиду своего химического строения, имеют один из самых высоких среди эластомеров показатель эластичности по отскоку.
А какие же каучуки нужны для вибродемпфирующих материалов?
Натуральный и синтетические изопреновый и бутадиен-стирольный каучуки обеспечивают резинам на их основе высокую эластичность, т.е. низким внутренним трением в молекулах полимера (гистерезисом), что важно для автомобильных шин, т.к. это положительным образом отражается на комфорте пассажиров и сохранности подвески автомобиля, уменьшает сопротивление качению. Но все эти положительные для шин показатели имеют совершенно обратную зависимость для демпфирования колебаний.
Для настоящего вибродемпфирующего материала, в частности демпфирующей эластомерной пластины ПД-С-Ф-10-500х500 выпускаемой по ТУ 22.19.20-133-75233153-2022, необходимо иметь высокий гистерезис, за счет чего, ввиду высокого внутреннего трения внутри полимерного массива, происходит бóльшая потеря механической энергии вибрации, что приводит к лучшему поглощению колебательной энергии. Такие характеристики можно обеспечить использованием бутадиен-нитрильных каучуков и эластомеров полиизобутиленового ряда.
Также надо иметь в виду, что по химическому составу резиновая крошка зависит от вида сырья, из которого она изготовлена, т.е. от того типа автомобильных шин (зимние, летние, грузовые, КГШ и т.д.) и даже от той части той самой шины (протектор, боковина и т.д.), которая после дробления стала крошкой. Нетрудно догадаться, что химический состав различных видов резиновой крошки может серьезно различаться. Но потребитель “виброизоляционных” изделий об этом никогда не узнает. Мало того, об этом зачастую не задумываются и сами производители таких “продуктов”, используя самые дешевые виды крошки, не классифицируя крошку по типу сырья, т.к. это неизбежно вызовет рост себестоимости как крошки, так и готового материала.
В отличии от разнообразных Виброрезов и их аналогов, у специально разработанных демпфирующих эластомерных пластин, таких как ПД-С-Ф, состав практически всегда идентичен, поскольку в составе отсутствуют продукты вторичной переработки, и характеристики, в том числе способность к поглощению энергии вибрационных колебаний, стабильны.
Наличие резиновой крошки, как и других посторонних включений, делает материал многофазным, т.е. сложно говорить о его монолитности. При этом, даже приняв во внимание, что крошка сможет в процессе вулканизации “привариться” к связующему полимеру композиции - полиуретану, из-за неравномерного распределения активных центров по поверхности, а также различного параметра растворимости (что ухудшает совмещение различных материалов) из-за использования в одной системе каучуков разных типов, невозможно добиться, чтобы крошка всей своей поверхностью полностью привулканизовалась к полимеру. В результате этого, в массиве материала образуются микропоры. Справедливость этого утверждения подтверждают данные с сайтов производителей - плотность 730 кг/куб.м, что в 1,5 - 2 раза ниже, чем у традиционной резины. А поскольку крошка распределена во всем объеме эластомерного материала, в том числе и на поверхности, можно говорить о получившейся системе с открытыми порами.
Предсказать, как будет работать подобный материал, опираясь на испытания в лабораторных условиях, не представляется возможным. А в зависимости от размера крошки, распределения частиц разного величины в массиве материала и количества воды внутри композиции, эксплуатационные характеристики виброизоляционного материала будут меняться. При этом вода практически несжимаемый материал, а при ее наличии внутри материала в первую очередь кардинально изменятся именно динамические характеристики. При отрицательных температурах вода, находящаяся в внутри микропор, за счет увеличения своего объема, может вызывать плохо прогнозируемые локальные разрушения структуры материала. Стоит помнить также о низкой гидролитической стойкости полиуретанового связующего - клея, которое становится критическим в присутствии в воде растворенных солей. А поскольку воздействия воды и растворов солей будет невозможно избежать в условиях реальной эксплуатации, в частности в фундаментах, этот комплекс негативных факторов неизбежно приведет вначале к снижению эффективности виброзащиты, а затем и к выходу из строя всей системы виброизоляции.
Традиционные же вулканизованные эластомеры, в т.ч. ПД-С-Ф, монолитны, практически не впитывают воду и устойчивы к гидролизу. Т.е. можно говорить о надёжности современных демпфирующих эластомерных пластин.
Таким образом, наличие в “вибродемпфирующем” материале дробленой резиновой крошки, гарантирует нестабильность характеристик изделий и ведёт к ухудшению эксплуатационных, в т.ч. демпфирующих свойств материала. Применение в качестве базового материала эластомера с высокой эластичностью - крошку из резины на основе синтетических каучуков изопренового и бутадиен-стирольных, изначально не дает возможности получить материал с высокими показателями поглощения энергии колебаний, т.е. материалы класса виброрезов трудно назвать вибродемпфирующими.
Таким образом, использование резиновой крошки из дробленных автомобильных покрышек, хоть и выглядит экономически оправданным решением, которое можно дополнительно подкрепить “заботой” об экологии, в то же время негативно отразится на свойствах виброизоляционного материала, что неизбежно отразится на его эксплуатационных характеристиках.
Сравним сроки эксплуатации
Именно поэтому срок эксплуатации демпфирующих эластомерных пластин составляет по экспериментально-прогностическим исследованиям от 30 до 50 лет и более, в то время как для “вибродемпфирующих” пластин из резиновой крошки - не более 5 лет в соответствии с паспортными данными. Это, кстати, говорит об экологически рациональном подходе при проектирования вибродемпфирующих строительных материалов, который показывают специалисты ООО “Вулканикум” и их партнеры, которые разработали надежные монолитные вибродемпфирующие материалы стабильные по всем заявленным характеристикам на протяжении всего длительного срока службы.
Выбор за вами!
За потребителей остаетcя право рискнуть использовать нестабильный материал типа виброрез из отходов и материалов со свалки, предоставляющий сомнительное временное, но весьма бюджетное решение в борьбе с вибрациями, либо сделать осознанный выбор в пользу качественного, надёжного вибродемпфирующего материала, к примеру демпфирующая эластомерная пластина ПД-С-Ф-10-500х500, той что производится по ТУ 22.19.20-133-75233153-2022, и обеспечит виброзащиту объектов на несколько десятков лет.
Последние новости раздела
10 декабря 2024
6 декабря 2024