Диоксид кремния в шинах

Читайте также: Шины нексен летние 661
Источник

Видео:Диоксид кремния | ХимияСкачать

Шины с диоксидом кремния

В истории основного шинного производителя Michelin патент на использование диоксида кремния в автомобильной резине появился в 1992 году. Возможно, столь позднее появление такого простого решения связано со способом получения высокодисперсного диоксида кремния, который тоже был запатентован в 1992 году, и со сложной технологией его смешивания с резиной. Так или иначе, это нововведение оказалось для нашей страны важнее, чем для Франции, в которой появилось. Именно диоксид кремния позволяет покрышкам не «дубеть» на морозе.

Видео:Интересные свойства диоксида кремния в гипсе.Скачать

Зачем нужны наполнители автомобильной резины?

Делать покрышки из чистой резины невыгодно, да и не нужно. Они получились бы слишком мягкими и растягивающимися, буквально «прилипали» бы к дороге, сильно увеличивая расход топлива. Покрышку из чистой резины можно было бы буквально раздуть до размера, многократно превышающего изначальный. Такие качества автомобильной резине нужны, разве что для герметичности. Поэтому из чистой резины делают камеру, а из значительно более дешевой резины с большим процентом наполнителя — покрышку. Но даже саму камеру тоже не делают из чистого латекса из нефти. Там тоже используется наполнитель, причем тот же самый, что и в покрышках — сажа. Сажу начали использовать в шинах с 1920-х годов. Тогда и определился классический черный цвет, который не отменяется до сих пор. Замене дешевой органической саже нет, и она и не нужна. Производятся очень дорогие специальные шины для погрузчиков чистых цехов – там используют белые шины, автомобили же никак не страдают из-за черного цвета шин.

Видео:Сделайте себя здоровым - это мое мнение, принимайте срочно диоксид кремнияСкачать

Сложности производства резины с диоксидом кремния

Сажа, как и само полимерное связующее для шин, является органическим соединением. Они прекрасно смешиваются друг с другом, чего нельзя сказать о неорганическом диоксиде кремния. Если обычный белый порошок диоксида кремния (горная порода кизельгур, диатомит, осадочные породы) перемешать с горящей жидкой резиной, то ничего, кроме не растворившихся комков, не будет. Можно попытаться улучшить технологию и применить продолжительное интенсивное перемешивание. Все равно, будет очень хрупкая резина, наподобие той, которая используется для негорючей изоляции проводов. Решение было предложено недавно. Микроскопические частицы диоксида кремния сначала покрываются защитным полимером, а только потом поступают в смеситель резиновой смеси на шинном заводе. Причем, в качестве добавки используются специальные вещества, обеспечивающие избирательное разделение. То есть, диоксид кремния он не становится просто песком-наполнителем резины. Он продолжает изменять свойства всей ее структуры. В результате покрышка становится мягкой и с постоянными параметрами. То есть, она не «дубеет» на морозе и не слишком размягчается летом. Несмотря на постоянство параметров, сменная летняя и зимняя резина обеспечивает куда большую безопасность езды, чем демисезонная. Установка демисезонной резины оправдана в регионах с переменным климатом, с большими среднесуточными колебаниями температуры. Приезжайте к нам на профессиональный шиномонтаж. К нам можно проехать по Коровинскому и Дмитровскому шоссе, находящимися в САО Москвы. Рядом Химки и г. Долгопрудный. Остались вопросы?
Задайте их нам по телефону! Источник

Видео:Влияние диоксида кремния на брагу. ЭкспериментСкачать

Идеальное колесо

В чем секрет химической устойчивости автомобильных шин Шины — удивительный объект с точки зрения химии и материаловедения. Наверное, самое странное в них заключается в том, что если взять всю резину в одной шине, то окажется, что она образует одну огромную молекулу. С другой стороны, мало кто задумывается над тем, что резина составляет меньше половины массы обыкновенной шины. А почему так? И что еще входит в состав шин помимо резины? На эти вопросы мы ответим в нашем материале, созданном в партнерстве с производителем шин Toyo Tires.

Магический треугольник

Создание идеального колеса — сложнейшая задача оптимизации, к которой человечество идет уже сотни лет. К колесу предъявляется огромное количество требований, но есть три самых главных («магический треугольник»): высокое сцепление с дорогой, низкое трение качения и маленький износ. Шина на пути к этому идеальному колесу появилась не так давно — всего лишь в XIX веке.

Читайте также: Давление для зимних шин r13

Сцепление с влажной поверхностью позволяет колесам катиться по дороге без проскальзывания и быстрее тормозить. За сцепление отвечает рисунок протектора, а также сама поверхность шины и ее химические и адгезионные свойства. Трение качения — это сила, которая сопротивляется вращению колеса. Вообще говоря, потери на трение качения возникают из-за неупругих деформаций колес. Чем сильнее эти потери, тем больше топлива надо на то, чтобы проехать те же самые сто километров (закон сохранения энергии никто не отменял). Износ шины — самая простая и интуитивно понятная из этих величин. Во время езды колесо подвергается миллионам сжатий и растяжений, и каждое медленно, но неумолимо разрушает материалы, из которых оно сделано. Чем больше таких циклов сжатия и растяжения колесо сможет выдержать, тем дольше оно прослужит.

Обретение вулканизации

В 1830-х годах американский изобретатель и химик Чарльз Гудьир экспериментировал с каучуком, природным полимером, содержащемся в соке гевеи. На тот момент различные компании уже пытались использовать каучук. Например, Чарльз Макинтош пропитывал им ткани для изготовления непромокаемых плащей, а сам Гудьир участвовал в разработке трубок для надувания спасательных плавсредств. Из каучука также делали ластики для карандашей. Однако серьезный недостаток натурального каучука состоит в том, что он быстро портится при контакте с воздухом: окисление полимера делает материал хрупким, легко поддающимся разрушению. Над тем, чтобы избавить его от этого качества, и работал американский химик. Сейчас понятно, что нестойкость каучука связана с самой структурой полимера. Каучук — это цис-полиизопрен, как и многие органические полимеры его можно представить себе как цепочку из углеродных атомов, на которую, с определенным шагом, навешены небольшие группы из других атомов. От крайне стойкого к окружающим воздействиям полиэтилена или полипропилена каучук отличается тем, что некоторые связи между атомами углерода в его основной цепочке — двойные. Именно они являются слабым местом природного каучука. Кислород (точнее, его активные формы) способен легко атаковать эти кратные связи и разрушать их, сильно меняя при этом свойства материала в целом. В 1839 году Гудьир обнаружил, что нагретая печью смесь каучука с серой превращается в необыкновенно плотный черный эластичный материал, гораздо более устойчивый по сравнению с исходной легкоплавкой полимерной массой. Некоторые свидетельства указывают на то, что это открытие было сделано случайно — якобы химик попросту уронил каучуковый шарик с серой на печь. Но с другой стороны, известно, что Чарльз Гудьир изучал возможность обезвоживать каучук серой. Так или иначе химику удалось открыть процесс вулканизации. С точки зрения химии суть этого процесса заключается в преобразовании части тех самых двойных связей в цепях каучука. Сера способна точно так же, как и кислород, атаковать их, но вместо полного разрушения в случае серы образуются так называемые сульфидные мостики — прочные связи, соединяющие между собой соседние цепочки каучуков и образующие сетчатую структуру. Полимер становится более упругим и плотным, при этом уменьшается количество «слабых мест» в его структуре. В пределе можно считать, что все молекулы каучука в вулканизированном образце оказываются связаны в единую молекулу этими сульфидными мостиками.

Победоносный путь каучука

В 1888 году британский ветеринар Джон Данлоп создал и запатентовал шину из вулканизированного каучука — для велосипеда своего сына. По сути, она представляла собой надутый шланг, закрепленный на ободе колеса. В 1895 году первые шины из вулканизированной резины были установлены на автомобиле, участвовавшем в гонке Париж-Бордо-Париж. Авторы идеи — Андре и Эдуард Мишлен. К сожалению, гонку машине выиграть, мягко говоря, не удалось, но тем не менее автомобиль справился с почти 1200 километрами трассы.

Читайте также: Индикатор давления шин мазда

Одновременно с ростом популярности автомобилей росло и потребление шин — так за пару десятков лет возникла новая огромная промышленность. Почему вулканизированный каучук стал таким удобным материалом для колес? В первую очередь, это определяется той самой тройкой свойств — сцепление с поверхностью, трение качения и износ. Благодаря эластичности шина из резины обеспечивает плотное сцепление даже с неровной дорогой, к тому же отсутствие хрупких элементов уменьшает износ по сравнению с металлическими или тем более деревянными колесами. Стоит заметить, что резиновые шины во многом хороши для обычных дорог, но если мы сменим типичное асфальтовое покрытие на стальные рельсы, то ситуация радикально поменяется. Стальные колеса обладают гораздо меньшим трением качения — оно в 5, а то и в 10 раз меньше, чем у современных автомобильных шин. Сцепление стальных колес с поверхностью определяется во многом весом поезда, для легких автомобилей такой подход не подойдет. Но можно вспомнить, что резиновые шины используются и на поездах, к примеру на линии M2 метро Лозанны (Швейцария). Там они позволяют бороться с высокой крутизной путей, которая в другой ситуации потребовала бы наличия зубчатой передачи.

Не каучуком единым

С точки зрения механических свойств каучук очень хорош — до сих пор нет дешевых искусственных аналогов, обладающих теми же свойствами. Никакого секрета в этом нет — цепочки природного каучука устроены так, что все боковые «висят» строго по одну сторону от цепи. Добиться того же в промышленном синтезе каучука практически невозможно — тот контроль над сборкой цепи, который обеспечивают сложные ферменты растений, не могут повторить сравнительно более простые металлорганические катализаторы Циглера-Натта. Но есть и недостатки, причем химической нестабильностью природного каучука они вовсе не ограничиваются. Выращивают каучуконосные культуры в основном в Юго-Восточной Азии и Бразилии, к тому же сырьевая база ограничена и едва ли покрывает весь спрос на каучуки. Поэтому в шинах доля природного каучука составляет всего около 10-15 процентов, еще около 20 процентов приходится на искусственные полимеры — полиизопрен, полибутадиен, сополимеры полибутадиена с полистиролом и с полиизобутиленом. Главное преимущество искусственных каучуков заключается в относительно большей устойчивости к окислению и ультрафиолетовому излучению. К нерезиновой части шины относятся стальные корды и всевозможные наполнители: сажа, диоксид кремния (основной компонент стекла и песка) и антиоксиданты. Роль антиоксидантов заключается в том, чтобы «отлавливать» опасные для каучуков и других полимеров активные формы кислорода (например, озон или перекись) и превращать их в безвредную воду или другие молекулы. Кроме того, в шинах остаются различные активаторы вулканизации, например оксид цинка. Точно спрогнозировать, как различные добавки влияют на свойство шин, достаточно сложно. Для этого необходимо моделировать поведение микро- и наноразмерных частиц, а также окружающих их полимерных цепей и сетей на наноуровне. Компания Toyo Tires впервые в шинной отрасли воспользовалась методами молекулярной динамики, чтобы предсказать энергетические потери в шине по ее микроструктуре. Грубо говоря, специалисты компании способны оценить, как сильно нагреется шина от наезда на неровность на дороге. Это помогает понять, как уменьшить этот нагрев. Например, расчеты показывают, что подавление физического перемещения молекул резины снижает те самые энергетические потери в шинах. Поэтому в шинах необходимо добиваться более прочных связей между молекулами полимеров и наполнителем. Интересно заметить, что методы молекулярной динамики часто применяются для прогнозирования поведения белковых молекул и поиска новых лекарств. Эта и другие разработки Toyo Tires, связанные со строением шины на наноуровне, являются частью технологии Nano Balance, которая, по своей сути, позволяет спроектировать материал с требуемыми оптимальными свойствами, а затем создать его и испытать. Источник

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  🔥 Видео

  Получение SiO2 и H2SiO3, диоксид кремния и не только!Скачать

  

  Регулятор роста из аморфного диоксида кремнияСкачать

  

  Диоксид кремнияСкачать

  

  Наносилика - нанопорошок диоксида-кремния.Скачать

  

  Взаимодействие диоксида кремния с магниемСкачать

  

  Почему шины чёрные и зачем в шинах силикаСкачать

  

  Песок в еде, вредно или полезно? А как насчёт диоксида кремния и добавки Е551?Скачать

  

  Получение технически чистого диоксида кремнияСкачать

  

  Аморфный Растительный Диоксид Кремния. Часть 1Скачать

  

  Аметист – загадка диоксида кремнияСкачать

  

  Кремний и его диоксид. Кремнезём, кварц, аметист, халцедон и другиеСкачать

  

  Диоксид кремнияСкачать

  

  Диоксид кремния и серебрянкаСкачать

  

  Gyeon Tire – первое в мире защитное покрытие на основе диоксида кремния (Si02)Скачать

  

  Оксид кремния управляет реологическим состояниемСкачать

  

  Кремний. Польза и действие на организм.Скачать