6.2. Гумові матеріали

Гума є продуктом переробки (вулканізації) природного або штучного каучуку. Вона має ряд важливих технічних вла- стивостей. Найважливішою з них є висока еластичність, тоб- то здатність до великих пружних деформацій (до 1000 %). Крім того, вона добре протистоїть стиранню, багатократно- му розтягу та згинанню, має високу стійкість проти дії мас- тила, рідкого палива та ряду інших середовищ. Гума — доб- рий діелектрик, газо- і гідростійкій матеріал, у невулканізо- ваному стані має здатність до легкого формоутворення.

Гумові технічні вироби застосовують для виготовлення:

1) коліс (камер і покришок) транспортних засобів;

2) шлангів, рукавів для подачі рідин, пари та повітря;

3) пасів для клино- і плоскопасових передач;

4) ущільнюючих прокладок, сальників, манжет, клапанів,

мембран тощо;

5) амортизаційних деталей (опор, гумових підвісок, бу-

ферів тощо);

6) електроізоляційних матеріалів (ізоляцію для про- відників, ізоляційні килими, засоби індивідуального захисту від ураження струмом);

7) деталей хімічних апаратів, будівельних конструкцій,

повітро- і водоплавальних засобів тощо.

Каучук є природним або синтетичним полімером з висо-

кою еластичністю.

116

На даний час для виготовлення гуми переважно викори- стовують синтетичний каучук. Уперше синтетичний каучук був отриманий у 1932 році з дивінілу — продукту переробки етилового спирту.

Для виготовлення гуми крім каучуку потрібні: вулканіза- тори, прискорювачі, активатори, наповнювачі, протистаріючі речовини, фарбники та ін.

Виготовляють гуму в такій послідовності: пластифіка- ція каучуку; приготування гумової суміші; формування із суміші заготовок або виробів; вулканізація виробів.

Пластифікація здійснюється на спеціальних черв’ячних пресах або багатовальцевих машинах. Нарізаний на шматоч- ки каучук при температурі 40 — 50 °С розминається до в’яз- кого стану і змішується з порошкоподібними добавками. З метою здешевлення гуми, в каучук додають регенерат — про- дукт переробки старої гуми. Вулканізуючою речовиною час- тіше всього служить сірка (до 4 %). Щоб прискорити вулкані- зацію добавляють оксиди свинцю і магнію (0,5 — 2,5 %). На- повнювачами служать тальк, крейда, сажа та ін. В якості на- повнювача використовуються також і тканини (корд, рукавні тканини тощо). Не всі наповнювачі пасивні, тобто тільки збільшують об’єм гуми. Наприклад сажа, крейда підвищу- ють механічні властивості гуми.

Азбест, каолін покращують хімічну стійкість гуми. Про- тистаріючими речовинами є парафін, віск. Вони запобігають окисленню каучуку, але, з іншого боку, це приводить до втрати еластичності гуми.

Пластифікатори (бітум, парафін, олії) покращують елас-

тичність гуми, підвищують їх морозостійкість.

З метою придання гумі певного кольору до суміші дода- ють мінеральні або органічні фарбники. Формування листо- вої гуми відбувається на спеціальних машинах — каландрах. За конструкцією каландри подібні до триваликового прокат- ного стану. Верхній та середній валики каландра підігріва- ють до 60 — 95 °С, а нижній охолоджують до 15 °С. Гумова маса направляється в зазор між верхньою парою валиків, на- грівається від них і охоплює середній валик. Далі попадає в зазор між середнім і нижнім валиками, де охолоджується і потрапляє на підкладочну тканину (марлю). Після цього сира

117

гума разом з тканиною намотується на дерев’яний барабан. У такому стані вона може зберігатись до трьох місяців. Сира листова гума використовується для формування виробів.

Після формування напівфабрикатів та виробів їх підда- ють вулканізації, яка може бути гарячою (в присутності сірки при 120 — 150 °С), холодною (виріб на 0,5 — 3 хв. занурю- ють у розчин напівхлористої сірки в бензолі) і газовою (виріб періодично обробляють сірчистим газом, сірководнем). Хо- лодну і газову вулканізацію застосовують переважно для дрібних виробів.

При вулканізації лінійна структура каучуку перетворюєть-

ся в просторову.

Профільні вироби (шланги, шнури, полоси) виготовля- ють методом шприцювання — видавлюванням сирої гуми через спеціальну матрицю. Після видавлювання вироби вул- канізують.

Вироби, які потребують армування, виготовляють пре- суванням. Сиру гумову суміш або прогумовану тканину вкла- дують у нагріту прес-форму і гідравлічним пресам стиску- ють. Суміш приймає необхідну форму і вулканізується. Та- ким способом, наприклад, виготовляють клиноподібні паси, муфти, ущільнюючі кільця тощо.

Вироби складної форми, а також габаритні, виготовля- ють литтям під тиском. Розігріта сира гумова суміш з цилінд- ра видавлюється штоком через литникові канали в форму. Оскільки гумова суміш нагріта, то одночасно з формоутво- ренням відбувається вулканізація виробу.

При вмісті в гумовій суміші більше 25 % вулканізуючої речовини отримують тверду гуму — ебоніт. Його застосову- ють як надійний електроізоляційний матеріал. Він також має високу хімічну стійкість, легко обробляється різанням, але нетеплостійкий.

Гума має властивість старіння, швидко руйнується в три- валому напруженому стані та під дією світла. Тому треба знати особливості експлуатації і зберігання гумових виробів. Най- краще коли гумовий виріб в процесі роботи зазнає пружньої деформації. Зберігати гумові вироби треба в ненапруженому стані, в затемнених приміщеннях, без наявності агресивних середовищ. Наприклад, гумові шланги при зберіганні не мож-

118

на скручувати в рулон, бо його внутрішня сторона буде стис- нута, а зовнішня — розтягнута. Це призведе до появи тріщин, як на внутрішній так і на зовнішній сторонах шланга. Листо- ву гуму при зберіганні не можна перегинати або скручувати в рулон. Камери коліс зберігаються в напівнакачаному стані. Для запобігання руйнування покришок коліс транспортних засобів від дії світла при відкритому зберіганні техніки коле- са фарбують білою фарбою.