Резиной называется продукт специальной обработки (вулканизации) смеси каучука и серы с различными добавками.
Резина, как технический материал, отличается от других материалов высокими эластическими свойствами, которые присущи каучуку — главному исходному компоненту резины. Она способна к очень большим деформациям (относительное удлинение достигает 1000%), которые почти полностью обратимы. При нормальной температуре резина находится в высокоэластическом состоянии и ее эластические свойства сохраняются в широком диапазоне температур.
Модуль упругости лежит в пределах 1 — 10 МПа, т.е. он в тысячи и десятки тысяч раз меньше, чем для других материалов. Особенностью резины является ее малая сжимаемость (для инженерных расчетов резину считают несжимаемой); коэффициент Пуассона 0,4 — 0,5, тогда как для металла эта величина составляет 0,25 — 0,30. Другой особенностью резины как технического материала является релаксационный характер деформации. При нормальной температуре время релаксации может составлять 10 -4 с и более. При работе резины в условиях многократных механических напряжений часть энергии, воспринимаемой изделием, теряется на внутренне трение (в самом каучуке и между молекулами каучука и частицами добавок); это трение преобразуется в теплоту и является причиной гистерезисных потерь. При эксплуатации толстостенных деталей (например, шин) вследствие низкой теплопроводности материала нарастание температуры в массе резины снижает ее работоспособность.
Кроме отмеченных особенностей для резиновых материалов характерны высокая стойкость к истиранию, газо- и водонепроницаемость, химическая стойкость, электроизолирующие свойства и небольшая плотность.
Основой всякой резины служит каучук натуральный (НК) или синтетический (СК), который и определяет основные свойства резинового материала.
Важным свойством является способность каучука вулканизироваться. Этот процесс обычно осуществляется в присутствии серы, в результате чего каучук из термопластичного переходит в термостабильное состояние и становится прочным, нерастворимым, теплостойким, неклейким и эластичным материалом. При вулканизации в молекулах каучука возникает сетчатая (пространственная) структура.
Для улучшения физико-механических свойств каучуков в состав вводятся различные добавки (инградиенты). Таким образом, резина состоит из каучука и инградиентов, имеющих определенное назначение. Кроме основного компонента (каучука), в состав резины входят вулканизаторы (S), наполнители (сажа, SiO2, каолин, TiO2, ZnO, Mg2O, ткани, мел, тальк и т.д.), пластификаторы (фенолы, парафин, вазелин, стеориновая кислота, битум, растительные масла и др. — 8 — 30%), ускорители (оксид свинца, оксид магния и т.д.), противостарители (альдоль, неозон Д, парафин, воск), красители (минеральные или органические).
По назначению резины могут быть классифицированы на следующие группы:
o резины общего назначения;
o резины специального назначения.
В свою очередь резины общего назначения делятся на следующие подгруппы:
НК — натуральный каучук (С5Н8)n. Растворяется в жидких и ароматических растворителях (бензине, бензоле и др.), аморфен, образует вязкие растворы, применяемые в качестве клеев. Резины на основе НК отличаются высокой эластичностью, прочностью, водо- и газонепроницаемостью, высокими электроизоляционными свойствами.
СКБ — синтетический каучук бутадиеновый (С4Н6)n. Является некристаллизующимся каучуком и имеет низкий предел прочности при испытании на растяжение, поэтому в резину на его основе вводят усиливающие наполнители.
СКС — бутадиенстирольный каучук. Получается при совместной полимеризации бутадиена (С4Н6) и стирола (СН2=СН-С6Н5). Это самый распространенный каучук общего назначения. Из наиболее распространенного каучука СКС-30 получают резины с хорошим сопротивлением старению и хорошим сопротивлением многократным деформациям.
СКИ — синтетический каучук изопреновый — продукт полимеризации изопрена (С5Н8). По строению и свойствам близок к натуральному каучуку. Предназначается для получения электроизоляционных покрытий, для вакуумной техники.
Резины общего назначения могут работать в среде воды, воздуха, слабых растворов кислот и щелочей. Интервал рабочих температур от -35 до 130°С. Из этих резин изготовляют шины, ремни, рукава, конвейерные ленты, изоляцию кабелей, различные радиотехнические изделия.
Резины специального назначения подразделяются на несколько видов: маслобензостойкие, теплостойкие, светоозоностойкие, износостойкие, электротехнические, стойкие к гидравлическим жидкостям.
Маслобензостойкие резины получают на основе каучуков (наирит), СКН и тиокола.
Резины на основе наирита обладают высокой эластичностью, вибростойкостью, озоностойкостью, устойчивы к действию топлива и масел, хорошо сопротивляются тепловому старению. За рубежом каучуки на основе наирита выпускают под названием неопрен, пербутан-С и др.
Читайте также: Рекомендуемое давление шин газель
СКН — бутадиеннитрильный каучук. В зависимости от состава каучук выпускают следующих марок: СКН-18, СКН-26, СКН-40 (зарубежные марки: хаукар, пербутан, бутан-N и др.). Резины на основе СКН обладают высокой прочностью, хорошо сопротивляются истиранию, но по эластичности уступают резинам на основе НК, превосходят их по стойкости к старению и действию разбавленных кислот и щелочей. Резины на основе СКН применяют для производства ремней, конвейерных лент, рукавов, маслобензостойких резиновых деталей (уплотнительные прокладки, манжеты и т.д.).
Тиокол — полисульфидный каучук. Устойчив к топливу и маслам, к действию кислорода, озона и солнечного света, хороший герметизирующий материал. Механические свойства резины на основе тиокола невысокие. Эластичность сохраняется до -60°С. Теплостойкость не превышает 60 — 70°С. Тиколы новых марок работают при температуре до 130°С.
Акрилатные каучуки можно отнести к маслобензостойким каучукам. Каучуки выпускают марок БАК-12, БАКХ-7, ЭАХ. Для получения высокопрочных резин вводят усиливающие наполнители. Достоинством этих резин является стойкость к действию серосодержащих масел при высоких температурах; их широко применяют в автомобилестроении. Они стойки к действию кислорода, достаточно теплостойки, обладают адгезией к полимерам и металлам. Недостатками БАК являются малая эластичность, низкая морозостойкость, невысокая стойкость к действию горячей воды и пара.
Теплостойкие резины получают на основе каучука СКТ. Это синтетический каучук теплостойкий, обладает хорошими диэлектрическими свойствами. Диапазон рабочих температур СКТ составляет от -60 до 250°С. Является водостойким и гидрофобным каучуком (например, применяется для защиты от обледенения). В зависимости от введенных добавок каучуку можно придать те или иные свойства: СКТВ — устойчив к тепловому старению и обладает небольшой текучестью при сжатии, температура эксплуатации до 300°С; СКТФВ — обладает повышенной морозостойкостью (до -100°С) и сопротивляемостью к действию радиации.
Морозостойкими являются резины на основе каучуков, имеющих низкие температуры стеклования. Например резины на основе СКС-10 и СКД могут работать при температуре до -60°С; НК, СКБ, СКС-30, СКН — до -50°С; СКТ — ниже -75°С.
Светоозоностойкие резины вырабатывают на основе фторсодержащих (СКФ), этиленпропиленовых (СКЭП), бутилкаучука.
Фторсодержащие каучуки выпускают марок СКФ-32, СКФ-26 (зарубежные марки — кель-Ф и вайтон). Каучуки устойчивы к тепловому старению, воздействию масел, топлива, различных растворителей (даже при повышенных температурах), негорючи, обладают высоким сопротивлением истиранию. Теплостойкость длительная (до 300°С). Недостатком является малая стойкость к большинству тормозных жидкостей, низкая эластичность. Резины из фторкаучуков широко применяются в авто- и авиапромышленности.
СКЭП — белая каучукообразная масса, которая обладает высокой прочностью и эластичностью, очень устойчива к тепловому старению, имеет хорошие диэлектрические свойства. Кроме СКЭП выпускают тройные сополимеры СКЭПТ (за рубежом — вистол и дутрал).
Светостойкие резины первых двух видов применяют для уплотнительных изделий, диафрагм, гибких шлангов и т.д., они не разрушаются при работе в атмосферных условиях в течение нескольких лет.
ХСПЭ — хлорсульфополиэтилен обладает повышенным сопротивлением истиранию при нагреве, озоно-, масло-, и бензостойки, хорошие диэлектрики. Интервал рабочих температур от -60 до 215°С. Применяют эти резины как защитный и конструкционный материал (противокоррозионные, не обрастающие в морской воде водорослями и микроорганизмами покрытия, для защиты от воздействия g — излучения).
БК — бутилкаучук обладает стойкостью к кислороду, озону и другим химическим реагентам. Каучук кристаллизующийся, что позволяет получить материал с высокой прочностью (хотя эластические свойства низкие). Обладает высоким сопротивлением истиранию и высокими диэлектрическими свойствами, химически стоек. Предназначен для работы в контакте с концентрированными кислотами и другими химикатами; кроме того, его применяют в шинном производстве (срок службы покрышек в 2 раза выше, чем покрышек и НК).
Износостойкие резины получают на основе полиуретановых каучуков СКУ.
СКУ обладают высокой прочностью, эластичностью, сопротивлением истиранию, маслобензостойкостью, стоек к кислороду и озону, его газонепроницаемость в 10 — 20 раз выше, чем газонепроницаемость НК, стойки к воздействию радиации. Выпускаются марок СКУ-7, СКУ-8, СКУ-50, СКУ-ПФ, СКУ-ПФЛ (зарубежные названия — вулколлан, адипрен, джентан, урепан). Резины на основе СКУ применяют для автомобильных шин, конвейерных лент, обкладки труб и желобов для транспортирования абразивных инструментов, обуви и др.
Электротехнические резины включают электроизоляционные и электропроводящие резины. Электроизоляционные резины изготовляют только на основе полярных каучуков НК, СКБ, СКС, СКТ и бутилкаучука. Их применяют для изоляции токопроводящей жилы электропроводов и кабелей, для специальных перчаток и обуви. Электропроводящие резины для экранированных кабелей получают из каучуков НК, СКН, наирита, особенно из полярного каучука СКН-26 с введением в него углеродной сажи и графита.
Читайте также: Хорошие зимние шины эконом класса
Резину стойкую к воздействию гидравлических жидкостей используют для уплотнения подвижных и неподвижных соединений гидросистем, рукавов, диафрагм, насосов. Для работы в масле применяют резину на основе каучука СКН. Для кремнийорганических жидкостей применимы неполярные резины на основе каучуков НК, СКМС-10 и др.
Таким образом, рассмотрев различные виды резин, можно сделать вывод о том, что резины находят широкое применение в различных областях промышленности, строительства и т.д. Следует отметить и специальные области применения резин. Так резины применяются в сельском хозяйстве в виде смесей определенного состава для стабилизации страдающих от ветровой коррозии песчаных грунтов, для укрепления плотин, каналов, для автомобильных дорог. Каучуки вводят в асфальт, что повышает его износостойкость и безопасность движения на дорогах. Губчатые резины широко применяются в качестве обивочных материалов для мебели, автомобилей, для обработки текстильных материалов — в частности пропитки изнанки ковровых изделий и т.д.
Физико-механические свойства резин приведены в табл. 3.6.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Видео:Композитные материалы (Что это такое?)Скачать
Из чего и как делают резину для колес вашего автомобиля
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.
Видео:Композиционные материалыСкачать
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.
Второй по содержанию этого сока является дерево – «ГЕВЕЯ», которое также вырастает до 40-50 метров. Когда растение набирает силу, и доходит до возраста в 9-10 лет, у него на стволе делают насечки в форме буквы «V» из которой и начинает сочиться натуральный каучук. При воздействии воздуха он становится тягучим.
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.
Читайте также: Датчик давления в шинах фольксваген поло 2021
Так что появлению резины мы косвенно обязаны – индейцам Амазонки! Посмотрите короткий ролик.
Видео:Переработка шин как бизнес | ПромышленностьСкачать
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 резины идут на производство колес, читайте статью.
Видео:Материалы будущего - композиционные, «киберзащитные» самовосстанавливающиеся. Стань специалистом!Скачать
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.
Справедливости ради стоит отметить что есть еще и металлически-нитевидный каркас, но я его здесь не буду упоминать, все же это немного другая история.
Именно так делают резину (шины) для колес наших автомобилей. Синтетические каучуки хоть и применяются, но они пока не могут потягаться с природными, так что глобальные изменения в строении шин еще долго не предвидятся.
Сейчас полный ролик, в нем найдете ответ – что лучше синтетический или природный материал.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
- 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
🎬 Видео
Научим создавать изделия из композитов своими рукамиСкачать
Запомните и не тратьте деньги на жидкий силикон, как сделать аналог жидкого силикона за копейкиСкачать
Самолет из углепластика и где ещё применяют композитные материалыСкачать
Металл больше не нужен! Теперь есть ФИБЕРГЛАСС своими руками в домашних условиях.Скачать
Как делают автомобильные шины // НЕпростые вещиСкачать
Композиционные материалыСкачать
Оборудование для переработки изношенных автомобильных шин в резиновую крошкуСкачать
Как выбрать абразивные инструменты для шерохования шин? Что здесь важно? Форма? Размер? Зернистость?Скачать
На что влияет протектор, рисунок шин. С каким протектором выбрать шиныСкачать
Как ровно сделать фрезерование материала? С помощью - бюджетного адаптера для фрезера AMS F BASE!Скачать
КАК СОЗДАЮТ ШИНЫ? Показываем этапы производства на заводе шин Continental в Калуге : )Скачать
Китайские шины без резиныСкачать
Что необходимо знать о направляющих шинах. Шины, шаблоны и адаптеры AMS.Скачать
Теперь скуплю всю стружку! Это ЗОЛОТО, а не мусор!Скачать
Гетинакс - как его сделать в домашних условиях / Простая технологияСкачать
Производство шин Мишлен - Мегазавод (national geographic)Скачать
