Сетевой-Баблос.Ру

Пластикация. Одно из самых важных качеств каучука — пластичность — используется в изготовлении резиновых изделий. Дабы перемешать каучук с остальными ингредиентами резиновой смеси, его лучше первым делом умягчить, или пластицировать, методом механической или термической обработки. Данный процесс называется пластикацией каучука. Открытие Т. Хэнкоком в 1820 возможности пластикации каучука имело важное значение для резиновой промышленности. Его пластикатор состоял из шипованного ротора, вращающегося в шипованном полом цилиндре; это устройство имело ручной привод. В современной резиновой промышленности используются три вида подобных машин до ввода остальных компонентов резиновой смеси в каучук. Это — каучукотерка, смеситель Бенбери и пластикатор Гордона.

Использование грануляторов — механизмов, которые разрезают каучук на небольшие гранулы или пластинки одинаковых размеров и формы, — облегчает операции по дозировке и управлению процессом обработки каучука. Каучук подается в гранулятор по выходе из пластикатора. Получающиеся гранулы смешиваются с углеродной сажей и маслами в смесителе Бенбери, формируя маточную смесь, которая тоже гранулируется. После обработки в смесителе Бенбери производится перемешивание с вулканизующими составами, серой и ускорителями вулканизации.

Приготовление резиновой смеси. Химическое соединение лишь из каучука и серы имело бы ограниченное практическое применение. Дабы улучшить физические свойства каучука и сделать его более пригодным для функционирования в самых разных применениях, нужно модифицировать его свойства путем добавления других компонентов. Все вещества, смешиваемые с каучуком перед вулканизацией, включая серу, называются компонентами резиновой смеси. Они могут вызвать как химические, так и физические изменения в каучуке. Их назначение — изменить твердость, прочность и ударную вязкость и увеличить стойкость к истиранию, кислороду, химическим растворителям, теплумаслам, и растрескиванию. Для производства резин различных применений берутся самые разные составы.

Ускорители и активаторы. Вещества, именуемые ускорителями, при применении вместе с серой уменьшают время вулканизации и улучшают физические качества каучука. Примерами неорганических ускорителей считаются свинцовые белила, свинцовый глет (монооксид свинца), известь и магнезия (оксид магния). Органические ускорители намного более активны и считаются немаловажной частью почти любой резиновой смеси. Они вводятся в смесь в сравнительно небольшой доле: часто бывает достаточно от 0, 5 до 1, 0 части на 100 частей каучука. Большинство ускорителей стопроцентно проявляет свою эффективность в присутствии активаторов, таких, как окись цинка, а для кое-каких потребуется органическая кислота, к примеру стеариновая. Вот почему в наше время рецептуры резиновых смесей всегда включают окись цинка и стеариновую кислоту.

Мягчители (пластификаторы). Мягчители и пластификаторы часто применяются для сокращения времени приготовления резиновой смеси и понижения температуры процесса. Они также помогают диспергированию компонентов смеси, вызывая набухание или растворение каучука. Типичными мягчителями считаются парафиновое и растительные масла, вазелин, воски, хвойная смола, каменноугольная смола и канифоль, олеиновая и стеариновая кислоты, битумы и дибутилфталат. Масса мягчителей составляет 8—30 % массы каучука.

Наполнители. Компоненты, добавляемые к каучуку для экономии получаемых из него продуктов (наполнители или инертные наполнители). Некоторые вещества усиливают каучук, придавая ему прочность и сопротивляемость износу, они называются упрочняющими наполнителями (или активными, или усиливающими наполнителями). Углеродная (газовая) сажа в тонко измельченной форме — весьма распространенный упрочняющий наполнитель; она сравнительно дешева и является одним из самых эффективных компонентов этого рода. Протекторная резина автомобильной шины имеет приблизительно 45 частей углеродной сажи на 100 частей каучука. Другими нередко применяемыми упрочняющими наполнителями считаются окись цинка, карбонат магния, кремнезем, карбонат кальция и некоторые глины, но все они менее эффективны, чем газовая сажа. Следует упомянуть, что зачастую в состав резиновой смеси вводят регенерат — продукт переработки старых резиновых изделий и отходов резинового производства. Кроме снижения стоимости регенерат повышает качество резины, снижая ее склонность к старению.

Антиоксиданты и противостарители. Использование антиоксидантов для сохранения нужных качеств резиновых изделий в процессе их старения и эксплуатации началось после Второй мировой войны. Как и ускорители вулканизации, антиоксиданты — сложные органические соединения, они при концентрации 1−2 части на 100 частей каучука препятствуют росту жесткости и хрупкости резины. Воздействие, светатепла озона, воздуха, — основная причина старения резины. Некоторые антиоксиданты еще и защищают резину от повреждения при изгибе и нагреве. Упрощенно, действие антиоксидантов состоит в том, что они задерживают окисление каучука путем окисления их самих или за счет разрушения образующихся перекисей каучука применяются альдоль, неозон Д и др. ). Противостарители (парафин, воск)же формируют поверхностные защитные пленки, они применяются реже.

Пигменты. Хотя упрочняющие и инертные наполнители и иные ингредиенты резиновой смеси часто называют пигментами, используются и настоящие пигменты, которые придают цвет резиновым изделиям. Сульфид цинка, литопонОксиды цинка и титана, применяются в качестве белых пигментов. Сульфид сурьмы, железоокисный пигмент, Желтый крон, ультрамарин и ламповая сажа применяются для придания изделиям всевозможных цветовых оттенков. Многие красящие вещества (белые, желтые, зеленые) поглощают коротковолновую часть солнечного спектра и тем защищают резину от светового старения.

Каландрование. После того, как сырой каучук пластицирован и смешан с компонентами резиновой смеси, он подвергается дальнейшей обработке перед вулканизацией, чтобы гарантировать ему форму конечного изделия. Вид обработки будет зависеть от области использования резинового изделия. На данной стадии процесса часто используются каландрование и экструзия.

Каландры представляют собой машины, предназначенные для раскатки резиновой смеси в листы или промазки ею тканей. Стандартный каландр обычно изготавливается из трех горизонтальных валов, расположенных один над другим, хотя для некоторых видов работ используются четырехвальные и пятивальные каландры. Полые каландровые валы имеют длину до 2, 5 м и диаметр до 0, 8 м. К валам подключаются пар и холодная вода, чтобы контролировать температуру, выбор и поддержание которой имеют важное значение для получения высококачественного изделия с регулярной толщиной и гладкой поверхностью. Соседние валы вращаются в противоположных направлениях, причем частота вращения каждого вала и расстояние между валами точно контролируются. На каландре делаются нанесение покрытия на ткани, промазка тканей и раскатка резиновой смеси в листы.

Экструзия. Экструдер применяется для формования труб, камер пневматических шин шлангов, протекторов шин, уплотнительных прокладок для автомобилей и других изделий. Он состоит из стального цилиндрического корпуса, снабженного рубашкой для нагрева или охлаждения.

Нагретую на вальцах, через корпус к головке, в которую вставляется сменная фильера, определяющий форму получаемого изделия. Выходящее из головки изделие часто охлаждается струей воды. Камеры пневматических шин выходят из экструдера в виде непрерывной трубки, которая позже разрезается на части требуемой длины. Многие изделия, например уплотнительные прокладки и небольшие трубки, выходят из экструдера в окончательной форме, а потом вулканизуются. Другие изделия, например протекторы шин, выходят из экструдера в форме прямых заготовок, которые впоследствии накладываются на корпус шины и привулканизовываются к нему, меняя свою первоначальную форму.

Вулканизация. Далее следует вулканизовать заготовку, чтобы получить готовое изделие, пригодное к эксплуатации. Вулканизация проводится несколькими способами. Многим изделиям придается окончательная форма только на стадии вулканизации, когда заключенная в металлические формы резиновая смесь подвергается воздействию температуры и давления. Автомобильные шины после сборки на барабане формуются до желаемого размера и потом вулканизуются в рифленых стальных формах. Формы устанавливаются одна на другую в вертикальном вулканизационном котле, и в замкнутый нагреватель запускается пар. В невулканизованную заготовку шины вставляется пневмомешок той же формы, что и камера шины. .

Камеры шин вулканизуются в аналогичных пресс-формах, имеющих гладкую поверхность.