Производство сырой резины. Как производятся автомобильные шины на крупных заводах

Продолжаю интересные и полезные статьи. Первая была про . Сегодня я же хочу поговорить об резине или шинах. Из чего их делают и какой они проходят путь до наших прилавков. Многие ошибочно думают — что в основе всего лежит нефть, многие даже уверенны — что ее там под 90%, однако это не совсем так. НА заре своего появления шины были продуктом природы практически на 100% …

Прежде чем рассказать вам о современных шинах, позвольте копнуть в историю и рассказать про резину на заре ее производства.

Что такое каучук?

ДА будет вам известно – что основной компонент резины делается из каучука, а это очень даже природный материал который добывают из каучуковых деревьев. В южной Африке такие деревья существуют очень давно, даже сложно подсчитать их возраст. Однако Европейцы познакомились с ними в 16 веке, когда вернулся на родину Христофор Колумб.

Если разложить слово «КАУЧУК» на составляющие, то получается «КАУ» — растение, дерево, «УЧУ» — плакать, течь. ТО есть если дословно перевести то это «плачущее дерево», с языка индейцев племени реки Амазонки. Однако есть и научное название – «КАСТИЛЬЯ», произрастает оно на берегах реки Амазонки в непроходимых джунглях.

«КАСТИЛЬЯ» очень высокое дерево вырастет оно 50 метров в высоту и цветение продолжается круглый год. В коже, листьях и соцветиях, очень много так называемого млечного сока, который содержит натуральный каучук. Из-за того что эти деревья очень большие, зачастую происходили обрывы веток или цветов и в месте прорыва дерево «плакало» таким соком.

Это два основных растения, которые дают натуральные каучуки. В средней Азии, а также на берегах южной Америки, Бразилии, Перу, острове Шри-Ланка есть целые плантации таких деревьев, которые существуют только с одной целью – добывание этого сока! Это уже давно налаженный бизнес.

В пятерку «популярных» также входят растения: «МАНИОКА», «САЛЬНОЕ ДЕРЕВО» и кустарник «ИН-ТИЗИ». Все они являются источниками для последующего производства резины.

Как я писал, выше каучук был привезен в Европу очень давно, но вот на первое его использование решился – К.МАКИНТОШ, не путать с компьютерами от «APPLE», он впервые пропитал плащ от дождя этим составом, благодаря чему тот получился практически не промокаемым. В холодную погоду он становился плотным и не промокаемым, а вот в жару становился немного «липковатым». Нужно отметить, что МАКИНТОШ подсмотрел этот метод у индейцев с Амазонки, те уже несколько веков пропитывали свою одежду, а также растения нужные для производства крыш домов именно каучуком – характеристики водонепроницаемости намного увеличивались.

Так что появлению резины мы косвенно обязаны – индейцам Амазонки! Посмотрите короткий ролик.

Производство резины

Ну вот мы и подошли до самого интересного до производства самой резины, и это не обязательно колеса автомобиля, резина сейчас применяется везде, даже в резинках для волос.

После того как соберут сок каучука, он еще очень далек от производства резины. Изначально из него производят латекс, это промежуточное звено. Однако чистый латекс сейчас применяется везде, начиная от медицины, заканчивая промышленностью.

Сок наливают в большие чаны и перемешивают в больших чанах с кислотой, обычно в течение 10 часов. После чего он затвердевает. Это уже и есть латекс.

После его пропускают через специальные валы, таким образом, убирая лишнюю влагу. Получается длинная и достаточно широкая лента.

Эту ленту запускают под специальные ножи и измельчают ее. Если посмотреть на этот состав, то это похоже на пережаренный омлет.

Эту воздушную массу, обжигаю в больших печах под воздействием достаточно высоких температур – 13 минут. Теперь он получается эластичным и похожим на бисквит, его прессуют блоками и отправляют на производство.

Конечно в сетях вы не найдете точной формулы производство резины и тем более шин, все это держится в строгом секрете. Однако суть процесса не изменилась за последние 100 лет и всем давно известна.

Чтобы сделать резину, нужно взять эти брикеты латекса и подвергнуть их вулканизации. Также добавляется в этот состав сера и другие «скрытые» ингредиенты. Все это добавляют в специальный котел, нагревают, перемешивают и после таких манипуляций уже и появляется резина.

Как только она разогрета до 120 градусов, ее раскатывают специальными валами, до тонких полос. Там же она и охлаждается.

После эти полоски , читайте статью.

Современная резина для шин

В современном мире шины для колес, делаются в основном из резины. Но она может быть не только натуральной, но и синтетической. Да сейчас научились производить синтетические каучуки. Каучук имеет в составе самую большую долю, обычно это – 40-50% от общей массы.

Далее в резину добавляют сажу (или технический углерод). В массовой доле колеса его примерно 25-30% от общей массы. Его добавляют для большей прочности конструкции, а также для выдерживания высоких температур. Сажа как бы скрепляет молекулы каучука делая их намного прочнее, они легко выдерживают трение и температуры при экстренных торможениях. Без этого углерода (сажи) шины ходили бы раз в 10-15 меньше.

Следующая добавка – это кремниевая кислота. Некоторые производители заменяют ей углерод, так как она дешевле и обладает высокими свойствами для сцепления молекул. Однако другие от нее напрочь отказываются, констатируя что она дает недостаточную износостойкость! Однако если все же проанализировать состав многих ведущих компаний, то она присутствует в составе, она улучшает сцепление на мокрой дороге. Информация разнится, сколько ее добавляют, но если вывести среднюю составляющую примерно 10%.

Еще одни добавки это смолы или масла. Их больше в зимней резине и меньше в летней, они придают «смягчающую роль» резине, не дают ей быть такой «дубовой». Особенно это важно для зимних вариантов. Добавление около 10-15%.

НУ и последнее и очень важное это специфические секретные составы производителя, их также около 10%, но они могут очень сильно изменить параметры готовой шины. Держатся они понятно в строгом секрете.

Многие автовладельцы имеют общее представление о строении автомобильных шин, но о том, как делают шины, мало кто сможет рассказать. Наиболее распространено представление, что резина заливается в некую форму, из которой затем выпрессовывается готовое изделие.

На самом деле это не так, а изготовление автомобильных шин – это сложный высокотехнологичный процесс, для которого необходимо наличие сложного специализированного оборудования, тщательного автоматизированного контроля и участие специалистов высокой квалификации.

Немного истории

Первая резиновая шина была создана в далеком 1846 году Робертом Вильямом Томсоном. На тот момент его изобретением никто не заинтересовался, и повторно к идее пневматической шины вернулись лишь через 40 лет, когда в 1887 году шотландец Джон Данлоп придумал сделать из поливального шланга обручи, надеть их на колеса велосипеда своего сына и накачать их воздухом.

Спустя три года Чарльз Кингстон Уэлтч предложил разделить камеру и покрышку, вставить в края покрышки кольца из проволоки и посадить их на обод, который затем получил углубление к центру. В то же время были предложены рациональные способы монтажа и демонтажа шин, что позволило применять резиновые покрышки на автомобилях.

Процесс производства шин

Из чего делают

Основной материал, который применяется при производстве шин, резина, изготовленная на основе натурального или искусственного каучука. В зависимости от того, в каких пропорциях и какой каучук добавляется, в конечном итоге получаются летние или зимние автомобильные покрышки.

Так, в резиновую смесь для летних шин добавляется преимущественно искусственный каучук, поэтому резина получается более жесткой, устойчивой к износу, она не «плывет» при высокой температуре и обеспечивает надежное сцепление с дорожным полотном. Чтобы изготовить зимние покрышки, добавляют натуральный каучук, который делает резину более мягкой и эластичной. Благодаря этому зимние шины не «дубеют» даже при очень сильных морозах.

• Помимо каучука в резиновую смесь добавляют множество других компонентов, таких как пластификаторы, наполнители, сажа, вулканизирующие добавки.
• Шина состоит из нескольких элементов, объединенных в одно целое: каркаса или корда, слоев брекера, протектора, борта и боковой части.

Как делают каркас

Корд будущей покрышки делают из металлических, текстильных или полимерных нитей на специальном станке – «шпулярнике». От множества катушек проволока нити сходятся в одном месте. В общих чертах конструкция напоминает ткацкий станок. Далее сплетенный корд попадает в экструдер, где происходит его обрезинивание.

Готовый каркас впоследствии раскраивается на полосы разной ширины, для производства шин разной размерности. И сматывается в катушки для хранения и транспортировки. Поскольку невулканизированная резина очень липкая, во избежание порчи каркаса между слоями вставляются прокладки.

Как делают протектор

Следующий этап производства – создание протектора. Лента обрезиненного корда заправляется в станок, который методом экструзии превращает ее в протектор. Чтобы работники могли визуально быстро определить размерность будущей покрышки, на протектор краской делают цветные линии.

Боковая часть

Борт покрышки состоит из бортового кольца и слоя вязкой воздухонепроницаемой резины. Производство бортов шин начинается с того, что металлическая проволока обрезинивается, после чего закручивается под требуемый радиус колесного диска и нарезается кругами. После этого на станке осуществляется сборка. Подробнее этот процесс можно посмотреть на видео.

Сборка

Предпоследний этап – сборка готовой покрышки. Осуществляется она на станке, на который поступают все готовые элементы. Обслуживают станок два работника: сборщик и перезарядчик.

Первый навешивает бортовые кольца, а второй вставляет катушки с компонентами. После этого станок все делает автоматически: соединяет части воедино и раздувает заготовку воздухом под протектор с брекером. Почти готовую шину взвешивают и осматривают на предмет наличия дефектов. Этот процесс также можно посмотреть на видео.

Вулканизация

Последний этап производства – вулканизация. Шина обрабатывается горячим паром под давлением 15 бар и при температуре порядка 200 градусов по Цельсию. В результате каучук, сажа и всевозможные присадки спекаются, а на поверхности покрышки при помощи пресс-форм наносится рисунок протектора и надписи. Готовые шины проверяются на соответствие всем требуемым характеристикам.

В мире очень много производителей шин. Кроме огромных шинных концернов, имеющих более чем 100-летнюю историю и выпускающих шины сразу под несколькими брендами, автомобильную резину так же производят и множество небольших компаний, зачастую покупающие технологии и оборудование на стороне.

Разобраться кто есть кто простому покупателю непросто. Сайт «Первый по шинам» собрал информацию о наиболее известных в России и распределил её по странам — родинам брендов.

Из этой статьи вы узнаете:

Европейские производители

Continental (Германия)

Точное название « ». Один из самых старых и больших шинных концернов в мире. Основан в 1871 году, штаб-квартира в Ганновере. Имеет несколько дочерних брендов, благодаря чему занимает лидирующие позиции по количеству продаваемых покрышек по всему миру. Выпускает так же и автомобильные комплектующие. Сайт: http://www.conti-online.com

Дочерние бренды:

• Barum (Чехия). Основана в 1924 году в городе Злин и изначально занималась выпуском обуви. Принадлежит Continental с 1995 года. Сайт: https://www.barum-tyres.com
• Matador (Словакия). Основана в 1905 году в городе Пухов, с 2007 го года принадлежит Continental. Сайт: matador.sk
• Gislaved (Швеция) . Основана в 1883 году в одноимённом шведском городе (Йславед). с 1992 года принадлежит Continental, штаб-квартира Сайт: http://www.gislaved.de
• Uniroyal (Америка). Основана в 1892 году в городе Акрон штат Огайо. Принадлежит Continental с 1979 года. Сайт: http://www.uniroyal.com

Michelin (Франция)

Ещё один из самых больших и старых шинных концернов в мире. Основан в 1889 году, штаб-квартира в городе Клермон-Ферран. имеет несколько дочерних брендов и лидирующие позиции по количеству продаваемых шин по всему миру. Сайт: http://www.michelin.com

Дочерние бренды:

• BF Goodrich (Америка) . Основан в 1870 году в городе Акрон, штат Огайо. С 1988 года принадлежит Michelin. Сайт: http://bfgoodrich.com/
• Kleber (Франция) . Основан в 1910 году, с 1945 года выпускает автомобильные шины. С 1995 года принадлежит Michelin. Сайт: http://www.kleber.fr/
• Tigar (Сербия) . Основан в 1935 году в Городе Пирот. С 2007 года принадлежит Michelin. Сайт: tigar.com

Pirelli (Италия)

Один из самых старых шинных концернов, был основан в 1872 году. Штаб-квартира в Милане. Как и все старые концерны Pirelli имеет несколько дочерних брендов и очень большие объёмы продаваемых покрышек по всему миру. Занимается так же выпуском кабельной продукции. Сайт: http://www.pirelli.com

Дочерние бренды:

Formula (Италия) . Основан в 2012 году самой компанией Pirelli. Сайт: http://www.formula-tyres.com

Nokian (Финляндия)

По европейским меркам это очень молодой шинный концерн, основан в 1988 году, но уже успевший завоевать достаточно серьёзную популярность. Штаб-квартира в городе Нокиа. Выпускает покрышки под несколькими брендами, большая часть продукции поставляется в Россию. Сайт: https://www.nokiantyres.com/

Дочерние бренды:

Nordman. Финская компания позиционирует продукцию под брендом Nordman в сегменте «эконом» и зачастую продаёт под этим брендом успешные в прошлом модели основного бренда «Nokian». Сайт: http://www.nordmantyres.com

Американские производители

GoodYear

Один из самых больших шинных концернов в мире и обладатель одного из самых раскрученных брендов в истории. Такую известность бренд получил благодаря нестандартным рекламным кампаниям, таким как производство и запуск дирижаблей, а так же эксклюзивный выпуск покрышек для луноходов в американских экспедициях «Аполлон». Компания основана в 1898 году, штаб квартира в городе Акрон, штат Огайо.

Дочерние бренды:

• Dunlop (Британия). Бренд принадлежит двум большим концернам — американскому GoodYear и японскому Bridgestone.Основан в 1888 году в городе Дублин. с 1999 года часть прав на бренд принадлежит GoodYear. Сайт: http://www.dunlop.eu
• Sava (Словения). Основана в 1931 году в городе Крани. С 1998 года принадлежит GoodYear. Сайт: sava-tires.com
• Fulda (Германия). Основана в одноимённом городе в 1900 году с 1969 года принадлежит концерну GoodYear. Сайт: http://www.fulda.com

Cooper

Известный американский шинный бренд. Основан в 1914 году в городе Финдли штат Огайо. Продукция бренда позиционируется как недорогие шины с большим ресурсом. Сайт:

Дочерние бренды:

Mickey Thompson (Америка). Основан в 1963-м году известным гонщиком Микки Томпсоном. С 2003-го года принадлежит концерну Cooper.

Японские производители

Bridgestone

Один из самых больших шинных концернов в мире, обладающий одним из самых дорогих брендов в истории. Основан в 1931 году, занимается выпуском не только шин, но и различной резинотехнической продукции. Имеет несколько дочерних брендов. Штаб-квартира в Токио. Сайт: http://www.bridgestone.co.jp/

Дочерние бренды:

• Dunlop (Британия). Бренд принадлежит двум большим концернам — американскому GoodYear и японскому Bridgestone.Основан в 1888 году в городе Дублин. с 1985 года принадлежит Bridgestone, с 1999 года часть прав на бренд принадлежит GoodYear. Сайт: http://www.dunlop.eu
• Firestone (Америка). Основан в 1900 году в городе Нешвилл, штат Теннеси. С 1988 года принадлежит Bridgestone. Сайт: http://firestone.com

Yokohama

Точное название Yokohama Rubber Company. Большой шинный концерн, основан в 1930 году в городе Йокогама японской корпорацией по производству кабельной продукции Yokohama Cable Manufacturing Co. Ltd. И американской BF Goodrich. Штаб-квартира в Токио. Сайт: http://www.y-yokohama.com/

Toyo

Точное название Toyo Tire & Rubber. Большой шинный концерн, основан в 1943 году. Продукция бренда очень известна в среде автогонок и различных автомобильных соревнований. Штаб-квартира в городе Осака. Сайт: http://www.toyo-rubber.co.jp

Корейские производители

Hankook

Точное название Hankook Tire, основан в 1941 году. Один из двух самых больших шинных концернов в Южной Корее, выпускает шины для любых транспортных средств, включая различную спецтехнику и самолёты. Штаб -квартира в Сеуле. Основан в 1941 году, Сайт: http://www.hankooktire.com

Kumho

Точное название Kumho Tire, основан в 1960 году. Второй самый большой шинный концерн в Южной Корее, так же выпускает шины для любых транспортных средств. Штаб-квартира в Сеуле. Сайт: kumhotire.com

Nexen

Большой шинный концерн, основан в 1942 году, выпускал шины для внутреннего рынка Кореи. В 1991 году заключил соглашение с японской Bridgestone, после чего модернизировал свои мощности и начал выпускать продукцию на экспорт. Сайт: http://www.nexentire.com

Китайские производители

Triangle

Точное название Triangle Group, основана в 1976 году. Выпускает продукцию на европейском оборудовании по технологиям GoodYear. Американская компания GoodYear так же выпускает на заводах Triangle свою продукцию для европейского рынка. Сайт: http://triangletire.com/

Goodride. Наряду с брендами WestLake и ChaoYang принадлежит китайской корпорации Hangzhou Zhongce Rubber, основанной в 1958 году. Один из крупнейших производителей шин в Китае. Сайт: http://goodridetire.com/

Linglong

Точное название Shandong Linglong Tyre Co. Крупная частная компания, входит в 500 крупнейших предприятий в Китае, основана в 1975 году. Выпускает шины для любых транспортных средств. Сайт: http://linglong.cn/

Sunny

Крупный китайский производитель шин, основан в 1988 году, на сегодняшний день стал государственным предприятием, специализирующемся на выпуске шин эконом-класса. Сайт: http://www.sunnytire.com/

Firenza

Точное название Sumo Firenza, вместе с брендом SumoTire принадлежит компании Sumo. Одна из самых молодых, но перспективных китайских компаний, основана в 2007 году. Своим основным оружием для борьбы за место под солнцем руководство компании выбрало сочетание низкой цены, современных технологий и высокого качества. Сайт: http://www.sumotire.com/

Российские производители

Кама

Бренд принадлежит крупнейшему в России производителю шин ПАО Нижнекамскшина (Нижнекамский шинный завод). Основан в 1973 году в городе Нижнекамск (Татарстан). Сайт: td-kama.com

Viatti

Бренд принадлежит крупнейшему в России производителю шин ПАО Нижнекамскшина (Нижнекамский шинный завод). Основан в 1973 году в городе Нижнекамск (Татарстан). Сайт: http://www.viatti.ru/

Cordiant

Бренд принадлежит ООО «СИБУР — Русские шины» вместе со вторым брендом компании - Tyrex. Компания основана в 2002 году. С 2011 года входит в альянс со словацким производителем шин Matador. Сайт: cordiant.ru

Amtel

Российская компания основана в 1987 году предпринимателем индийского происхождения Судхиром Гуптой, выпуском шин занимается с 1999 года. В настоящий момент входит в альянс с голландским производителем шин Фредештайн. Сайт: http://amtelvredestein.ru

Производители СНГ

Белшина

Крупнейшее предприятие по производству шин в Белоруссии, основано в 1963 году в городе Бобруйск. Имеет множество представительств по всему миру и является официальным поставщиком шин для карьерных самосвалов Caterpillar. Сайт: http://www.belshinajsc.by

Росава

Крупнейшее предприятие по производству шин в Украине, основано в 1998 году в городе Белая Церковь. Выпускает множество типоразмеров шин для различного транспорта, включая грузовой и спецтранспорт. Сайт: http://rosava.com

Бренды и заводы

Однако, необходимо понимать, что покрышки совсем не обязательно выпускаются именно в стране — родине бренда. Благодаря глобализации производство шин уже давно разбросано по всему миру. Причём зачастую шины разных брендов выпускаются на одном и том же заводе.

Резиновые материалы и комбинированные резинотехнические изделия невозможно заменить другой продукцией. Уникальное сочетание характеристик и эксплуатационных качеств позволяет использовать такие материалы в сложных рабочих процессах, дополняя устройство машин, станков, приборов и строительных конструкций. Современное производство резины заметно продвинулось технологически, что отразилось и на качестве выпускаемой продукции. Технологи стремятся повышать долговечность, прочность и стойкость изделий к воздействию сторонних факторов.

Из какого сырья делают резину?

Большая часть резиновых материалов получается в результате промышленной обработки синтетических и натуральных каучуковых смесей. Достигается эта обработка посредством сшивки каучуковых молекул химическими связями. Последнее время используется порошкообразное сырье для производства резины, характеристики которого специально рассчитаны на образование литьевых форм. Это готовые композиции на базе жидкого каучука, из которых в том числе выпускают эбонитовые изделия. Сам процесс вулканизации не обходится без специальных активаторов или агентов - это химические вещества, способствующие сохранению оптимальных рабочих качеств смеси. Обычно для данной задачи используют серу. Это компоненты, составляющие основу набора, требуемого для изготовления резины. Но, в зависимости от требуемых эксплуатационных качеств и назначения продукта, технологи вводят производственные этапы, на которых структура изделия обогащается и модифицирующими элементами.

Добавки для модификации резиновых смесей

В процессе изготовления резиновая смесь может наполняться ускорителями, активаторами, агентами вулканизации, смягчителями и другими компонентами. Поэтому вопрос о том, из чего делают резину, в немалой степени определяется вспомогательными добавками. Например, для сохранения структуры материала используют регенераты. С помощью данного наполнителя резиновый продукт может подвергаться вторичной вулканизации. Немалая часть модификаторов не оказывает влияния на конечные технико-эксплуатационные свойства, но играет существенную роль непосредственно в процессе изготовления. Тот же процесс вулканизации корректируют ускорители и замедлители химических реакций.

Отдельную группу добавок представляют пластификаторы, то есть смягчители. Их используют для понижения температуры при вулканизации и диспергирования других ингредиентов состава. И здесь может возникнуть другой вопрос - насколько добавки и сам каучук влияют на химическую безопасность формируемой смеси? То есть из чего делают резину с точки зрения экологической чистоты? Отчасти это действительно опасные для здоровья смеси, которые включают ту же серу, битумы и дибутилфталаты, стеариновые кислоты и т. д. Но часть ингредиентов представляют натуральные вещества - природные смолы, тот же каучук, растительные масла и восковые компоненты. Другое дело, что в разных смесях соотношение вредной синтетики и натуральных ингредиентов может меняться.

Этапы процесса изготовления резиновых изделий

Промышленное изготовление резины начинается с процесса пластификации сырья, то есть каучука. На этом этапе обретается главное качество будущей резины - пластичность. Посредством механической и термической обработки каучук смягчается до определенной степени. Из полученной основы в дальнейшем будет осуществлено производство резины, но перед этим пластифицированная смесь подвергается модификации рассмотренными выше добавками. На этой стадии формируется резиновый состав, в который добавляют серу и другие активные компоненты для улучшения характеристик состава.

Важным этапом перед вулканизацией является и каландрование. По сути, это формование сырой каучуковой смеси, прошедшей обогащение добавками. Выбор способа каландрирования определяет конкретная технология. Производство резины на этом этапе может предполагать также и выполнение экструзии. Если обычное каландрование ставит целью создание простых резиновых форм, то экструзия позволяет выполнять сложные изделия в виде шлангов, кольцевых уплотнителей, протекторов для автомобильных шин и т. д.

Вулканизация как завершающий этап производства

В процессе вулканизации заготовка проходит финальную обработку, благодаря которой изделие получает достаточные для эксплуатации характеристики. Сущность операции заключается в воздействии давления и высокой температуры на модифицированную каучуковую смесь, заключенную в металлическую форму. Сами формы устанавливаются в специальной автоклаве, подключенной к паровому нагревателю. В некоторых сферах производство резины может предусматривать и заливку горячей воды, которая стимулирует процесс распределения давления через текучую среду. Современные предприятия также стремятся к автоматизации этого этапа. Появляются все новые пресс-формы, которые взаимодействуют с подающими пар и воду форсунками на основе компьютерных программ.

Как производятся резинотехнические изделия?

Это комбинированные изделия, которые получаются путем соединения тканевых материалов с каучуковой смесью. В процессе изготовления резинотехнической продукции нередко используется паронит - гибридный материал, получаемый путем соединения термостойкой резины и неорганических наполнителей. Далее заготовка проходит обработку вальцеванием и вулканизацию. Получают резинотехнические изделия и с помощью шприц-машин. В них на заготовки оказывается термическое воздействие, после чего осуществляется пропуск по профилирующей головке.

Оборудование для процессов изготовления резины

Полный производственный цикл осуществляет целая группа машин и агрегатов, выполняющих разные задачи. Один лишь процесс вулканизации обслуживают котлы, прессы, автоклавы, форматоры и другие устройства, обеспечивающие промежуточные операции. Отдельный установки применяют для пластификации - типовая машина такого типа состоит из шипованного ротора и цилиндра. Вращение роторной части производится посредством ручного привода. Не обходится производство резины без варочных камер и каландровых агрегатов, которые осуществляют раскатку каучуковых смесей и термическое воздействие.

Заключение

Процессы изготовления резиновых изделий во многом стандартизированы как в плане механической обработки, так и в части химического воздействия. Но даже при условии использования одинаковых производственных аппаратов характеристики получаемых изделий могут быть разными. Это доказывает и резина отечественного производства, предлагающая разные наборы эксплуатационных свойств. Наибольшую долю резиновой продукции в российском сегменте промышленности занимают автомобильные шины. И в этой нише особенно ярко проявляются способности технологов к гибкой модификации составов в соответствии с жесткими требованиями к конечной продукции.

Состав резины и ее получение

К атегория:

Автомобильные эксплуатационные материалы

Состав резины и ее получение

Основным компонентом резины является каучук: его содержание в резиновых изделиях составляет примерно 50…60% по массе. У каучука молекулы представляют собой длинные нити, скрученные в клубки и перепутанные между собой. Такое строение каучука обусловливает его главную особенность - эластичность. При растяжении каучука его молекулы постепенно распрямляются, возвращаясь в прежнее состояние после снятия нагрузки. Однако при слишком большом растяжении молекулы необратимо смещаются друг относительно друга и происходит разрыв каучука.

Вначале в резиновых изделиях использовался только натуральный каучук, который получали из млечного сока (латекса) каучуконосного дерева - бразильской гевеи. В 1932 г. впервые в мире в нашей стране был синтезирован синтетический каучук, который вскоре стал основным сырьем для изготовления резиновых изделий. В настоящее время для этой цели выпускаются десятки разновидностей синтетических каучуков.

Наиболее широкое применение находят стирольные каучуки С KMC (бутадиен-метилстирольный) и СКС (бу-тадиен-стирольный). Эти каучуки превосходят натуральный по. износостойкости, однако уступают ему по эластичности, тепло- и морозостойкости.

При производстве шин используют изопреновый (СКИ -3) и бутадиеновый (СКВ ) каучуки. Каучук СКИ -3 по свойствам близок к натуральному каучуку, каучук СКВ отличается высокой износостойкостью. Хорошую маслобензостойкость имеют хлорпреновый (наирит) и нитрильный (СКН ) каучуки. Из них изготавливают детали, работающие в контакте с нефтепродуктами: шланги, манжеты и др.

При изготовлении камер и герметизирующего слоя бескамерных шин используется бутилкаучук, характеризующийся высокой газонепроницаемостью.

Натуральный или синтетический каучук составляет основу резиновой смеси или «сырой» резины, которая самостоятельно из-за низкой прочности находит ограниченное применение - в основном для изготовления клеев и уплотнительных прокладок. Для увеличения прочности каучуков используется процесс вулканизации - химическое связывание молекул каучука с атомами серы. В процессе вулканизации, протекающем при температуре 130… 140 °С, молекулы серы соединяются с линейными молекулами каучука, образуя как бы мостики между ними (рис. 59). В результате получается вулканизированная резина, представляющая собой упругий материал.

Количество серы, используемое при вулканизации, определяется требованиями прочности и эластичности материала. С ростом концентрации серы прочность резины увеличивается, но одновременно уменьшается ее эластичность. Поэтому в резинах, предназначенных для изготовления автомобильных камер и покрышек, добавка серы ограничена 1…3% от общего содержания каучука. При содержании серы 40…60% каучук превращается в твердый материал - эбонит.

Для обеспечения требуемой прочности и износостойкости резин, особенно предназначенных для изготовления шин, применяются наполнители. Главным из наполнителей является сажа, представляющая собой порошкообразный углерод с размерами частиц 0,03…0,25 мкм. В современных резинах содержится значительное количество са-жи - от 30 до 70% по отношению к содержащемуся каучуку. При введении сажи прочность резины увеличивается более, чем на порядок. Для изготовления цветных резин используется так называемая белая сажа (кремнезем и другие продукты). Наряду с сажей применяются неактивные наполнители, служащие для увеличения объема резиновой смеси без ухудшения ее свойств (отмученный мел, асбестовая мука и др.).

Рис. 1. Строение вулканизированного каучука

Для облегчения смешивания компонентов резиновой смеси в нее вводятся пластификаторы или мягчители - обычно жидкие или твердые нефтепродукты. С целью замедления процессов старения, а также для повышения выносливости резины при многократных деформациях, добавляются противостарители (антиокислители). В качестве противостарителей используются специальные химические вещества, связывающие проникающий в резину кислород. В качестве таких веществ применяют неозон Д и сантофлекс А. Для ускорения вулканизации используют присадки ускорителей. Получение пористых губчатых резин обеспечивается с помощью специальных порообра-зователей.

Для увеличения прочности ряда резинотехнических изделий (автомобильные покрышки, приводные ремни, шланги высокого давления и пр.) резины армируются с помощью тканевой или металлической арматуры. Например, в одном из наиболее ответственных и дорогостоящих изделий - автомобильных покрышках используются полиамидный (капроновый), вискозный или металлический корды.

Основным этапом технологического процесса приготовления резин явлется смешение, при котором обеспечивается полное и равномерное распределение в каучуке всех содержащихся инградиентов (составных частей), число которых может доходить до 15. Смешение выполняется в резиносмесителях, обычно в две стадии. Сначала изготавливается вспомогательная смесь без серы и ускорителей, затем на второй стадии вводятся сера и ускорители. Получаемые резиновые смеси используются для изготовления соответствующих деталей и для обрезинивания корда. В последнем случае для обеспечения достаточной прочности связи между кордом и резиной корд обязательно пропитывается латексами и смолами. Заключительной операцией является вулканизация, после которой резинотехническое изделие пригодно для использования.

При ремонте автомобильных шин и камер методом горячей вулканизации широко применяются такие сорта сырой резины, как прослоечная, протекторная и камерная. R этом случае для обеспечения требуемого качества ремонта наряду с высокой температурой процесс вулканизации должен проходить под определенным давлением, обеспечиваемым с помощью различных устройств.

К атегория: - Автомобильные эксплуатационные материалы