Плюсы и минусы вулканизации
Основным достоинством процесса ремонта резины является то, что отремонтировать дешевле, чем купить новое
Однако каждая ситуация индивидуальна, поэтому важно определить спасет ли ремонт ситуацию
Холодный способ достаточно прост в использовании, это не займет много времени, а затраты будут минимальными. Главный же минус такого способа, это ненадежность склеивания. Такая процедура является временной, и следует как можно быстрее обратиться на СТО.
Горячая вулканизация надежно сваривает резину, позволяет проводить такие работы при любой температуре и имеет невысокую стоимость.
Итак, выполнить ремонт камеры или покрышки можно разными способами, но лучше доверить эту работу специалистам, потому что это собственная безопасность.
Что такое вулканизация каучука и что она дает?
Технологический процесс вулканизации подразумевает смешение каучука, серы и других веществ в необходимых пропорциях. Их подвергают тепловой обработке. При нагревании каучука с агентом серы молекулы этого вещества скрепляются друг с другом серными связями. Некоторые их группы образуют единую трехмерную пространственную сетку.
В состав каучука входит большое количество углеводорода полиизопрена (C5H8)n, белков, аминокислот, жирных кислот, соли некоторых металлов и другие примеси.
В молекуле природного каучука может присутствовать до 40 тысяч элементарных звеньев, он не растворяется в воде, но прекрасно расщепляется в органических растворителях. Однако если каучук способен практически полностью раствориться в бензине, то резина в нем лишь разбухнет.
Вулканизация этого материала способствует снижению пластических показателей резины, оптимизирует степень ее набухания и растворимость при непосредственном контакте с органическими растворителями.
Процесс вулканизации каучука обеспечивает полученный материал более прочными свойствами. Резина, изготовленная по такой технологии, способна сохранять эластичность в широком диапазоне температур. В то же время нарушения технологического процесса в виде увеличения добавления серы приводят к появлению твердости материала и утрате эластичных способностей. В результате получается совсем другое вещество, которое называют эбонитом. До появления современных видов пластмасс эбонит считался одним из лучших изолирующих материалов.
Горячая вулканизация
Каучук, как сырой материал, имеет свойство свариваться в единый состав при температуре 150 °С. Вследствие этого процесса, каучук становится уже резиной и в исходное положение вернуться не может. Благодаря своим возможностям каучук может исправить любые проколы и порезы в камере и покрышке.
Вулканизировать резину горячим способом нужно, только с применением пресса. Глубина и площадь пореза, подскажут, сколько времени нужно сваривать. Как правило, чтобы восстановить 1мм пореза, нужно 4 минуты варки. Соответственно если порез 4мм, то вулканизировать нужно 16 минут. При этом аппаратура должна быть разогрета и настроена.
Выполняя горячую вулканизацию при температуре выше 150Со, можно испортить каучук и ничего не добиться, так как материал будет разрушаться, и терять свои характеристики.
Использование струбцин или пресса, позволяет качественно залатать повреждение. После окончания работ следует убедиться, что в шве нет пустот или пузырьков воздуха. Если таковые имеются, нужно очистить место прокола от свежей резины и заново повторить весь процесс.
Для того, чтобы заклеить камеру в домашних условиях, горячим способом, необходимо выполнить следующее. Из сырой резины, нужно вырезать кусочек немного меньше, чем сама латка. Камера или шина зачищаются в месте повреждения несколько шире, до шероховатого состояния, после чего обезжириваются бензином. Подготавливая латку, нужно подрезать фаску таки под углом 45°, также зашкурить и обезжирить. После чего накрываем место пробоя заплаткой, зажимаем в тиски и нагреваем до нужной температуры.
Если растворить сырую резину в бензине, то можно получить специальный клей, для резины, применяя который повышается качество шва
Особое внимание следует уделять температурному режиму. Вулканизация производится при температуре 140 — 150 °С, если появился запах горелой резины, то значит заплатка перегрелась, а если она не слилась с общим изделием, то возможно не достигли нужной температуры
Во избежание прилипания резины к металлу, нужно проложить между ними бумагу.
Перспективы дальнейшего развития
Благодаря развитию технологий производства синтетического каучука производство резины перестало полностью зависеть от натурального материала. Тем не менее современные технологии не вытеснили потенциал природного ресурса. На сегодняшний день доля потребления натурального каучука в производственных целях составляет около 30%.
Уникальные качества природного ресурса обеспечивают незаменимость каучука. Он необходим в производстве крупногабаритных резинотехнических изделий, например, при изготовлении покрышек для спецтехники. Самые известные в мире производители шин используют в своих технологиях смеси натурального и синтетического каучуков. Именно поэтому наибольший процент применения естественного сырья выпадает на шинный сектор промышленности.
Горячий шиномонтаж
Как бы хороша не была холодная вулканизация шин, серьезно конкурировать с горячей она не может даже в ХХI веке. Разумеется, если речь идет о обычной велосипедной или даже автомобильной камере, то да – здесь подобное средство справится на ура. Если же вулканизировать нужно грузовые шины или же необходимо провести ремонт боковых порезов покрышки, выход один – шиномонтаж под действием высоких температур.
Пользоваться этой технологией автолюбители начали в далеком 1839 году, после того, как некий Чарльз Гудьир, представил миру свое изобретение. Суть открытия сводилась к следующему: необходимо было объединить повреждены элемент резины с заплаткой или латкой аналогичного состава таким образом, чтобы соединение было крепким и неразъемным! Благодаря созданию прочных неразрывных молекулярных связей это сделать удалось, однако для их получения, вулканизируемые элементы обязательно нужно подвергнуть нагреву.
Разумеется, что в современном мире профессионалы в этом деле овладели навыком в идеале. Они имеют специальное оборудование, собственно благодаря которому, ребята могут не только помогать попавшим в беду автолюбителям, но и зарабатывать при этом неплохие деньги.
Нам же, при наличии не вулканизированной резины, остается выбирать: ехать на шиномонтаж или же произвести ремонт своими руками? Вне сомнения иногда без специалистов ну прям никак, но несмотря ни на что, каждый уважающий себя водитель просто обязан знать, как производить ремонт покрышек своими руками! Об этом и поговорим далее…
Холодная склейка
Холодный ремонт не предусматривает нагрева, все что необходимо — это заплатка и специальный клей.
Именно хороший клей в силах склеить резину так, как бы это сделала горячая вулканизация. Но стоит отметить, что данный способ является временным ремонтом. Его можно сделать самостоятельно при поломке в дороге и доехать так до ближайшей СТО. А там уже произвести склеивание на горячую. Если такая ситуация случилась в пути, то нужно произвести следующие манипуляции:
- Снять колесо и осмотреть повреждение.
- Очистить и обезжирить место склейки
- Нанести клей на заплатку и поврежденное место.
- Придавить заплатку к резине и подержать некоторое время.
- Накачать колесо и ехать на СТО.
Нужно учитывать, что края резинового жгута должны отступать не менее чем на 1 см от края пореза.
Также эффективному склеиванию поддаются повреждения не более 35 мм (продольные) и 25 мм (поперечные). Холодная вулканизация схватывается около 30 минут. После этого только можно ехать. Но тут все зависит от величины пореза, холода либо жары, а также от качества клея. Полное высыхание материала наступает через двое суток. Такой способ очень хорошо подходит для устранения мелких порезов и проколов.
Вам это будет интересно О зимних шинах Фредештайн (Vredestein)
Самовулканизирующаяся резина
Вулканизированная резина: что это такое
Вулканизация резины — это довольно интересная процедура, так как в качестве вулканизирующих агентов выступает немало химических соединений. Основным элементом данной структуры является каучук. Именно он преобразовывается в резину вследствие технологического процесса вулканизации.
Вулканизированная резина
Это химическая реакция, которая представляет собой превращение сырого каучука в вулканизационную сетку, благодаря присоединению к нему иных химических соединений. При этом у каучука улучшается твердость, эластичность, устойчивость к высоким и низким температурам.
Применение таких веществ, как каучук и сера в процессе вулканизации называется серной вулканизацией. Именно атомы серы способствуют образованию межмолекулярных поперечных связей. Смесь нагревают до 160 °. Когда процент добавленной серы не превышает 5 %, то получается мягкий вулканизат. Из него изготавливают камеры, покрышки, резиновые трубки и т. п. А если добавляется больше 30 % серы, то получается жесткий эбонит.
Еще один вид вулканизации называется радиационным. Она проводится путем ионизирующей радиации, где применяются потоки электронов, что излучает радиоактивный кобальт.
Таким способом можно получить эластомер, который будет невероятно стойким к химическим и термическим воздействиям.
Весь процесс вулканизации можно разделить на несколько этапов:
- Вулканизируемый состав помещают в формы.
- Формы устанавливают между нагретыми плитами гидропресса.
- Смесь нагревают до определенной температуры.
- Неформовые изделия засыпаются в автоклавы либо котлы и тоже поддаются нагреву.
Обратите внимание! Детали из эластомеров используются не только для вулканизации колес. Они применяются в производстве обуви, детских товаров, монтаже сантехники
Как у Гудьира украли его изобретение
При этом он и не подозревал, что на другой стороне Атлантики, в Великобритании, двумя неделями раньше подобный патент был выдан Томасу Хенкоку, сотруднику компании “Charles Macintosh&Company”.
Не подозревал он также и о том, что в “Макинтоше” узнали о результатах экспериментов Гудьира сразу же после того, как было сделано открытие. И сообщил им об этом тот человек, которого Чарльз считал своим другом — Дж. Хаскинс из Roxbury Rubber Company, который часто одалживал изобретателю деньги. Специально ли Хаскинс выдал секрет своим партнерам из Великобритании или случайно, неизвестно.
Ну, а Гудьиру, наконец-то начало везти — ему удалось открыть фабрику по вулканизации каучука. Позже он получил приглашение на первую Всемирную Выставку в Лондон, которая прошла в 1851 году. Посетив ее, он узнал о патенте Хэнкока и о фактической краже своего открытия. Тем не менее, Хэнкок не желал признаваться в плагиате: он утверждал, что открыл способ вулканизации независимо. Гудьиру ничего не оставалось делать, как обратиться в суд.
Однако, хоть Чарльз и потратил 25 тысяч долларов на услуги адвокатов, отстоять приоритет изобретения ему не удалось. И это при том, что в процессе разбирательства Хэнкок признался, что начал эксперименты, уже имея на руках образец вулканизированной резины Гудьира. Суд пришел к компромиссному решению — Хэнкок был признан изобретателем вулканизации в Великобритании, а Гудьир — в США.
Данная тяжба привела к очередному разорению бизнеса Гудьира. Так что после того, как он вернулся в Америку, ему опять пришлось отправиться в долговую тюрьму. Кстати, именно туда его супруга принесла ему награду, которую изобретателю пожаловал император Франции Наполеон III — Орден Почетного Легиона. Что же, хоть какое-то утешение.
Горячая вулканизация
Более старый и всем известный способ ремонта резины — горячая вулканизация. В прошлые времена, когда не было отделений шиномонтажа на каждом углу и абсолютно все колеса были с камерами, все водители машин и велосипедов ремонтировали резину у себя в гараже с помощью самодельного бензинового или электровулканизатора.
Старый электровулканизатор имеет трубчатый электронагреватель (ТЭН) с тремя контактами: один для подключения к 6 вольтам, второй для питания от 12 вольт, третий — общий.
Сдавливание с помощью струбцины обязательно, ведь если не произвести прессовку, то выделяемые в процессе нагрева пузырьки газа могут создать пустоты в заплате.
Самодельный вулканизатор из старого поршня прогревает резину за счет сжигаемого бензина. Для ограничения температуры между поршнем и кусочком резины ложится лист бумаги. На практике ещё температуру можно проследить с помощью сахарного песка. Сахар начинает плавиться при 145 градусах, приблизительно при этой же температуре обугливается бумага.
Укрепление сырой резины начинается при температуре приблизительно 90 градусов и происходит оптимально качественно и быстро при 147 градусах. Свыше 150 градусов молекулы каучука начинают разрушаться, образовывая быстроокисляемые низкомолекулярные непредельные углеводороды. Отметка 160 является критической для резины, поскольку материал начинает обугливаться.
Из-за усиленного разрушительного окисления каучука при высокой температуре нельзя долго держать камеру в вулканизаторе даже при оптимальных 147 градусах. Обычно достаточно прогрева тонкой латки в течение 8–10 минут.
Стационарный напольный вулканизатор для промышленного применения
Традиционной горячей вулканизацией можно залатать камеру или шину на 40% эффективнее, но на это нужно потратить не менее 20 минут вместе с подготовительными операциями.
К тому же придется возить с собой громоздкое нагревающее устройство.
- Во-первых, следует изготовить заплату из куска сырой резины. В бензине замачивать латку не нужно, если она чистая. Бензином или растворителем мыть поврежденную камеру вовсе не обязательно, поскольку все загрязнения полностью счищаются шкуркой при обработке поврежденного места.
- Во-вторых, нужно потратить время на подготовку к наложению заплаты — зачистить поврежденное место наждачной бумагой.
- В-третьих, требуется время для осуществления самой горячей вулканизации.
Средняя скорость вулканизации при температуре 147 градусов составляет 1 мм толщины сырой резины за каждые 4 минуты. Поэтому, чтобы прогреть обычную заплату толщиной 2 мм, потребуется не менее 8 минут, ито без учёта времени на разогрев вулканизатора до рабочей температуры.
Многие используют клей при горячей вулканизации, хотя кусочек сырой резины и без него намертво приваривается к камере. Совершенно не обязательно также вырезать дополнительную прокладку из старой камеры для наложения поверх латки. При нагреве сырая латка и сама становится нормальной твердой резиной. Эта дополнительная прокладка пригодиться для разглаживания и укрепления, только если используется тоненький кусочек сырой резины.
Каучук синтетический
Каучуками называют натуральные или синтетические полимеры, обладающие высокими эластичными свойствами в процессе эксплуатации. Каучуки могут растягиваться до размеров, многократно превышающих их первоначальную длину.
Каучуки эластичны и водонепроницаемы. Они не проводят электрический ток, что позволяет применять их в качестве изолирующих материалов. Они не растворяются в воде, хорошо растворимы в бензине, бензоле, эфире и других летучих жидкостях. Из них получают резины и эбониты.
История открытия каучуков
Название «каучук» произошло от слова «каучу» (кау- дерево, учу – течь). Так индейцы называли сок гевеи. Это дерево, растущее на берегах Амазонки. Белый сок этого дерева темнел и становился твёрдым на воздухе. Индейцы делали из него обувь, непромокаемые ткани, сосуды для воды и другие предметы обихода.
Но изделия из этой ткани твердели и трескались на холоде, а летом превращалась в липкую смесь с неприятным запахом.
В 1839 г. американец Чарльз Нельсон Гудьир, добавив в каучук немного серы и, нагрев эту смесь, изобрёл новый материал с повышенной прочностью, эластичностью, устойчивый к нагреванию и к холоду. Именно этот материал называют сейчас резиной, а процесс его получения – вулканизацией. С этого времени изделия из резины завоевали весь мир.
Синтетический каучук
С изобретением автомобильных шин потребность в резине выросла настолько, что природного сырья стало не хватать для производства каучука. И вопросом получения синтетического каучука занялись учёные.
В 1879 г. французский химик Г.Бушарда, обработав вещество изопрен соляной кислотой, получил каучукоподобное вещество. А в 1901 г. русский химик И. Кондаков создал эластичный полимер из диметилбутадиена. В 1910 г. впервые был получен синтетический полибутадиеновый (дивиниловый) каучук по методу русского учёного-химика Сергея Васильевича Лебедева. Началось промышленное производство каучука.
Типы синтетических каучуков
Современная промышленность производит синтетические каучуки. Кроме бутадиенового каучука, полученного С.В. Лебедевым, выпускаются и другие виды синтетических каучуков, по своим свойствам превосходящие натуральные каучуки.
Синтетические каучуки получают полимеризацией. В процессе полимеризации макромолекула полимера образуется путём присоединения молекул мономеров. Абсолютно все каучуки имеют большую длину молекул полимеров.
Изопреновый каучук получают полимеризацией изопрена.
nСН2=С(СН3)-СН=СН2 → (-СН2-С(СН3)=СН-СН2-)n
Натуральный каучук также является изопреновым каучуком. Поэтому синтетический изопреновый каучук, как и натуральный, обладает высокой эластичностью и прочностью. Применяют его в производстве шин, обуви, конвейерных лент, медицинских изделий.
Бутадиеновый каучук получают полимеризацией бутадиена. Этот каучук обладают высокой износоустойчивостью. Он широко используется при изготовлении шин.
Бутан-стирольный каучук получается в результате сополимеризации (полимеризации с участием двух мономеров) бутадиена 1,3 и стирола. Применяется для производства шин, резиновой обуви и других резиновых изделий высокого качества.
Бутадиен-нитрильный каучук. Этот каучук получают полимеризацией бутадиена с акрилонитрилом. Он обладает высокой масло- и бензостойкостью. Применяется в производстве сальников.
Винилпиридиновый каучук создаётся полимеризацией винилпиридина с диеновыми углеводородами. Он имеет отличную склеиваемость. И резины из него получаются морозоустойчивые, маслостойкие и бензостойкие.
Фторсодержащие каучуки — результат полимеризации фторорганичеких соединений, в состав которых входит хотя бы один атом фтора, непосредственно соединённый с углеродом. Эти каучуки характеризуются повышенной термостойкостью. Поэтому их применяют для изготовления герметиков и уплотнителей, работающих при температурах выше 200оС.
Синтетические каучуки получили широкое распространение во многих отраслях современной промышленности. Каучуки являются основой резиновых смесей, из которых вулканизацией получают резину. А из резины выпускают несколько десятков тысяч разнообразных изделий, применяемых в самых различных отраслях промышленности, транспорта, сельского хозяйства, а также в быту.
Преимущества и недостатки холодной и горячей вулканизации
Преимуществами того и другого способа ремонта шины являются:
- возможность самостоятельного осуществления ремонта (даже на природе);
- весь ремонт занимает небольшой промежуток времени;
- набор для ремонта можно купить в магазине (он доступен и не дорог по стоимости–от 150 рублей).
Из недостатков можно выделить:
- холодный метод не придает долговечности отремонтированному изделию;
- для горячего способа требуется специальный вулканизатор, который нужно будет покупать или изготавливать самостоятельно;
- при осуществлении ремонта собственными силами нельзя достичь идеального эффекта (через короткий промежуток времени требуется новый ремонт).
Данные способы вулканизации помогают в экстренных случаях и обходятся намного дешевле. После обращения же в сервисный центр можно получить качественно отремонтированное велосипедное изделие (стоит дороже – от 400 рублей).
Вулканизация резины самостоятельными методами является очень быстрым и эффективным способом. Он обходится недорого и нет необходимости обращаться в дорогостоящие сервисные центры. По мнениям владельцев велосипедов – это надежный способ решения практически любой проблемы, связанной с шинами.
Есть несколько способов заделать прокол или порез в велосипедной камере, один из которых – горячая или холодная вулканизация шин. Такой метод можно с уверенностью назвать надежным и долговечным, колесо, закрепленное при помощи сырой резины, будет служить как новое и не спустит в самый неожиданный момент. Осуществлять такой ремонт можно легко самому своими руками, как в домашних условиях, так и на природе в походе при наличии некоторых необходимых деталей. Горячий метод вулканизации отличается от холодного только тем, как закрепляется накладываемая на колесо заплатка – с нагревом или без.
Что такое вулканизация? Это такой химический процесс, благодаря которому, при затрате тепла, прочностные свойства резины улучшаются, она становится эластичной и твердой. Наложить латку на прокол можно при помощи отрезка старой камеры или готовой заплатки из ремонтного набора, а для их закрепления необходима сырая резина своими руками, которая продается в рулонах с защитной пленкой. Это очень пластичный материал, он прилипает к любым поверхностям, легко слепляется в комок и т.д. сырая резина инструкция по применению указана на упаковке.
Различают два вида вулканизации – холодная и горячая, рассмотрим их оба поподробнее.
Физические и химические свойства натурального каучука
Натуральный каучук — аморфное, способное кристаллизоваться твёрдое тело.
Природный необработанный (сырой) каучук — белый или бесцветный углеводород.
Он не набухает и не растворяется в воде, спирте, ацетоне и ряде других жидкостей. Набухая и, затем, растворяясь в жирных и ароматических углеводородах (бензине, бензоле, эфире и других) и их производных, каучук образует коллоидные растворы, широко используемые в технике.
Натуральный каучук однороден по своей молекулярной структуре, отличается высокими физическими свойствами, а также технологическими, то есть, способностью обрабатываться на оборудовании заводов резиновой промышленности.
Особенно важным и специфическим свойством каучука является его эластичность (упругость) — способность каучука восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия сил, вызвавших деформацию. Каучук — высокоэластичный продукт, обладает при действии даже малых усилий обратимой деформацией растяжения до 1000%, а у обычных твёрдых тел эта величина не превышает 1%. Эластичность каучука сохраняется в широких температурных пределах, и это является характерным его свойством. Но при долгом хранении каучук твердеет.
При температуре жидкого воздуха –195°C он жёсткий и прозрачный; от 0 ° до 10 °C — хрупкий и уже непрозрачный, а при 20 °C — мягкий, упругий и полупрозрачный. При нагреве свыше 50 °C он становится пластичным и липким; при температуре 80 °C натуральный каучук теряет эластичность; при 120 °C — превращается в смолоподобную жидкость, после застывания которой уже невозможно получить первоначальный продукт. Если поднять температуру до 200—250 °C, то каучук разлагается с образованием ряда газообразных и жидких продуктов.
Каучук — хороший диэлектрик, он имеет низкую водо- и газопроницаемость. Каучук не растворяется в воде, щёлочи и слабых кислотах; в этиловом спирте его растворимость небольшая, а в сероуглероде, хлороформе и бензине он сначала набухает, а уж затем растворяется. Легко окисляется химическими окислителями, медленно — кислородом воздуха. Теплопроводность каучука в 100 раз меньше теплопроводности стали.
Наряду с эластичностью, каучук ещё и пластичен — он сохраняет форму, приобретённую под действием внешних сил. Пластичность каучука, проявляющаяся при нагревании и механической обработке, является одним из отличительных свойств каучука. Так как каучуку присущи эластические и пластические свойства, то его часто называют пласто-эластическим материалом.
При охлаждении или растяжении натурального каучука наблюдается переход его из аморфного в кристаллическое состояние (кристаллизация). Процесс происходит не мгновенно, а во времени. При этом в случае растяжения каучук нагревается за счёт выделяющейся теплоты кристаллизации. Кристаллы каучука очень малы, они лишены чётких граней и определённой геометрической формы.
При температуре около –70 °C каучук полностью теряет эластичность и превращается в стеклообразную массу.
Вообще все каучуки, как и многие полимерные материалы, могут находиться в трёх физических состояниях: стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. Высокоэластическое состояние для каучука наиболее типично.
Каучук легко вступает в химические реакции с целым рядом веществ: кислородом (O2), водородом (H2), галогенами (Cl2, Br2), серой (S) и другими. Эта высокая реакционная способность каучука объясняется его ненасыщенной химической природой. Особенно хорошо реакции проходят в растворах каучука, в которых каучук находится в виде молекул сравнительно крупных коллоидных частиц.
Почти все химические реакции приводят к изменению физических и химических свойств каучука: растворимости, прочности, эластичности и других. Кислород и, особенно, озон, окисляют каучук уже при комнатной температуре. Внедряясь в сложные и большие молекулы каучука, молекулы кислорода разрывают их на более мелкие, и каучук, деструктурируясь, становится хрупким и теряет свои ценные технические свойства. Процесс окисления лежит также в основе одного из превращений каучука — перехода его из твёрдого в пластичное состояние.
Горячая вулканизация
У такой процедуры имеется собственная технология, которая имеет характерные черты. Отформованная из сырого каучука заготовка дополняется конкретным объемом серы и особых добавок. Количество серы в составе составляет примерно 5-10 процентов. Определяется ее объем в добавке в зависимости от твердости и будущего использования готового элемента. Помимо серы можно добавить роговой каучук, в составе которого процент серы составляет 20-50. Далее из полученного сырья формуются заготовки, которые требуется нагреть, то есть, вулканизировать. Для нагрева используется несколько разных методик. Размещают будущие изделия в формах из металла или заворачивают в ткань. Такие конструкции устанавливают в печи, которая разогревается до 130-140 градусов. Повысить качество и скорость вулканизации можно за счет формирования в печи повышенного давления. Изделия после формования можно поместить в автоклав, который содержит разогретый водяной пар. Так же их можно поместить в нагреваемый пресс. Такая методика стала наиболее распространеннной на практике. Каучук после прохождения вулканизации имеет свойства, которые продиктованы рядом условий. Это и приводит к тому, что вулканизация считается наиболее сложной операцией, необходимой при выпуске резины. Качество сырья и используемые методики обработки перед вулканизацией тоже имеют огромное значение. Важными моментами становятся выбранный метод, его длительность, температура и объем серы, которая дополняет каучук. Готовый продукт имеет характеристики, которые зависят и от присутствия примесей, имеющих различное происхождение.
Виды вулканизации
Чаще всего общеупотребимые каучуки (бутадиен-стирольный, бутадиеновый и натуральный) вулканизируют в сочетании с серой, нагревая смесь до 140-160°С. Этот процесс называется серной вулканизацией. В образовании межмолекулярных поперечных связей участвуют атомы серы. При добавлении в смесь с каучуком до 5% серы производят мягкий вулканизат, используемый для изготовления автомобильных камер, покрышек, резиновых трубок, мячей и т.п.
Когда присоединяется более 30% серы, то получается довольно жесткий, малоэластичный эбонит. В качестве ускорителей в этом процессе используют тиурам, каптакс и др., полноту действия которых обеспечивает добавление активаторов, состоящих из окислов металлов, как правило, цинка.
Еще возможна радиационная вулканизация. Ее проводят посредством ионизирующей радиации, применяя потоки электронов, излучаемых радиоактивным кобальтом. Такой процесс без использования серы способствует получению эластомеров, наделенных особой стойкостью к химическому и термическому воздействию. Для производства специальных видов резин добавляют органические перекиси, синтетические смолы и другие соединения при тех же параметрах процесса, что и в случае добавление серы.
В промышленных масштабах вулканизируемый состав, помещенный в форму, нагревают при повышенном давлении. Для этого формы помещают между нагретыми плитами гидропресса. При изготовлении неформовых изделий смесь засыпают в автоклавы, котлы или индивидуальные вулканизаторы. Нагревание резины для вулканизации в этом оборудовании проводится при помощи воздуха, пара, нагретой воды или высокочастотного электрического тока.
Крупнейшими потребителями резинотехнической продукции на протяжении многих лет остаются предприятия автомобильного и сельскохозяйственного машиностроения. Степень насыщенности их продукции изделиями из резины служит показателем высокой надежности и комфорта. Кроме того, детали из эластомеров часто используют при производстве монтажа сантехники, изготовлении обуви, канцелярских и детских товаров.
Резина в производстве шин
Резина является основным материалом в производстве автомобильных шин. Этот процесс начинается с приготовления резиновой смеси из натурального и синтетического каучука. Затем к резиновой массе добавляется силика, сажа и другие химические компоненты. После тщательного перемешивания смесь отправляется по конвейерной ленте в печь. На выходе получаются резиновые ленты определенной длины.
На следующем этапе происходит обрезинивание корда. Текстильный и металлический корд заливается горячей резиновой массой. В такой способ изготавливается внутренний, текстильный и брекерный слой шины.
Из чего делают резину для шин? Все производители автомобильных шин используют разные рецептуры и технологии изготовления резины. Для придания готовому изделию прочности и надежности могут добавляться разные пластификаторы и усиливающие наполнители.
Для производства шин используют натуральный каучук. Его добавление в резиновую смесь уменьшает нагревание покрышки. Большую часть резиновой смеси занимает синтетический каучук. Этот компонент придает шинам упругость и способность выдерживать большие нагрузки.
Это очень важный вопрос. К сожалению, и сами учителя порой делают ошибки в данном вопросе. Дело в том, что многие путают понятие полимер и резина, а это разные вещи. И поэтому советую правильно излагать ответы, ведь дети могут учиться на искаженной информации.
Одни и те же предметы могут быть сделаны из разных материалов, например, перчатки бывают как тканевыми, так и резиновыми. Еще резина применяется для изготовления: сапог, бигуди, мячей, грелок, резинок, надувных шаров, спринцовок, лодок, ковриков в автомобилей.
Перспективы дальнейшего развития
Благодаря развитию технологий производства синтетического каучука производство резины перестало полностью зависеть от натурального материала. Тем не менее современные технологии не вытеснили потенциал природного ресурса. На сегодняшний день доля потребления натурального каучука в производственных целях составляет около 30%.
Уникальные качества природного ресурса обеспечивают незаменимость каучука. Он необходим в производстве крупногабаритных резинотехнических изделий, например, при изготовлении покрышек для спецтехники. Самые известные в мире производители шин используют в своих технологиях смеси натурального и синтетического каучуков. Именно поэтому наибольший процент применения естественного сырья выпадает на шинный сектор промышленности.
Технологически процесс вулканизации представляет собой преобразование в резину «сырого» каучука. Как химическая реакция, он предполагает объединение линейных каучуковых макромолекул, легко теряющих стабильность при внешнем воздействии на них, в единую вулканизационную сетку. Она создается в трехмерном пространстве благодаря поперечным химическим связям.
Такая как бы «сшитая» структура наделяет каучук дополнительными прочностными показателями. Улучшаются его твердость и эластичность, морозо- и теплостойкость при снижении показателей растворимости в органических веществах и набухания.
Полученная сетка отличается сложным строением. Она включает не только узлы, соединяющие пары макромолекул, но и те, что объединяют одновременно несколько молекул, а также поперечные химические связи, представляющие собой как бы «мостики» между линейными фрагментами.
Их образование происходит под действием специальных агентов, молекулы которых частично выступают строительным материалом, химически реагируя друг с другом и макромолекулами каучука при высокой температуре.
