Производство резины - Всё об автомобильных шинах

Вулканизационный цемент используется для операций самовулканизации, которые можно начинать уже с 18 градусов, и для горячей вулканизации до 150 градусов. Этот цемент не содержит углеводородов в своем составе. Существует также цемент типа OTR, используемый для нанесения на шероховатые поверхности внутри шин, а также на заплаты Top RAD и PN серии OTR с увеличенным временем высыхания. Использование этого цемента позволяет продлить срок службы восстановленных шин, используемых на специализированной строительной технике с большим пробегом.

Технология резины

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своих исследованиях и работе, будут Вам очень благодарны.

Государственное бюджетное образовательное учреждение

По дисциплине ‘Проектирование и научные исследования

Никто не станет оспаривать тот факт, что резинотехнические изделия сегодня являются неотъемлемой частью жизни современного человека.

Они используются практически во всех сферах человеческой деятельности, что в принципе неудивительно. Современное производство резиновых изделий позволяет человеку получить материал, отличающийся такими свойствами, как:

— высокие показатели эластичности в различных температурных диапазонах;

— высокая виброустойчивость, то есть поглощение вибраций;

— устойчивость к воздействию других химических веществ;

Эти и некоторые другие свойства позволяют охарактеризовать резину как очень необычный материал. В данной дипломной работе мы хотим выяснить, какую роль она играет в жизни человека и какое применение нашла в медицине.

Для начала нам необходимо определить наши цели. В своей работе мы намерены использовать их для получения знаний о самой резине как материале и ее роли в медицине и жизни человека. Наша задача — проанализировать различные источники, найти ответы на интересующие вопросы и представить материал в данной работе.

Смола (от лат. resina ‘смола’) — это эластичный материал, получаемый вулканизацией натурального каучука путем смешивания его с вулканизирующим агентом (обычно серой) и последующего нагревания.

По степени вулканизации каучук делится на мягкий (1-3% серы), полутвердый и твердый (более 30% серы; эбонит).

История каучука начинается с открытия американского континента. С древних времен коренные народы Центральной и Южной Америки добывали каучук (или латекс), собирая млечный сок так называемых каучуковых деревьев (гевеи). Уже Колумб заметил, что тяжелые, монолитные мячи из черного упругого материала отскакивают гораздо лучше, чем кожаные мячи, известные европейцам. Помимо мячей, резина использовалась в повседневной жизни: из нее делали посуду, запечатывали донышки тортов, создавали непромокаемые ‘чулки’ (хотя метод был довольно болезненным: ноги смазывали резиновой пастой и держали над огнем, чтобы получить непромокаемое покрытие); резина использовалась и как клей: Индейцы приклеивали им перья к своему телу для украшения. Однако сообщение Колумба о неизвестном веществе с необычными свойствами осталось незамеченным в Европе, хотя несомненно, что конкистадоры и первые поселенцы Нового Света широко использовали каучук. Европа узнала о каучуке в 1738 году, когда путешественник Ш. Каудамин вернулся из Америки и представил образцы каучука Французской академии наук, а также продемонстрировал способ его получения. Первоначально каучук не имел практического применения в Европе.

Особенности производства

Каучук является сырьем для производства широкого спектра продукции благодаря своим уникальным свойствам, в том числе:

повышенная гибкость в широком диапазоне температур;
сохранение формы при умеренной деформационной нагрузке;
мягкость, аморфность, способность быстро возвращаться к первоначальной форме4
непроводящие, антистатические свойства
стойкость к истиранию, долговечность.

Свойства твердой резины во многом зависят от типа используемого каучука. Он может придавать ей высокую устойчивость к воздействию влаги, масел, химикатов, различных температур и радиоактивного излучения.

Недостатком такой резины является то, что она теряет свои первоначальные свойства за относительно короткое время. Его продолжительность зависит от условий эксплуатации и может составлять от нескольких дней до нескольких десятилетий. Однако даже длительное хранение приводит к старению резины — она разрушается и теряет прочность.

Жидкая резина, которая является производной битума, имеет несколько иные свойства. Ее основными преимуществами являются.

высокие изоляционные свойства;
отличная адгезия практически ко всем поверхностям;
отсутствие температурных колебаний;
легкое нанесение без капель и отслаивания
относительно низкая стоимость.

В зависимости от варианта применения и использования жидкую резину можно распылять, наливать или красить. На сегодняшний день этот материал не пользуется спросом из-за низкой осведомленности о его преимуществах, в первую очередь как кровельного и гидроизоляционного материала. По этой же причине у данного бизнеса мало конкурентов. Поэтому при грамотной рекламной кампании у начинающего предпринимателя есть все шансы быстро развить свой бизнес.

Однако самым простым и дешевым бизнесом является завод по переработке отходов шин — резиновых гранул. К преимуществам такого бизнеса относятся:

Возможность производства резины.

Производство классической резины осуществляется на производственной линии, включающей:

миксер для приготовления смеси;
вулканизационный котел;
экструзионный пресс или пресс для термопластов;
смесительные вальцы для пластификации;
Рафинирующие вальцы для удаления примесей;
охладитель для полимеризации;
конвейерная лента.

В целях экономии средств многие производители не используют очистительные вальцы, что значительно снижает качество резины. Поэтому линию необходимо собирать в комплект или приобретать готовую.

Жидкая резина производится на битумно-эмульсионной машине. Дополнительно устанавливаемое оборудование:

устройство для сбора и укладки сырья;
нагревательная пушка или вентилятор для создания необходимой температуры;
системы трубопроводов с насосным оборудованием и устройствами;
Контейнеры для жидкой резины;
оборудование для розлива ее в более мелкие емкости;
весы для тщательного перемешивания.

станок для резки бора;
Гильотина (гидроножницы или стригальная машина);
измельчитель;
шлифовальная машина;
Магнитный или воздушный классификатор;
Вибрационный грохот;
Конвейерная лента.

Целесообразно приобретать оборудование у одного поставщика, который предлагает комплексные производственные линии и осуществляет бесплатную доставку, включая ввод в эксплуатацию. Как правило, такие компании предлагают обучение персонала и сервисное обслуживание.

процесс вулканизации

Процесс вулканизации резины можно разделить на холодную и горячую. Первый можно разделить на два типа. Первый предполагает использование полухлорида серы. Механизм вулканизации с использованием этого вещества следующий. Предмет из натурального каучука помещают в пар этого вещества (S2Cl2) или в его раствор, приготовленный на основе какого-либо растворителя. Растворитель должен удовлетворять двум условиям:

В качестве растворителя обычно можно использовать дисульфид углерода, бензин и ряд других. Наличие в жидкости полухлорида серы препятствует растворению каучука. Суть процесса заключается в насыщении резины этим химическим соединением. Продолжительность процесса вулканизации с S2Cl2 фактически определяет технические свойства готового продукта, включая эластичность и прочность. Время вулканизации в 2%-ном растворе может составлять несколько секунд или минут. Если процесс затягивается, может произойти так называемая ‘перевулканизация’, т.е. предметы теряют свою пластичность и становятся очень хрупкими. Опыт показывает, что операция вулканизации может быть выполнена за несколько секунд, если толщина изделия составляет около одного миллиметра. Этот процесс вулканизации оптимален для тонкостенных деталей, таких как трубы, перчатки и т.д. В противном случае верхний слой детали может быть вулканизирован сильнее, чем внутренние слои. После операции вулканизации полученные детали необходимо промыть водой или щелочным раствором. Существует также второй метод холодной вулканизации. Тонкостенные резиновые детали помещают в атмосферу, насыщенную SO2. Через определенное время заготовки переносятся в камеру, в которую подается H2S (сероводород). Время пребывания заготовок в этих камерах составляет от 15 до 25 минут. Этого времени достаточно для завершения вулканизации. Эта технология была успешно применена для обработки клеевых швов, придавая им высокую прочность. Для обработки специальных резин используются синтетические смолы, вулканизация которых не отличается от описанной выше.

Горячая вулканизация

Горячая вулканизация проводится следующим образом. В сырую резину добавляют определенное количество серы и специальных добавок. Как правило, количество серы должно составлять от 5 до 10 %, при этом окончательное значение должно быть получено в зависимости от предполагаемого использования и твердости компонента. В дополнение к сере добавляется так называемый роговой каучук (эбонит), который содержит от 20 до 50 % серы. Следующим этапом является формирование форм из материала и их нагрев, т.е. вулканизация. Нагрев осуществляется различными методами. Заготовки помещают в металлические формы или закатывают в ткань. Полученные структуры помещают в печь, нагретую до 130-140 градусов Цельсия. Для повышения эффективности процесса отверждения в печи может быть создано избыточное давление. Сформированные заготовки могут быть помещены в автоклав с перегретым паром. Или же их помещают в пресс с подогревом. Фактически, этот метод является наиболее распространенным на практике. Свойства вулканизированной резины зависят от множества условий. Поэтому вулканизация — одна из самых сложных операций, используемых в производстве резины. Кроме того, важную роль играет качество сырья и метод предварительной обработки. Нельзя упускать из виду количество добавленной серы, температуру, продолжительность и метод вулканизации. Наконец, на свойства готового продукта также влияет наличие примесей различного происхождения. Действительно, присутствие многих примесей позволяет вулканизации проходить должным образом. В последние годы в резиновой промышленности начали использовать ускорители. Эти вещества, добавляемые в резиновую смесь, ускоряют процессы, снижают расход энергии, другими словами, эти добавки оптимизируют обработку заготовки. В случае горячей вулканизации в воздухе должен присутствовать оксид свинца, также могут потребоваться соли свинца в сочетании с органическими кислотами или соединениями, содержащими кислотные гидроксиды. К веществам, используемым в качестве ускорителей, относятся:

Жидкая резина.

Как отмечалось выше, помимо листовых и рулонных вариантов, резиновая смесь может встречаться и в жидком виде. В ее основе обычно лежат два компонента — отвердитель и наполнитель. Этот продукт нашел применение в строительной индустрии и используется в гидроизоляции. Материал обладает отличной адгезией к большинству строительных материалов, кирпичу, бетону и т.д. Изоляцию можно наносить методом распыления, образуя непрерывное (бесшовное) покрытие. Кроме того, такой подход позволяет точно обработать углы, раковины и другие труднообрабатываемые участки.

Получаемая гидроизоляция обходится дешевле, чем при использовании традиционной кровли. Это связано с сокращением трудозатрат и времени, необходимого для нанесения покрытия. Кроме того, ингредиенты, входящие в состав жидкого покрытия, обеспечивают не только стойкость к воздействию влаги или снега, но и устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Помимо этих свойств, следует отметить, что данная гидроизоляция полностью экологична.

Технологический процесс производства резины

Первым и самым важным этапом в процессе производства резины является вулканизация. По своей природе молекулы резины очень эластичны, то есть не подходят для жесткой эксплуатации (например, вождения автомобиля), поэтому необходимо сформировать новую решетку (кристаллическую решетку). Вулканизация делает резину твердой, т.е. превращает ее в материал с другими физическими свойствами — каучук. Сама вулканизация включает в себя несколько этапов:

Технология производства резины подразумевает полное изменение свойств каучука. Прочность каучука, будь то натуральный или синтетический, значительно ниже, чем у готовой вулканизированной резины. Эластичность также является одним из наиболее важных показателей. Чем менее эластична резина, тем больше она трескается. И это даже не вопрос использования. Если неэластичная резина просто лежит, она тоже потрескается, но просто от разницы температур между днем и ночью.

Гибкая резина сжимается и растягивается до тех пределов, для которых она была разработана — чем больше пластификаторов вводится в резину во время вулканизации, тем более гибкой будет готовая резина. Современные технологии производства резины больше не используют натуральный каучук в процессе вулканизации; все процессы и принципы химического взаимодействия основаны на взаимодействии синтетических каучуков с химическими реагентами. Однако добавки и компоненты не всегда являются чисто синтетическими.

В зависимости от конечного использования каучука, в процессе вулканизации могут добавляться добавки:

Виды вулканизации.

Горячая и холодная вулканизация остаются наиболее распространенными методами формования резины. Горячая вулканизация проводится при температуре от +250 0 C до +290 0 C. Холодная вулканизация дает температуру от +20 0 C до +30 0 C и обычно используется для создания уплотнительных материалов. Существует также серная вулканизация, которая необходима для изготовления скоб для автомобилей, военных и туристических ботинок и велосипедных шин. В этом случае используется горячая сера и катализаторы, которые помогают ускорить процесс вулканизации.