— Эффект «дубения» летних шин при околонулевых температурах вызван тем, что компоненты, входящие в их состав, начинают застывать, — объясняет эксперт компании «Автокод» Ксения Тимофеева. — Каучук теряет свою эластичность, в результате чего резко снижается сцепление протектора с асфальтом.
При движении покрышка нагревается от трения, но при температурах ниже +5 ̊C летняя резина может не успеть прогреться за счет трения настолько, чтобы вернулась подвижность компонентов. В результате каучуковая матрица, на которой строится база такой резины, из мягкого состояния переходит в твердое и начинает скользить на дороге, что может привести к ДТП...
— Секрет «дубения» шины при температурах +5-7°C и ниже кроется в температуре стеклования эластомеров, — соглашаются в технической дирекции компании «Трастхимполимер» (ГК «Татхимполимер»). — Летний протектор обычно делают на основе смеси стирол-бутадиенового и бутадиенового каучуков, которые действительно рассчитаны на тепло. Как только температура падает к пяти градусам, полимерные цепи теряют подвижность. Резина буквально превращается из упругого эластомера в жесткий пластик...
Если выражаться научным языком, то с точки зрения химии высокомолекулярных соединений и технологии переработки эластомеров, поведение автомобильной шины при понижении температуры определяется фундаментальным физико-химическим процессом — приближением полимерной матрицы к температуре стеклования.
Любая протекторная резина представляет собой сложный наполненный композит на основе синтетических и натуральных каучуков — чаще всего это комбинация растворного стирол-бутадиенового каучука (ДССК) и цис-1,4-полибутадиенового каучука (СКД), модифицированная диоксидом кремния и техническим углеродом. Летние рецептуры оптимизированы для работы в диапазоне от +7 °C до +40 °C.
В этих условиях макромолекулы полимера обладают высокой конформационной подвижностью: сегменты цепей легко перемещаются друг относительно друга под воздействием внешних нагрузок, обеспечивая высокоэластическое состояние.
— В свою очередь, сцепление шины с асфальтом (даже абсолютно сухим) базируется на двух фундаментальных механизмах трения — молекулярной адгезии и гистерезисных потерях эластомера, — рассказывают в «Трастхимполимере». — Первая требует, чтобы мягкий протектор буквально фрикционно «втекал» в микронеровности дорожного полотна, создавая максимальную площадь фактического контакта. Задубевший летний компаунд теряет способность к микродеформации. Он опирается только на вершины выступов асфальта, из-за чего реальная площадь пятна контакта сокращается в разы.
А гистерезисные потери — это способность резины поглощать и рассеивать механическую энергию при деформации шероховатостями дороги. Когда колесо катится, выступы покрытия вдавливаются в протектор, а при выходе из контакта полимер восстанавливает форму с задержкой (проявление вязкоупругого поведения). Эта внутренняя вязкая релаксация и генерирует основную силу торможения. При низких температурах время релаксации полимерных цепей летней шины возрастает, материал не успевает отрабатывать микропрофиль дороги, и вместо гистерезисного удержания происходит высокочастотное микропроскальзывание, — объясняют ситуацию специалисты.
Иными словами, опасное заблуждение многих водителей заключается в том, что сухой асфальт безопасен при любой температуре. Однако при экстренном торможении на сухом покрытии в условиях околонулевых температур тормозной путь автомобиля на летних шинах увеличивается в среднем на 20-40%, предупреждают эксперты.
Поскольку жесткость блоков протектора возрастает, локальные сдвиговые напряжения в точках контакта с дорожным камнем резко увеличиваются. Вместо эффективного зацепления происходит микроструктурный срез поверхностного слоя шины.
Микрочастицы твердого полимера отделяются от протектора и начинают работать как сухая смазка в зоне контакта, дополнительно снижая коэффициент трения. Электронные системы безопасности (ABS и другие) в автомобиле начинают срабатывать значительно раньше, так как колеса мгновенно срываются в юз из-за потери фрикционного сцепления с холодным грунтом.
Таким образом, с физикой полимеров спорить бесполезно: температурный рубеж в +5-7°C является критической точкой смены фазового состояния материала. Летний состав шины просто перестает работать, что, в свою очередь, напрямую влияет на безопасность. Короче говоря, рекомендация «переобувать» свое ТС при +5-7 °C — это не маркетинговый ход, а жесткое требование физики полимеров, резюмируют специалисты.
