8.3. Резина и резинотехнические изделия

Резина представляет собой вулканизированную многокомпонентную смесь на основе каучука, обладающую целым рядом ценных свойств.

Основой всякой резины является натуральный или синтетический каучук.

Как таковой натуральный каучук не нашел широкого применения, в связи с его дорогим получением. Сырьем для получения синтетических каучуков является нефть, нефтепродукты, природный газ, древесина и т.д. Каучук в натуральном виде в промышленности не применяется, его превращают в резину.

В состав резины входит:

1. Каучук – основное сырье.

2. Регенерат – продукт переработки резиновых изделий и отходов резинового производства. Он повышает качество и снижает себестоимость продукции.

3. Наполнители – сажа, тальк, мел, асбест, хлопчатобумажные. шелковые и другие ткани.

Они уменьшают расход каучука, улучшают эксплуатационные свойства деталей, механические свойства.

В некоторых случаях для повышения прочности деталей их армируют стальной проволокой или сеткой, стеклянной или капроновой тканью. Количество наполнителя зависит от вида выпускаемых деталей.

4. Мягчители – парафин, канифоль, вазелин, растительные масла. Они служат для облегчения процесса склеивания резиновой смеси и обеспечения мягкости и морозоустойчивости.

5. Красители – охра, ультрамарин, пятисерная сурьма. Их вводят в смесь в количестве до 10% массы от каучука для окраски резины с целью защиты ее от светового старения.

6. Вулканизирующие вещества (основным является сера 1-3%, металлический натрий и др.).

7. Ускорители – каткас, окись свинца. Их вводят для сокращения времени и температуры вулканизации.

Технологический процесс изготовления резиновых технических деталей состоит из отдельных последовательных операций:

- приготовление резиновой смеси;

- формование;

- вулканизация.

1. Приготовление резиновой смеси заключается в смешении входящих в нее компонентов. В начале каучук переводят в пластичное состояние многократным пропусканием его через специальные вальцы, при температуре 40-50⁰С. Затем добавляют другие компоненты и смешивают, пропуская через вальцы (последним вводят вулканизатор и ускорители).

2. Формовку резинотехнических изделий проводят:

- каландрованием: получают резиновые детали в виде листов, прорезиненных лент, а также соединяют листы резины и прорезиненные ленты (дублирование) Операцию выполняют на многовалковых машинах – каландрах. Пропускают сырую резину и ткань. Полученую прорезиненную ткань наматывают на барабан и затем вулканизируют;

- непрерывным выдавливанием: применяют для получения профилированных, резиновых деталей (трубы, прутки, профили для остекления, на обмотку проводов). Проводят на машинах червячного типа;

- прессованием: один из основных способов получения фасонных деталей (манжет, уплотнительные кольца, клиновые ремни и т.д.). Прессование производят в металлических формах. Применяют горячее и холодное прессование.

При горячем перссовании резиновую смесь закладывают в горячую пресс-форму и прессуют на гидравлических прессах с обогреваемыми плитами (Т_пр=140-155⁰С). При прессовании одновременно происходят формообразование и вулканизация деталей.

Холодным прессованием получают детали из эбонитовых смесей (корпуса аккумуляторов). После прессования заготовки отправляют на вулканизацию.

В состав эбонитовой смеси входят каучук и значительное количество серы (до 30% массы каучука). В качестве наполнителей применяют измельченные отходы эбонитового производства.

- литьем под давлением получают детали сложной формы (амортизаторы, шарниры). Резиновая смесь поступает под давлением при t≈ 80-120⁰С в литейную форму, где и происходит вулканизация.

3). Вулканизацию –проводят в специальных камерах (вулканизаторах) при Т_вул ≈ 120-150⁰С в атмосфере насыщенного водяного пара при небольшом давлении (2-5 атм.). В процессе вулканизации происходит химическая реакция серы и каучука, в результате которой линейная структура молекул каучука превращается в сетчатую.

Вулканизация представляет собой сложный физико-химический процесс, в результате которого микромолекулы каучука образуют определенную пространственную структуру. Для большинства каучукрв этот процесс состоит в присоединении к ним серы или других вулканизирующих веществ.

Свойства резины:

Резина обладает высокой эластичностью, газо- и водонепроницаемостью, химической стойкостью, отличными электроизоляционными свойствами, высокой стойкостью к истиранию, прочностью сцепления к металлам и тканям, хорошей вибростойкостью.

К недостаткам резины следует отнести: ограниченная нагревостойкость (свыше 60-70⁰С резина стареет, становится хрупкой растрескивается), малую стойкость к действию нефтяных масел, света, под действие которых резина стареет.

Основные виды резины:

1. Армированная резина. Для ее приготовления в резиновую смесь помещают металлическую сетку, покрытую слоем латуни и обмазанную клеем. В результате получается прочная и гибкая резина.

2. Пористая резина получается на способности каучука адсорбировать газы и на диффузию газов через каучук. Применяется для различных амортизаторов и сидений.

3. Твердая резина (эбонит) – эбонит твердый, но сравнительно вязкий и хорошо сопротивляемый ударным нагрузкам материал. Поставляется в виде пластин, трубок и прутков.

Резина как конструкционный материал широко применяется для изготовления:

1) гибких элементов передач – приводные ремни и ленты;

2) деталей, несущих значительные нагрузки – подвески, амортизаторы, опоры, уплотнители, мембраны и т.д;

3) трубопроводов (шланги), работающие под давлением;

4) защитных покрытий химической аппаратуры, емкостей;

5) изделий различного назначения – электроизоляционные средства, прорезиненные ткани и т.д.