Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ковровская государственная технологическая академия

имени В.А. Дегтярева»

Кафедра Машиностроения

Реферат

По дисциплине: «Основы технических процессов».

На тему: «Технология производства резиновых технических изделий».

Руководитель: Л.Ф. Любкина

Исполнители:

ст. гр. ЗМН -2- 208 О.В.Слепокурова

А.В. Бузенкова

Ковров 2010г.

Содержание.

Введение…………………………………………………………………………………3

1. Состав и классификация резин ……………………………………………………3

   1. Классификация резин по типу каучука…………………………………….7

   2. Классификация резин по назначению……………………………………...7

   3. Классификация резин по стойкости………………………………………12

2. Основные свойства резины…………………………….........................14

3. Технологические способы изготовления резиновых технических изделий……………………………………………………………………………16

   1. Технология приготовления резиновых смесей………………….16

   2. Технологии производства резиновых изделий………………….19

   3. Вулканизация резины………………………………………………..23

4. Области применения резиновых изделий………………………………..24

5. Латексы………………………………………………………………………..25

Заключение………………………………………………………………………….....30

Список литературы………………………………………………………………...…..31

1. Состав и классификация резин

Резина является продуктом химической реакции (вулканизации) натуральных и синтетических каучуков.

Основой натурального каучука является млечный сок (латекс) бразильской гевеи, растущей в Бразилии, Юго-Восточной Азии, на острове Шри-Ланка, Малайском архипелаге и в других местах. Латекс представляет собой молочно-белую жидкость со слабым желтым, розовым или сероватым оттенком. Собранный из надрезов на коре латекс отстаивается в течение нескольких часов, а затем концентрируется центрифугированием или выпариванием до 61-68%. Из-за ограниченной сырьевой базы натуральные каучуки не нашли широкого промышленного применения.

Синтетические каучуки (натрий-бутадиеновые, изопреновые, хлоропреповые, бутадиен-стирольные, бутадиен-нитрильные и др.) получают методами полимеризации и поликонденсации. Сырьем для получения синтетических каучуков являются нефть, нефтепродукты, природный газ, древесина и др.

Впервые технологию получения синтетического натрий-бутадиенового каучука разработал советский ученый С.В.Лебедев.

Для получения каучука пары этилового спирта при температуре 400-500° в присутствии катализатора в контактной печи разлагаются с образованием 26-28% бутадиена (дивинила) и других продуктов – этилена, ацетилена, изобутилена, альдегидов, высших спиртов и др. бутадиен отделяют от спирта и примесей и подвергают полимеризации с помощью металлического натрия. Полученный в результате полимеризации каучук обрабатывают в вакуум-мешалке (для удаления летучих примесей и придания ему однородности), а затем – на листовальных или рафинирующих вальцах.

Наиболее распространенным является бутадиен-стирольный каучук, в котором около 30% бутадиена заменено стиролом (бесцветной, с острым запахом жидкостью, кипящей при температуре 143°С). Этот каучук получают совместной полимеризацией бутадиена и стирола, взятых в соотношении 7:3.

Хлоропреновый каучук получают в результате полимеризации хлоропрена в эмульсии. Промышленностью выпускается два вида хлоропреновых каучуков – наирит и наирит С. Наирит – продукт полимеризации хлоропрена; наирит С получают совместной полимеризацией хлоропрена с небольшим количеством стирола. Стирол в наирите облегчает переработку каучука.

Вулканизация является основным и завершающим технологическим процессом резинового производства, превращающим пластоэластические резиновые смеси в новый высокоэластический прочный структурированный материал – резину.

Невулканизированные каучуки растворяются в органических растворителях (бензине, бензоле и др.), в результате чего их используют для получения резинового клея. По сравнению с каучуком, резина прочнее, не склонна к необратимым деформациям под нагрузкой и не растворяется, а лишь набухает в тех растворителях, в которых растворим каучук.

Резина – сложная смесь различных компонентов (ингредиентов). Свойства резиновых изделий определяются различным соотношением этих компонентов, к которым относятся следующие вещества.

Каучук, натуральный или искусственный, представляет собой полимер с высоким молекулярным весом, исчисляемым обычно сотнями тысяч и миллионами. Каучук является основным носителем эластических, прочностных и других конструкционных свойств резины.

Вулканизирующие вещества. Наиболее распространенным вулканизатором является сера. Применяют в качестве вулканизаторов также пероксидные или гидропероксидные соединения: перекись марганца, перекись свинца (тиоколовый каучук), перекись бензола с усиливающими наполнителями: окисью кремния или окисью титана (термостойкая полисилоксановая резина).

Свойства резины в значительной степени определяются дозировкой вулканизатора. Для получения мягкой резины в смесь вводят от 1,5 до 6 весовых частей серы на 100 весовых частей каучука. При увеличении серы до 30-40 весовых частей получается жесткая резина, называемая эбонитом.

Ускорители вулканизации. Ускорители, вводимые в количестве 0,5 – 1,5% сокращают время вулканизации, уменьшают потребное количество вулканизатора, позволяют снизить температуру процесса. При вулканизации они взаимодействуют не только с вулканизатором, но и с каучуком, что оказывает непосредственное влияние на образование пространственных структур резины. В качестве ускорителей применяют окиси магния и свинца, гидроокись кальция, окись цинка, окись кремния, окись титана. Для ускорения вулканизации натрий-бутадиенового каучука применяют едкий натрий, углекислый и двууглекислый натрий. При вулканизации эбонитовых смесей применяют окись магния.

Активаторы ускорителя. Активаторы сокращают время вулканизации и повышают прочность резины. Для органических ускорителей в качестве активаторов применяют цинковые белила и окись магния (магнезия). Употребляемые в качестве активаторов окислы металлов в присутствии жирных кислот (стеариновой, олеиновой и др.) обеспечивают переход ускорителей в солеобразное состояние, что способствует лучшему их растворению в смесях. Это облегчает взаимодействие серы и ускорителей.

Наполнители уменьшают расход каучука, улучшают эксплуатационные свойства изделий. В зависимости от влияния на резиновую смесь наполнители разделяют на активные (усилители) и неактивные. Активные наполнители вводят в резиновую смесь как для увеличения ее объема, так и для улучшения свойств резины, неактивные- только для увеличения объема. К активным наполнителям относят сажу (вводят 30-60%), цинковые белила (20-25%), каолин (до 50%), белую сажу (до 60%). Белая сажа (коллоидная кремнекислота) вводится как усилитель в синтетические каучуки. Каолины повышают маслостойкость и теплостойкость резины, но снижают прочность на разрыв.

Наполнители также подразделяют на порошкообразные и ткани. В качестве порошкообразных наполнителей применяют сажу, каолин, окись цинка, тальк, мел и др. К тканевым наполнителям относят хлопчатобумажные, шелковые и другие ткани (корд, бельтинг и разнообразные рукавные ткани). В некоторых случаях для придания высокой прочности изделиям их армируют стальной проволокой или сеткой, стеклянной или капроновой тканью. Количество наполнителя зависит от вида выпускаемых изделий.

Мягчители. Для облегчения смешения каучука с порошковыми материалами и обработки резиновой смеси в нее входят в количестве 5-20% мягчители (мазут, гудрон, масла, каменноугольные смолы, сосновую смолу, канифоль, растительные масла, стеариновую и олеиновые кислоты, парафин, полидиены и др.). мягчители придают резине мягкость и морозоустойчивость.

Противостарители. Под действием кислорода воздуха окружающей среды, разрушающим влиянием тепла, света, озона, облучения, механического утомления происходит старение резин, которое обусловливается окислением каучука. При этом необратимо изменяются физико-механические свойства резины, теряется эластичность, появляется хрупкость. Изменение свойств резин в естественных условиях хранения обычно называют естественным старением, в отличие от искусственного или ускоренного старения при атмосферном и механическом воздействии в процессе эксплуатации. Для замедления процесса окисления в резиновые смеси добавляют 0,5-2% от веса каучука противостарители – вещества, вступающие в химическое взаимодействие с кислородом и предохраняющие этим резину от старения. В качестве противостарителей используют вазелин, воск, парафин, ароматические амины и др.

Красители. Для придания резине требуемой окраски в смесь вводят органические и неорганические красители (в количестве до 10% от массы каучука), отличающиеся светостойкостью, устойчивостью при вулканизации и большой красящей способностью (окись титана и хрома, цинковые белила, охра, ультрамарин и др.).

К указанным основным видам компонентов резин для облегчения технологических операций и в зависимости от типа, назначения и способа изготовления резинового изделия добавляются многие другие материалы: ускорители пластикации; вещества, предотвращающие преждевременную вулканизацию; облегчающие вулканизацию эбонита; повышающие морозостойкость волокнистые вещества (асбест); абразивную пыль, придающую резине свойства шлифующих материалов, термопласты, реактопласты (термопластические и термореактивные смолы), порообразователи и др.