Название процесса получения резины из каучука

Каучуки – природные или синтетические продукты полимеризации некоторых диеновых углеводородов с сопряженными связями. Важнейшими физическими свойствами каучуков являются эластичность (способность восстанавливать форму) и непроницаемость для воды и газов.

Каучуки – это эластичные высокомолекулярные материалы (эластомеры), из которых методом вулканизации (нагреванием с серой) получают резину.

Особенно важное значение имеют получаемые из непредельных  углеводородов полимеры, в том числе искусственные каучуки. Все каучуки делятся на натуральные и синтетические, последние в свою очередь в зависимости от вещества, используемого для синтеза, делятся на бутадиеновый, изопреновый и хлорпреновый каучуки.

Натуральный каучук или гуттаперча

Натуральный каучук получают из латекса – млечного сока гевеи. Чтобы заставить его вытекать, на коре дерева делают V-образные надрезы. Со здорового дерева латекс можно собирать в течение 30 лет. Индейцы назвали его «кау чу», т.е. «слезы дерева».

Сбор ка­у­чу­ка с рас­те­ния гевея

История открытия и применения каучука

Натуральный (природный) каучук по химическому составу представляет собой высокомолекулярный непредельный углеводород состава (С5Н8)n, где n составляет 1000—3000 единиц. При нагревании без доступа воздуха каучук распадается с образованием диенового углеводорода – 2-метилбутадиена-1,3 или изопрена.

• Каучук, в котором все элементарные звенья находятся или в цис- , или в транс-конфигурации, называется стереорегулярным.
• Видеофильм «Натуральный каучук»
• Натуральный каучук – это стереорегулярный полимер, в котором молекулы изопрена соединены друг с другом по схеме 1,4- присоединения с цис-конфигурацией полимерной цепи:
• 
• цис-полиизопрен (каучук)
• В природных условиях натуральный каучук образуется не путем полимеризации изопрена, а другим, более сложным способом.
• Молекулярная масса натурального каучука колеблется в пределах от 7·104 до 2,5·106.
• Транс-полимер изопрена также встречается в природе в виде гуттаперчи:

Цис-форма более эластична, т.к. легко скручивается в клубок.

Транс-форма  менее эластична, т.к. макромолекулы более вытянуты.

Важнейшее физическое свойство каучука – эластичность, т.е способность обратимо растягиваться под действием даже небольшой силы. Другое важное свойство – непроницаемость для воды и газов. Основной недостаток каучука – чувствительность к высоким и низким температурам. При нагревании каучук размягчается и теряет эластичнсть, а при охлаждении становится хрупким и также теряет эластичность.

Эти недостатки можно преодолеть, если нагреть каучук вместе с серой. Этот процесс называется вулканизацией каучука.

Синтетические каучуки

Первый синтетический каучук, полученный по методу С.В. Лебедева при полимеризации дивинила под действием металлического натрия, представлял собой полимер нерегулярного строения со смешанным типом звеньев 1,2- и 1,4-присоединения:

1. 
2. В пятидесятые годы отечественные ученые осуществили каталитическую стереополимеризацию диеновых углеводородов и получили стереорегулярный каучук (структурные звенья и функциональные группы расположены в пространстве в определенном порядке), близкий по свойствам к натуральному каучуку.
3. В настоящее время в промышленности выпускают каучук, в котором содержание звеньев изопрена, соединенных в положении 1,4, достигает 99%, тогда как в натуральном каучуке они составляют 98%.
4. Кроме того, в промышленности получают синтетические каучуки на основе других мономеров – например, изобутилена, хлоропрена, и натуральный каучук утратил свое монопольное положение.
5. Учебный фильм «Каучук»
7. Учебный фильм «Каучук»

Вулканизация каучуков

• Для улучшения качества натуральных и синтетических каучуков их превращают в резину.
• Резина – это вулканизированный каучук с наполнителем (сажа). Суть процесса вулканизации состоит в том, что атомы серы присоединяются к линейным (нитевидным) молекулам каучука по месту двойных связей и как бы сшивают эти молекулы друг с другом дисульфидными мостиками, образуя трехмерный сетчатый полимер:
• 

В результате вулканизации липкий и непрочный каучук превращается в упругую и эластичную резину. Резина прочнее каучука и более устойчива к изменению температуры.

1. Наполненные активной сажей каучуки в виде резин используют для изготовления автомобильных шин и других резиновых изделий.
2. Строение резины
3. В зависимости от количества сшивающего агента (серы) можно получать сетки с различной частотой сшивки.

Для вулканизации каучука берётся немного серы 2 – 3 % от общей массы. Если добавить к каучуку более 30 % серы, то она присоединится по линии разрыва почти всех π–связей и образуется  предельно сшитый натуральный каучук – эбонит, который не обладает эластичностью и представляет собой твердый материал.

• 
• Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин.
• Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей тепло- звуко- воздухо- гидроизоляции разъёмных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике.
• Каучуки применяют для электроизоляции, производства медицинских приборов и средств контрацепции.
• В ракетной технике синтетические каучуки используются в качестве полимерной основы при изготовлении твёрдого ракетного топлива, в котором они играют роль горючего, а в качестве наполнителя используется порошок селитры (калийной или аммиачной) или перхлората аммония, который в топливе играет роль окислителя.
• Изделия из резины
• Натуральный каучук
• 
• Алкадиены

Каучук. Резина

натуральный латекс и каучук из него Что такое каучук

Кроме сложных веществ наподобие полиэтиленов, представляющих из себя высокомолекулярные полимеры, существует класс химических веществ, который образован сопряжёнными диенами.

После процесса полимеризации диенов образуются новые химические вещества, имеющие высокомолекулярную структуру, называемые каучуками.

Каучук был уже известен в конце 15 веке в северной Америке. Именно индейцы в то время использовали его для изготовления обуви, небьющихся вещей и посуды. А получали тогда его из сока растения гевеи, который называли – «слёзы дерева».

Что касается европейцев, то о каучуке узнали впервые только в момент открытия Америки. Именно Кристофор Колумб первым узнал о его свойствах и получении. В Европе каучук долгое время не мог найти себе применение.

В 1823 г в первые было предложено использование этого материала для изготовления водонепроницаемых плащей и одежды. Каучуком и органическим растворителем пропитывали ткань, таким образом, ткань приобретала водостойкие свойства.

Но, конечно же, был замечен и недостаток, который заключался в том, что ткань, пропитанная каучуком, прилипала в жаркую погоду к коже, а при морозе – растрескивалась.

Отличие каучука и резины

изопрен (2-метилбутадиен-1,3 (изопрен)) бутадиен-1,3 Натуральный изопреновый каучук Синтетический бутадиеновый каучук

Через 10 лет после первого применения натурального каучука и более детального изучения его химических физических свойств было предложено вводить каучук в оксиды кальция и магния. А ещё через 5 лет после изучения свойств нагретой смеси оксидов свинца и серы с каучуком научились получать резину. Сам процесс превращения каучука в резину назвали вулканизацией.

Конечно же, каучук отличается от резины. Резина – это «сшиты» полимер, который способен распрямляться и снова сворачиваться при растяжении и при действии механической нагрузки.

Резина – это также «сшитые» макромолекулы, которые не способы к кристаллизации при охлаждении и не плавятся при нагревании.

Тем самым резина – более универсальный материал, чем каучук, и способен сохранять свой механические и физические свойства про более широком диапазоне температур.

В начале 20 века, когда появился первый автомобиль, спрос на резину значительно возрос. В то же время возрос спрос и на натуральный каучук, так как на тот момент вся резина изготавливалась из сока тропических деревьев.

Например, чтобы получить тонну резины, необходимо было обработать почти 3 тонны тропических деревьев, при этом работой было занято одновременно более 5 тысяч человек, причём такую массу резины могли получить только через год.

Поэтому, резина и натуральный каучук считались достаточно дорогим материалом.

Только в конце 20х годов русским учёным Лебедевым С.В. при химической реакции — полимеризации бутадиена-1,3 на натриевом катализаторе были получены образцы первого натрий-бутадиенового синтетического каучука.

Кстати, из курса физики 8-ого класса мы, вероятно, впервые познакомились с эбонитовой палочкой. Но что такое эбонит. Как оказывается, эбонит — это производная от процесса вулканизации каучука: если при вулканизации каучука добавить серу (около 32% от массы), то в результате получается твёрдый материал — этот материал и есть эбонит!

Одним из достаточно дешёвых способов получения бутадиена-1,3, является его получение из этилового спирта. Но только в 30-х годах было налажено промышленное производство каучука в России.

реакция получения бутадиена

В середине 30-х годов 20 века научились производить сополимеры, представляющие полимеризованный 1,3-бутадиен. Химическая реакция производилась в присутствии стирола или некоторых других химических веществ.

Вскоре получаемые сополимеры начали с большими темпами вытеснять каучуки, которые ранее широко использовались для производства шин.

Каучук бутадиен-стирольный получил широкое применение для производства шин легковых автомобилей, но для тяжёлого транспорта — грузовых автомобилей и самолётов, использовался натуральный каучук (или изопреновый синтетический).

В середине 20 века после получения нового катализатора Циглера — Натты был получен синтетический каучук, который по своим свойствам эластичности и прочности значительно выше, чем все ранее известные каучуки, — был получен полибутадиен и полиизопрен. Но как оказалось, к общему удивлению полученный синтетический каучук по своим свойствам и строению подобен натуральному каучуку! А к концу 20 века натуральный каучук был почти полностью вытеснен синтетическим.

Свойства каучука

Все хорошо знают, что при нагревании материалы способны расширяться. В физике даже имеются коэффициенты температурного расширения, для каждого взятого материала этот коэффициент свой. Расширению поддаются твёрдые тела, газы, жидкости.

Но что, если температура увеличилась на несколько десятков градусов?! Для твёрдых тел изменений мы не почувствуем (хотя они есть!).

Что касается высокомолекулярных соединений, например полимеров, их изменение сразу становится заметным, особенно если речь идёт об эластичных полимерах, способных хорошо тянуться. Заметным, да ещё к тому же с совсем обратным эффектом!

Ещё в начале 19 века английские учёные обнаружили, что растянутый жгут из нескольких полосок натурального каучука при нагревании уменьшался (сжимался), а вот при охлаждении — растягивался. Опыт был подтверждён в середине 19 века.

Вы сами с лёгкостью можете повторить этот опыт, подвесив на резиновую ленту грузик. Она растянется под его весом. Потом обдуйте её феном — увидите, как она сожмётся от температуры!

Почему так происходит?! К этому эффекту можно применить принцип Ле Шателье, который гласит, что если воздействовать на систему , находящуюся в равновесии, то это приведёт к изменению равновесия самой системы, а это изменение будет противодействовать внешним силовым факторам. То есть если на растянуть под действием груза жгуты каучука (система в равновесии) подействовать феном (внешнее воздействие), то система выйдет из равновесия (жгут будет сжиматься), причём сжатие — действие направлено в обратную сторону от силы тяжести груза!

При очень резком и сильном растяжении жгута он нагреется (нагрев может на ощупь быть и незаметным), после растяжения система будет стремиться принять равновесное состояние и постепенно охладится до окружающей температуры. Если жгуты каучука также резко сжать — охладится, далее будет нагреваться до равновесной температуры.

Что происходит при деформации каучука?

При проведённых исследованиях оказалось, что с точки зрения термодинамики, никакого изменения внутренней энергии при различных положениях (изгибах) этих каучуковых жгутов не происходит.

А вот если растянуть — то внутренняя энергия увеличивается из-за возрастания скорости движения молекул внутри материала.

Из курса физики и термодинамики известно, что изменение скорости движения молекул материала (тот же каучук) отражается на температуре самого материала.

дальнейшем, растянутые жгуты каучука будут постепенно охлаждаться, так как движущиеся молекулы будут отдавать свою энергию, например, рукам и другим молекулам, то есть произойдёт постепенное выравнивание энергии внутри материала между молекулами (энтропия будет близка к нулю).

И вот теперь, когда наш жгут каучука принял температуру окружающей среды, можно снять нагрузку. Что при этом происходит?! В момент снятия нагрузки молекулы каучука ещё имеют низкий уровень внутренней энергии (они же ей поделились при растяжении!).

Каучук сжался — с точки зрения физики была совершена работы за счёт собственной энергии, то есть своя внутренняя энергия (тепловая) была затрачена на возврат в исходное положение.

Естественно ожидать, что температура должна понизится, — что и происходит на самом деле!

Резина — как уже говорилось, высокоэластичный полимер. Её структура состоит из хаотично расположенных длинных углеродным цепочек. Крепление таких цепочек между собой осуществлено с помощью атомов серы. Углеродные цепочки в нормальном состоянии находятся в скрученном виде, но если резину растянуть, то углеродные цепочки будут раскручиваться.

Можно провести интересный опыт с резиновыми жгутами и колесом. Вместо велосипедных спиц в велосипедном колесе использовать резиновые жгуты. Такое колесо подвесить, чтобы оно могло свободно вращаться. В случае, если все жгуты одинаково растянуты, то втулка в центре колеса будет расположена строго по его оси. А теперь попробуем нагреть горячим воздухом какой-нибудь участок колеса.

Мы увидим, что та часть жгутов, которая нагрелась — сожмётся и сместит втулку в свою сторону. При этом произойдёт смещение центра тяжести колеса и соответственно колесо развернётся. После его смещения действию горячего воздуха подвергнутся следующие жгуты, что в свою очередь приведёт к их нагреванию и снова — к повороту колеса.

Таким образом, колесо может непрерывно вращаться!

Это опыт подтверждает факт того, что при нагревании каучук и резина будут сжиматься, а при охлаждении — растянутся!

Технология создания резины

Содержание

Резина и промышленность

Резина – один из самых ходовых материалов на нашей планете. Она нужна всем и всегда, без нее не двинется с места ни один автомобиль, без нее не будет работать ни одно промышленное предприятие. В этой статье мы рассмотрим процесс создания резины. Вы узнаете, какова технология производства резины и из чего ее делают.

Источники резины и краткий экскурс в историю

Одно но – из-за растущих потребностей в резине, каучуконосную гевею начали нещадно вырубать, и вскоре некогда многочисленные заросли гевеи стали стремительно исчезать. Стало совершенно очевидно, что необходимо как-то сократить вырубку этих деревьев, иначе человечество останется без резины вовсе. Ведь даже сейчас технология производства резины требует некоторого количества природного каучука, поэтому изрядную долю природного материала пришлось разбавлять многочисленными искусственными заменителями. Их мы сейчас и рассмотрим.

Каучук и химические добавки

Ключевой этап создания резины – вулканизация. Ее производят с помощью специальных синтетических компонентов – активаторов вулканизации. Сама по себе резина без этой процедуры непригодна. Помимо активаторов вулканизации необходимо добавлять вулканизирующие агенты.

И только после этого активаторы вулканизации. Дело в том, что без агентов будет невозможно начало вулканизации. После агентов добавляют активаторы. И только после этого возможно начало процесса вулканизации.

Вторым по важности компонентом можно назвать регенерат – этот синтетический продукт позволяет проводить процедуру вулканизации еще раз.

К смягчающим компонентам резины (разумеется синтетического, искусственного происхождения) относят противостарители, наполнители и пластификаторы, которые выполняют функцию замены природной пластичности каучука, которого не хватает в резине.

Этот компонент придает резине пластичные свойства, которые позволяют ей как стягиваться, так и растягиваться, не трескаясь при этом. Также в резину добавляют различные модификаторы, ароматизированные синтетические смолы и порообразователи.

Задача последних состоит в том, чтобы в резине образовывались небольшие пузырьки воздушного пространства, незаметные глазу. Они играют роль своеобразной воздушной подушки, снижая давление на шину при движении автомобиля.

Не во всех случаях представляется возможным создать синтетический каучук и использовать его в постоянных целях. Иногда все же приходится прибегать к использованию полностью натуральных каучуков.

Технологический процесс создания резины

Первый и самый важный этап создания резины – вулканизация.

Каучуковые молекулы по своей природе очень гибкие, то есть не годятся для грубого использования (езда на машине, к примеру), поэтому необходимо формирование новой сетки (кристаллической решетки).

Вулканизация делает каучук твердым, то есть превращает его в материал с иными физическими свойствами – в резину. Сама вулканизация включает в себя несколько этапов:

1. Формирование новой кристаллической решетки;
2. Индукцию;
3. Реверсию.

Технология производства резины подразумевает полное изменение свойств каучука. Прочность каучука, как природного, так и синтезированного, значительно ниже, чем прочность уже готовой вулканизированной резины.

Эластичность тоже является одним из самых важных показателей для эксплуатации. Чем менее эластична резина, тем больше она будет трескаться. И дело даже не в эксплуатации.

Если неэластичная резина будет просто лежать, она также потрескается, но уже просто от разницы дневных и ночных температур.

Эластичная резина будет стягиваться и растягиваться до того предела, который заложен в нее при создании – чем больше в каучук положили пластификаторов при вулканизации, тем эластичнее будет уже готовая резина.

Современная технология производства резины уже не подразумевает участия в процедуре вулканизации натурального каучука, все процессы и принципы химического воздействия основаны на взаимодействии синтетических каучуков с химическими реагентами.

Но, правда, не всегда добавки и компоненты бывают исключительно синтетическими.

• мел;
• сажа;
• ацетилированный ланолин;
• мел;
• глицерин.

Виды вулканизации

Наиболее популярными методами создания резины остаются горячая и холодная вулканизация. Горячая вулканизация проводится при температуре от +2500С до +2900С.

Холодная вулканизация дает температуру от +200С до +300С и обычно используется для создания материалов-герметиков. Существует еще и серная вулканизация, которая нужна для создания камер для авто, армейской и туристической обуви и покрышек для велосипедов.

В данном случае используются горячая сера и катализаторы, которые помогают ускорить процесс вулканизации.

Процесс производства резины, видео-обзор:

7.2.3. Технология изготовления резины. Вулканизация

Процесс изготовления резины и резиновых деталей состоит из приготовления сырой резиновой смеси, получения из нее полуфабрикатов или деталей и их вулканизации. Этот процесс включает в себя следующие операции: вальцевание, каландрирование, получение заготовок, формование и вулканизацию, обработку готовых деталей.

Для изготовления резиновых деталей формовым способом используют гидравлические вулканизационные прессы с электрообогревом. Прессование производят в пресс-формах методами прямого и литьевого прессования. Литье под давлением применяют для изготовления деталей сложной конфигурации.

Для получения прочных высокоэластичных изделий (покрышек, трансмиссионных лент, ремней, рукавов) резиновую смесь наносят на высокопрочные ткани (корд, бельтинг) из хлопчатобумажного, полиамидного или полиэфирного волокна. Для сцепления резины с тканью применяют способы напрессования или пропитывания.

В первом случае тонкие листы каландрованной резины на специальных дублировочных каландрах напрессовывают на ткань. Во втором случае ткань пропитывают раствором резиновой смеси (резиновым клеем) и сушат для удаления растворителя. Прорезиненную ткань раскраивают, собирают в пакеты и прессуют в изделия.

Многие резиновые изделия армируют металлическими деталями. Металлические детали (за исключением латунных) не обладают адгезией к резине, поэтому легко вырываются из изделия. Чтобы увеличить адгезию металлической арматуры к резине, на металл наносят клеевую пленку или осуществляют латунирование.

Наиболее высокой прочности сцепления металла с резиной достигают нанесением на металлическую поверхность пленки изоционатного клея «лейконат».

Любой процесс формования заканчивается процессом вулканизации (нагревания с серой). Каучук состоит из линейных молекул. При нагревании с серой происходит укрупнение молекул и образование сетчатой структуры молекул, при этом каучук превращается в резину. В резине, кроме линейных, есть двух- и трехмерные молекулы.

Усложнение и укрупнение молекул приводит к тому, что вещество приобретает упругость, без снижения эластичности, а, кроме того, и стойкость к термическим и химическим воздействиям. Кроме того, в резину добавляют сажу, которая увеличивает его прочность.

Длительность и температура вулканизации зависит от рецептуры резиновой смеси (от типа каучука и эффективности введенного ускорителя). Обычно вулканизацию проводят при температуре 120 – 150 °С.

При формовании деталей вулканизация их производится в пресс-формах на вулканизационных гидравлических прессах с паровым или электрическим обогревом.

Формовой метод вулканизации дает более плотную, однородную структуру, более точные размеры и более гладкую поверхность резинового изделия.

При невозможности вулканизации в пресс-форме, особенно изделий, полученных на шприц-машине накатыванием и дублированием, вулканизацию проводят в вулканизационном котле.

Почти все синтетические каучуки получают методом эмульсионной полимеризации в водных средах. Размеры образующихся в этих условиях частиц полимера получаются близкими к размерам коллоидных частиц. В присутствии специально вводимых веществ (эмульгаторов) частицы полимеров образуют устойчивую эмульсию полимера в воде, которая называется латексом.

В настоящее время выпускается большое количество латексов, из которых можно непосредственно изготавливать резиновые изделия.

Латексы применяются для получения фрикционных изделий, для пропитки корда, для изготовления шлифовальных камней, резиновых нитей, эластичных волосяных подушек, перчаток, воздушных шаров, тонкостенных изделий, для замены клеев эластичными пастами, для получения резиновых пеноматериалов.

Для получения резиновых изделий толщиной не более 0,2 мм форму (обычно стеклянную) несколько раз погружают в латекс. После каждого погружения на форме остается слой латекса, из которого высушиванием удаляют воду.

Процесс изготовления изделий из латексов состоит из следующих операций: смешивания латекса с вулканизирующими агентами и другими компонентами резиновой смеси; высаживания резины на форму в виде пленки; вулканизации.

Каучук — виды, получение и применение

1 Виды каучука 1.1 Вулканизация каучука

В наше время почти любая область жизнедеятельности предполагает применение каучука. Это производство шин, кабеля, труб, строительный и отделочный материал, его используют в обувной, медицинской и других областях промышленности. Но что же такое «каучук», каковы виды каучука и как его получают?

Еще в конце 15 века индейцы Северной Америки из сока дерева гевеи научились получать каучук, который использовали при изготовлении обуви и других вещей. При надрезе коры гевеи происходило выделение капель молочно-белого сока – латекса. Этот сок индейцы назвали «слезы дерева», что звучит как кау-учу. Отсюда и название – каучук.

Открытие Америки Христофором Колумбом способствовало распространению чудесного материала в Европу, где путем проб и ошибок впервые получили резину.

С появлением автомобильной промышленности в 20 веке спрос на резину, а, значит, и на каучук стал расти. В то время стоимость изделий из каучука была очень высокой.

Это связано с тем, что в год с одного дерева гевеи можно получит всего 1—2 кг каучука, а на производство, например, шин требовалось в 50 больше.

Вскоре возникла нехватка, дефицит получаемого из сока гевеи каучука (натуральный каучук). Ученые занялись поиском решений этой проблемы. И, наконец, в 20-е годы 20 века русский учёный С.В. Лебедев получил первый синтетический каучук путем полимеризации 1,3-бутадиена (дивинила) на натриевом катализаторе.

Позже натриевый катализатор заменили катализатором Циглера-Натта (Al(C2H5)3∙TiCl4), что дало возможность получения полибутадиена и полиизопрена — синтетического каучука, обладающего нужными свойствами эластичности и прочности.

Синтетический каучук стал настолько популярен, что к концу 20 века почти полностью вытеснил натуральный каучук.

В настоящее время получают различные виды каучука. Все синтетические каучуки принято классифицировать на:

• Каучуки общего назначения. Используются в массовом производстве таких изделий, как шины, транспортерные ленты, резиновая обувь и т.п., в которых реализуется такое свойство резины как эластичность:

1. Бутадиеновый (СКД; СКБ)
2. Изопреновый (СКИ)
3. Хлоропреновый (наирит)
4. Бутадиен-стирольный (CKC, CKMC)
5. Этиленпропиленовый (СКЭП, СКЭПТ)
6. Бутилкаучук (БК) и др.

• Каучуки специального назначения.Применяеются в производстве изделий, обладающих не только эластичностью, но и стойкостью к воздействию различных агрессивных сред, тепло- и морозостойкостью и другими уникальными свойствами. Синтетических:

1. Бутадиен-нитрильный (СКН)
2. Полисуль­фидный (тикол)
3. Кремнийорганический (CKT)
4. Уретановый (СКУ)
5. Фторосодержащий (СКФ)
6. Винилпиридиновый, метил­винилпиридиновый (МБП) и др.

• Сравнительная характеристика и область применения каучуков представлены в таблице, а получение некоторых из них описано в разделе Свойства и получение алкадиенов:
• Виды и область применения каучуков:

Вулканизация каучука

Важное практическое значение имеет вулканизированный продукт – резина. Вулканизация каучука представляет собой специально обработанную смесь каучука и серы при воздействии температуры.

Линейные молекулы каучука в местах двойных связей сшиваются атомами серы, образуя дисульфидные мостики.. Такой продукт имеет трехмерную структуру и обладает повышенной прочностью, эластичностью, изностойкостью и другими полезными свойствами.

При массовой доле серы 1-5 % — продукт эластичный, мягкий; 30% — жесткий, твердый (эбонит).

Состав резины

• Каучук натуральный или синтетический
• Вулканизирующий агент – сера, тиурам , селен, перекиси, ионизирующая радиация.
• Ускорители вулканизации — полисульфиды, оксиды свинца, магния
• Антиоксиданты (вещества замедляющие скорость старения резины) — альдоль, неозон Д, парафин, воск)
• Пластификаторы (вещества, улучшающие эластичность резины) — пара­фин, вазелин, стеариновую кислоту, битумы, дибутилфталат, рас­тительные масла. Их массовая доля составляет 8—30 % от массы каучука.
• Наполнители активные и неактивные. Активные наполнители — кремнекислота, оксид цинка; неактивные наполнители — мел, тальк, барит
• Регенерат (продукт переработки старых резиновых изделий и отходов резинового производства).
• Красители — минеральные или органические красящие вещества.

Назначение будущего изделия, условий его эксплуатации, технических требований к нему и т.д. определяет выбор каучука и состава резиновой смеси.

Производство изделий из резины включает этапы смешения каучука с ингредиентами в смесителях, изготовления полуфабрикатов и их раскроя, сборки заготовок изделия при помощи сборочного оборудования и вулканизацию изделий в прессах, котлах, автоклавах и др.

Производство резины из каучука

Резина (в пер. с лат. смола) представляется собой эластичный материал — продукт вулканизации синтетических и натуральных каучуков.

Важнейшим свойством резины является эластичность материала, то есть способность резины к значительным обратимым деформациям в расширенном температурном интервале — это свойства резины обусловило широчайшую область применения данного материала. Резина сегодня используется во всех отраслях промышленности, в вагоностроении, авиастроении, автомобилестроении, судостроении и так далее.

Высокий спрос на резинотехнические изделия привел к расширению предложения. Производители резины в России, стремясь предложить своим клиентам лучшее из лучшего, ищут новые решения, совершенствуют технологии производства.

Качественное производство резины делает нашу компанию одним из лидеров в данной области. Мы не ограничены рамками собственного завода, производство резины из каучука осуществляется также и на зарубежных предприятиях — так что мы готовы предложить вам максимально широкий ассортимент резинотехнической продукции безупречного качества по доступной стоимости.

Мы не просто предлагаем вам производство каучука и резины высокого качества по низкой цене, но мы предлагаем широчайший выбор РТИ с различными эксплуатационными характеристиками.

У нас вы найдете и типовые, простые уплотнительные профили резиновые различных сечений, и резинотехнические изделия более сложных конфигураций, свойств — неформовые РТИ, судовая резина, производство деталей из резины и так далее.

Несколько слов отдельно стоит сказать о производстве судовой резины.

В сфере отечественного судостроения и судоремонта сегодня активно используется особо мягкая резина уплотнительная судовая, отличающаяся уникальными эксплуатационными характеристиками: речь идет о светоозоностойкости, стойкости к морской воде, влажному морскому воздуху, к бензину и минеральным маслам (при температуре +15°…+25°), рабочие характеристики резины поддерживаются в широчайшем температурном диапазоне:−30°…+70°С. Такая резина может активно использоваться для уплотнения дверей, люков, иллюминаторов на судах.

О тонкостях процесса производства резины

Производство резины и каучука подразумевает изменение свойств исходного материала — увеличивается прочность, эластичность и иные эксплуатационные характеристики, за которые так ценятся резинотехнические изделия. При достижении наиболее оптимального сочетания суммы механических и физических свойств создаваемой резины можно говорить об оптимуме вулканизации.

Условно производство резины можно разделить на несколько этапов. На первом этапе осуществляется подготовка ингредиентов, каучука, а также их смешивание. Затем проводят шприцевание резиновой смеси, чтобы получить заготовки. Следующие этапы — непосредственно вулканизация и заключительная механическая обработка деталей.

Различные РТИ могут характеризоваться различными свойствами. Многое зависит от процесса производства.

Соблюдение технологий производства резины предполагает использование при вулканизации не чистого каучука, а смеси этого материала с различными модификаторами, добавками, позволяющими добиваться получения как раз нужных свойств резины. К таким добавкам и модификаторам относятся мел, сажа, разнообразные смягчители и так далее.

Катализаторам при производстве резины уделяется особое внимание, так как катализаторы отвечают и за существенное ускорение самого процесса вулканизации.

Как уже было сказано выше, в качестве катализаторов могут выступать различные вещества, но нужно понимать, что от разновидности катализатора, от количества вещества, участвующего в процессе вулканизации будет напрямую зависеть скорость протекания процесса и, разумеется, свойства, характеристики готового материала.

Виды вулканизации

Как правило, процесс вулканизации осуществляется при высоких температурах, которые могут достигать 140°–300°С («горячая вулканизация»), однако, если речь идет о производстве герметиков, температура может составлять и около 20°С (такой процесс называют «холодной вулканизацией»).

Нагревается каучук также и при использовании обычной серы — серая вулканизация является оптимальным выходом из положения, если в качестве исходного сырья выступают диеновые каучуки. Данная технология применяется при создании камер для автомобилей, определенных видов обуви, а также при создании различных резиновых изделий.

И еще один интересный момент: вулканизация может осуществляться также и благодаря ионизирующей радиации. В сочетании с серной вулканизацией эта технология позволяет получать не просто резину, но материал, характеризующийся повышенной степенью термостойкости.

Этапы производства РТИ и оборудование

Итак, на первом этапе, стадии подготовки ингредиентов и каучука, снимается первичная упаковка с каучука, затем материал режется на куски и укладывается на поддон. Участвующие в производстве твердые составляющие растариваются и отправляются на взвешивание.

Затем идет этап смешения. Резиновая смесь готовится на смесительных вальцах — на вальцы подаются ингредиенты, где они и смешиваются. В процессе смешивания в смесь вводятся активаторы, противостарители, вулканизаторы, пластификаторы и так далее.

В виде листов резиновая смесь подается на шприц-машину. Если изготавливаются формовые изделия методом прессования, заготовки шприцуются в червячной машине, после чего разрезаются на определенной длины отрезки на станке.

Заготовки отправляются в приемный бункер, и уже отсюда они периодически выгружаются и отправляются в вулканизационный пресс.

В процессе вулканизации участвуют вулканизационный пресс верхнего давления и вулканизационный котел. Котлы представляют собой обечайку с 2мя днищами.

Резиновая смесь находится на тележке: с помощью подъемного моста рельсы совмещают и тележка закатывается в котел, закрывается крышка и начинается процесс вулканизации с повышением температуры и давления.

После окончания процесса давление снижается, в байонетном затворе поворачивается ключ, позволяя открыть днище.

При производстве РТИ сложной формы с высокой плотностью обычно используют формовой метод вулканизации в прессах, сочетающий в себе одновременно формование с помощью метода компрессионного прессования и последующую вулканизацию под давлением.

Гидравлические вулканизационные прессы оснащаются контрольно-измерительными приборами — регуляторами давления и терморегуляторами. Прессом можно упрапвлять при помощи специальной коробки в автоматическом или полуавтоматическом режиме.

Виды РТИ и особенности их производства

Резинотехнические изделия в зависимости от способа производства делятся на две большие группы: формовые РТИ и неформовые.

Формовые резинотехнические изделия производятся в специальных формах с помощью вулканизации резиновой смеси, могут такие изделия получаться и методом литья под давлением. Область использования формовых изделий очень широка — они применяются во всех существующих сегодня видах промышленности.

Что касается производства неформовых резинотехнических изделий, то оно осуществляется в два этапа.

На первом этапе осуществляется экструзия резиновой смеси в специальной пресс форме, затем проводится вулканизация суррогата.

Неформовые резинотехнические изделия активно используются в автомобильной и судовой промышленности, в вагоностроении, авиастроении в качестве уплотнителей или средств герметизации стыков.

Мы не только предлагаем своим клиентам различные марки активно используемых в современной промышленности резин и производство резины пористой, но также готовы разработать рецептуры по техническому заданию заказчика. Обращаясь к нам, вы можете рассчитывать на оперативность, высокое качество, полное соответствие вашим требованиям, доступную стоимость. Мы ждем вас!