Процесс производства резины
Из чего изготавливаются различные виды каучука? Органические вещества наносятся на некоторые синтетические материалы для получения материала, идентичного натуральному каучуку.
Производство автомобильных шин: описание производственного процесса 2
Автомобильные шины являются неотъемлемым компонентом любого транспортного средства. И ее качество в процессе производства очень важно не только для водителя автомобиля, но и для производителя, так как от этого зависит репутация самой продукции. Поэтому важно отметить, что сегодня существует как минимум три разновидности автомобильных шин. Это летние шины, зимние шины и, конечно же, полусезонные шины. Все они используются для одного и того же транспорта, но имеют несколько иной, отличный от других внешний вид и, в какой-то степени, даже несколько иной технологический процесс.
Наиболее известные производители
На сегодняшний день самыми известными в мире производителями шин являются Michelin (в которую также входят бренды Kleber и BFGoodrich), Bridgestone (в которую также входят бренды Lassa, Firestone, Winterforce и Fuzion) и финская компания Nokian. Также стоит отметить GoodYear, Continental, Pirelli, Hankook, Yokohama, Cooper, Kumho, Toyo и многие другие.
На сегодняшний день количество производителей шин, как отечественных, так и зарубежных, просто невероятно, и иногда конечный покупатель немного растерян в правильном выборе шин для своего боевого коня. Тем не менее, если посмотреть на процесс производства шин, то можно увидеть, что какой бы производитель не производил шины для нас, для изготовления шин используется один и тот же материал. И это каучук. В большинстве случаев при ее производстве используется натуральный или синтетический каучук, а также автокорд.
Стоит отметить, что при производстве шин необходимо использовать только высококачественную резину, так как от этого зависит устойчивость автомобиля в самых разных погодных условиях, качество сцепления шины с дорогой, в каком бы состоянии она ни была, и многое другое.
Что такое резина?
Вы наверняка знаете, что основным ингредиентом резины является каучук — натуральный материал, добываемый из каучуковых деревьев. Эти деревья растут на юге Африки уже очень давно, и трудно подсчитать их возраст. Однако европейцы познакомились с ними в 16 веке, когда Христофор Колумб вернулся на свою родину.
Если разложить слово ‘КАУЧУК’ на составные части, то получится ‘КАУ’ — растение, дерево, ‘УЧУ’ — плакать, течь. То есть, в буквальном переводе, это ‘плачущее дерево’, с языка индейцев Амазонки. Однако есть и его научное название — КАСТИЛЛА, которая растет на берегах Амазонки в непроходимых джунглях.
‘КАСТИЛЛА’ — это очень высокое дерево, вырастающее до 50 метров в высоту и цветущее круглый год. Кожица, листья и соцветия очень богаты так называемым млечным соком, который содержит натуральный каучук. Поскольку эти деревья очень большие, ветви или цветы часто отламываются, и дерево ‘выплачивает’ этот сок в месте поломки.
Вторым по величине деревом, содержащим этот сок, является дерево ГЕВАЙЯ, которое также вырастает до 40-50 метров. Когда оно достигает возраста 9-10 лет, на его стволе появляется V-образная выемка, из которой начинает сочиться натуральный каучук. При контакте с воздухом натуральный каучук становится липким.
Это два основных растения, которые производят натуральный каучук. В Центральной Азии, а также на побережье Южной Америки, в Бразилии, Перу и на острове Шри-Ланка существуют целые плантации таких деревьев, которые существуют только для одной цели — добывать этот сок! Это хорошо развитый бизнес.
Другие растения в первой пятерке ‘популярных’ — кустарники MANIOKA, SALT WOOD и IN-TZI. Все они являются источниками для последующего производства каучука.
Производство каучука
И вот мы подошли к самой интересной части — производству самого каучука, причем не обязательно автомобильных колес, каучук в наши дни используется везде, даже в резинке для волос.
После сбора каучукового сока предстоит пройти долгий путь производства каучука. Первоначально он используется для производства латекса, который является промежуточным продуктом. Однако чистый латекс сегодня используется повсеместно — от медицины до промышленности.
Сок заливают в большие чаны и смешивают с кислотой, обычно в течение 10 часов. Затем он затвердевает. Из него и делают латекс.
Затем его пропускают через специальные валики, удаляя лишнюю влагу. В результате получается длинная и довольно широкая полоса.
Этот кусок пропускают под специальными ножами и измельчают. Если посмотреть на эту смесь, то она напоминает пережаренный омлет.
Эту воздушную массу обжигают в больших печах при довольно высокой температуре — 13 минут. Теперь она получается эластичной и напоминает бисквит, ее прессуют в блоки и отправляют на производство.
Конечно, точного рецепта изготовления резины, а тем более шин, вы не найдете, все это держится в строжайшем секрете. Однако суть процесса не изменилась за последние 100 лет и хорошо известна всем.
Для производства каучука необходимо взять брикеты латекса и вулканизировать их. Также добавляется сера и другие ‘скрытые’ ингредиенты. Все это добавляется в специальный котел, нагревается, перемешивается, и после таких манипуляций уже появляется каучук.
После того как она нагревается до 120 градусов, ее раскатывают специальными валиками в тонкие полоски. Там же она охлаждается.
Виды вулканизации
Вулканизация обычно проводится при высокой температуре, которая может составлять от 140°C до 300°C (‘горячая вулканизация’), но в случае производства герметиков температура может составлять около 20°C (‘холодная вулканизация’).
Нагретую резину можно также вулканизировать с использованием обычной серы, т.е. ‘серая вулканизация’ является оптимальным решением, когда в качестве сырья используются диеновые каучуки. Эта технология используется при производстве автомобильных камер, некоторых видов обуви, а также различных резинотехнических изделий.
И еще один интересный момент: вулканизацию можно проводить и с помощью ионизирующего излучения. В сочетании с серной вулканизацией эта технология позволяет получить не только резину, но и материал с повышенной степенью термостойкости.
Этапы производства ТПЭ и оборудование
На первом этапе, подготовке ингредиентов и резины, с резины снимается оригинальная упаковка, затем материал разрезается на куски и укладывается на поддон. Твердые частицы расплавляются и отправляются на взвешивание.
Затем следует этап смешивания. Резиновая смесь готовится на смесительных вальцах — ингредиенты подаются на вальцы, где происходит их смешивание. В процессе смешивания в смесь добавляются активаторы, антислеживатели, вулканизаторы, пластификаторы и т.д. В форме листов резиновая смесь подается в шприцевую машину. Если формы изготавливаются методом прессования, то детали прессуются в червячной машине, а затем разрезаются на станке на заданные длины. Заготовки поступают в приемный бункер, из которого они периодически выгружаются и направляются в вулканизационный пресс.
Процесс вулканизации включает вулканизационный пресс высокого давления и вулканизационный котел. Котел построен в виде рубашки с двумя днищами. Резиновая смесь помещается на тележку: рельсы выравниваются с помощью подъемного моста, тележка въезжает в котел, крышка закрывается, и начинается процесс вулканизации с повышением температуры и давления. По окончании процесса давление снижается, и ключ в байонетном замке поворачивается, позволяя открыть дно.
При производстве резиновых изделий сложной формы и высокой плотности обычно используется метод формовой вулканизации, сочетающий в себе как компрессионное формование, так и последующую вулканизацию под давлением.
Гидравлические вулканизационные прессы оснащены устройствами контроля давления и температуры. Пресс может работать в автоматическом или полуавтоматическом режиме с помощью блока управления.
Производство резиновых изделий
Прорезиненная ткань производится из льняной, хлопчатобумажной или синтетической ткани путем пропитки резиновым клеем (специальной резиновой смесью, растворенной в бензине, бензоле или другом подходящем летучем органическом растворителе). После испарения растворителя получается прорезиненная ткань.
Для производства резиновых трубок и прокладок с различными профилями сырая резина подается через шприцевую машину (экструдер), в которой нагретая (до 100-110°) смесь продавливается через профилирующую головку. В результате получается профиль или трубка, которая вулканизируется либо в вулканизационном автоклаве при повышенном давлении, либо в вулканизационной ‘трубе’ при нормальном давлении в циркулирующем горячем воздухе, либо в расплавленных солях.
Производство рукавов из кулирной резины, армированных волокном или проволочной оплеткой, осуществляется следующим образом: из каландрированной резиновой смеси нарезаются полосы, которые накладываются на металлическую оправку, внешний диаметр которой равен внутреннему диаметру изготавливаемых рукавов. Края полос смазываются резиновым клеем и сворачиваются в рулон, затем укладывается один или несколько парных слоев ткани или плетеной металлической проволоки, смазываются резиновым клеем, сверху укладывается еще один слой резины. Затем собранная заготовка обвязывается увлажненным бинтом и вулканизируется в автоклаве.
Производство автомобильных шин
Внутренние трубки автомобильных шин изготавливаются из резиновых трубок, которые выдавливаются или склеиваются вдоль трубки. Существует два метода производства камер: формованный и дорн. Дорновые камеры вулканизируются на металлических или изогнутых оправках. Эти камеры имеют один или два поперечных шва. Камеры вулканизируются на стыке после выполнения соединения. Камеры вулканизируются в индивидуальных вулканизаторах, оснащенных автоматическим регулятором температуры. После вулканизации в камеры засыпается молотый тальк для предотвращения слипания стенок корпуса.
Хранение резиновых изделий
Темплаги, пробники хранятся в подвешенном состоянии на съемных вешалках под крышкой шкафа. Резиновые грелки, наколенники и пузыри со льдом хранятся слегка надутыми. Съемные резиновые части оборудования должны храниться отдельно. Гибкие катетеры, перчатки, бусы, резиновые бинты, подушечки для пальцев ног следует хранить в герметичных коробках с молотым тальком. Резиновые бинты должны быть посыпаны тальком со всех сторон и храниться свернутыми. Шкафы для резиновых изделий должны иметь плотно закрывающиеся дверцы и гладкие внутренние поверхности.
Прорезиненная ткань в рулонах, подвешенная горизонтально на стойках, может храниться отдельно. Ее можно хранить на полках, уложенных не более чем в 5 рядов. Гибкие лакированные бужи, катетеры, зонды следует хранить в сухом месте. Изделия выбрасывают, если они становятся липкими и мягкими.
Если резиновые перчатки теряют эластичность, их помещают в теплый 5% раствор аммиака на 15 минут, затем разминают и помещают в 5% раствор глицерина с водой при температуре 40-50°C на 15 минут.
Резиновые изделия
Сегодня резина используется в спорте, медицине, строительстве, сельском хозяйстве и производстве. Общее количество резиновых изделий превышает 60 000 разновидностей. Самые популярные из них — герметики, амортизаторы, трубы, прокладки, уплотнители, резиновые покрытия и подкладочные материалы.
Резиновые изделия массово используются в производственных процессах. Этот материал также необходим для производства перчаток, обуви, ремней, водонепроницаемых тканей и конвейерных лент.
Большая часть производимой резины используется в производстве шин.
Резина в производстве шин
Каучук является основным материалом для производства автомобильных шин. Процесс начинается с приготовления резиновой смеси из натурального и синтетического каучука. Затем в резиновую смесь добавляют кремнезем, технический углерод и другие химические компоненты. После тщательного перемешивания смесь отправляется по конвейеру в печь. На выходе получаются резиновые ленты определенной длины.
На следующем этапе происходит обрезинивание шнура. Текстильные и металлические корды заливаются в горячую резиновую смесь. В результате образуется внутренняя шина, текстильный слой и слой брекера.
Из чего состоят шины? Все производители шин используют различные составы и технологии для изготовления шин. Для придания шине прочности и долговечности в нее могут добавляться различные пластификаторы и армирующие вещества.
В производстве шин используется натуральный каучук. Его добавление в резиновую смесь снижает нагрев шины. Большую часть резиновой смеси составляет синтетический каучук. Этот ингредиент придает шине упругость и способность выдерживать большие нагрузки.
