تكوين المطاط وإنتاجه

المكون الرئيسي للمطاط هو المطاط: محتواه في المنتجات المطاطية حوالي 50 ... 60٪ بالوزن. في المطاط ، تكون الجزيئات عبارة عن خيوط طويلة ملتوية على شكل كرات ومتشابكة مع بعضها البعض. يحدد هيكل المطاط هذا ميزته الرئيسية - المرونة. عندما يتم شد المطاط ، تستقيم جزيئاته تدريجيًا ، وتعود إلى حالتها السابقة بعد إزالة الحمل. ومع ذلك ، عند التمدد الشديد ، يتم إزاحة الجزيئات بشكل لا رجعة فيه بالنسبة لبعضها البعض ويحدث تمزق في المطاط.

في البداية ، تم استخدام المطاط الطبيعي فقط في منتجات المطاط ، والتي تم الحصول عليها من عصير حليبي (اللاتكس) لشجرة المطاط - hevea البرازيلية. في عام 1932 ، ولأول مرة في العالم في بلدنا ، تم تصنيع المطاط الصناعي ، والذي سرعان ما أصبح المادة الخام الرئيسية لتصنيع منتجات المطاط. حاليًا ، يتم إنتاج عشرات الأنواع من المطاط الصناعي لهذا الغرض.

أكثر أنواع مطاط الستايرين استخدامًا هي C KMC (بوتادين - ميثيل ستايرين) و SKS (بوتادين - ستايرين). هذه المطاط تتفوق على المطاط الطبيعي. مقاومة التآكل ، ومع ذلك ، أقل شأنا منها في المرونة والحرارة ومقاومة الصقيع.

يتم استخدام المطاط Isoprene (SKI -3) و Butadiene (SCR) في إنتاج الإطارات. يتشابه مطاط SKI-3 في خصائصه مع المطاط الطبيعي ، ويتميز مطاط SKV بمقاومة عالية للتآكل. تتميز مطاط الكلوروبرين (نايريت) والنتريل (SKN) بمقاومة جيدة للزيت والبنزين. يتم استخدامها لصنع الأجزاء التي تعمل على اتصال مع المنتجات النفطية: الخراطيم والأصفاد ، إلخ.

يستخدم مطاط البوتيل في صناعة الأنابيب الداخلية والبطانات الداخلية للإطارات الخالية من الأنابيب ، والتي تتميز بضيق الغاز العالي.

يشكل المطاط الطبيعي أو الصناعي أساس مركب مطاطي أو مطاط "خام" ، والذي يجد بشكل مستقل ، بسبب قوته المنخفضة ، استخدامًا محدودًا - بشكل أساسي لتصنيع المواد اللاصقة والحشيات. لزيادة قوة المطاط ، يتم استخدام عملية الفلكنة - الترابط الكيميائي لجزيئات المطاط مع ذرات الكبريت. في عملية الفلكنة ، التي تحدث عند درجة حرارة 130 ... 140 درجة مئوية ، تتحد جزيئات الكبريت مع جزيئات المطاط الخطية ، وتشكل ، كما كانت ، جسورًا بينها (الشكل 59). والنتيجة هي مطاط مبركن وهو مادة مرنة.

يتم تحديد كمية الكبريت المستخدمة في الفلكنة من خلال متطلبات القوة والمرونة للمادة. مع زيادة تركيز الكبريت ، تزداد قوة المطاط ، ولكن في نفس الوقت تقل مرونته. لذلك ، في المطاط المخصص لتصنيع أنابيب وإطارات السيارات ، تقتصر إضافة الكبريت على 1 ... 3٪ من إجمالي محتوى المطاط. مع نسبة كبريت 40 ... 60٪ ، يتحول المطاط إلى مادة صلبة - إبونيت.

لضمان القوة المطلوبة ومقاومة التآكل للمطاط ، خاصة تلك المخصصة لتصنيع الإطارات ، يتم استخدام مواد مالئة. الحشو الرئيسي هو السخام ، وهو عبارة عن مسحوق كربون بحجم جسيم يبلغ 0.03 ... 0.25 ميكرون. يحتوي المطاط الحديث على كمية كبيرة من السخام - من 30 إلى 70٪ فيما يتعلق بالمطاط المحتوي. مع إدخال أسود الكربون ، تزداد قوة المطاط بأكثر من مرتبة من حيث الحجم. لتصنيع المطاط الملون ، يتم استخدام ما يسمى بالسخام الأبيض (السيليكا ومنتجات أخرى). إلى جانب السخام ، تستخدم مواد مالئة غير نشطة لزيادة حجم خليط المطاط دون الإضرار بخصائصه (طباشير مطور ، دقيق الأسبستوس ، إلخ).

أرز. 1. هيكل مطاط مبركن

لتسهيل خلط مكونات مركب المطاط ، يتم إدخال مواد ملدنة أو ملينات فيه - عادةً منتجات بترولية سائلة أو صلبة. من أجل إبطاء عملية الشيخوخة ، وكذلك لزيادة تحمل المطاط مع التشوهات المتكررة ، تمت إضافة مضادات الأكسدة (مضادات الأكسدة). كمضادات للأكسدة ، يتم استخدام مواد كيميائية خاصة تربط الأكسجين بالتغلغل في المطاط. يتم استخدام Neozone D و Santoflex A كمواد كما تستخدم إضافات المسرع لتسريع عملية الفلكنة. يتم ضمان إنتاج المطاط الإسفنجي المسامي بمساعدة عوامل النفخ الخاصة.

لزيادة قوة عدد من المنتجات المطاطية (إطارات السيارات ، أحزمة القيادة ، خراطيم الضغط العالي ، إلخ) ، يتم تقوية المطاط بتركيبات قماشية أو معدنية. على سبيل المثال ، في أحد أهم المنتجات وأكثرها تكلفة - يتم استخدام إطارات السيارات أو البولي أميد (النايلون) أو الفسكوز أو الحبال المعدنية.

المرحلة الرئيسية العملية التكنولوجيةتحضير المطاط هو الخلط ، مما يضمن توزيعًا كاملاً وموحدًا لجميع المكونات الموجودة في المطاط ( اجزاء المكونات) ، والتي يمكن أن يصل عددها إلى 15. يتم الخلط في خلاطات المطاط ، عادة على مرحلتين. أولاً ، يتم عمل خليط إضافي بدون الكبريت والمسرعات ، ثم في المرحلة الثانية ، يتم إدخال الكبريت والمسرعات. يتم استخدام مركبات المطاط الناتجة لتصنيع الأجزاء المقابلة ومطاط السلك. في الحالة الأخيرة ، لضمان قوة الرابطة الكافية بين الحبل والمطاط ، يجب تشريب الحبل باللاتكس والراتنجات. العملية النهائية هي الفلكنة ، وبعدها يكون منتج المطاط مناسبًا للاستخدام.

يسمى الخليط للحصول على مادة مرنة متينة المطاط الخام. بعد، بعدما المعالجة الحراريةيتم تغيير الروابط الجزيئية للمطاط ، وتشكيل سبيكة مع الملدنات. يمكنك تقطيع نفسك في المنزل وصنع قطعة صغيرة من المطاط ، أو مجرد لصق الفتحة الموجودة في حجرة الدراجة ، وإصلاح الجروح على المنحدرات. للبيع هناك معدات بسيطة للورش الخاصة ، حيث يتم تصنيع المطاط الخام يدويًا.

المطاط الطبيعي

تم استخدام عصارة الأشجار المطاطية على نطاق واسع من قبل السكان الأصليين لصنع أحذية مقاومة للماء وتغطية القوارب وحماية الأكواخ من المطر وحل مشاكل أخرى مشاكل يومية... يستخرجونها من النباتات المطاطية بشكل مشابه لجمع عصارة البتولا في الربيع. بوليزوبرين ، الكربوهيدرات التي تشكل غالبية اللاتكس الطبيعي ، تتحد مع الأكسجين عندما تكون دافئة وتصبح هشة بمرور الوقت. بعد التسخين ، تصبح الروابط الجزيئية مستقرة ، ولا تتفاعل المادة حتى مع المحاليل الحمضية.

قيمة المطاط على أساس الخصائص التقنية:

• مقاومة عالية للتآكل.
• خصائص عزل حراري جيدة ؛
• لا يذوب في الماء ومعظم السوائل المسببة للتآكل ؛
• بلاستيك؛
• مرونة.

تسمح لك إضافة الملدنات ورمل النهر بإنشاء مادة بالصفات والألوان المخططة. يتم تحويل المطاط الخام إلى منتج يحتفظ بشكله لفترة طويلة ، من خلال الفلكنة - التسخين تحت الضغط إلى درجة حرارة 150 درجة.

مكونات المطاط الخام

عند تسخينه إلى 50 درجة ، يتحول المطاط الطبيعي والصناعي إلى كتلة ناعمة تمتزج جيدًا مع المكونات الأخرى:

• اللون الرمادي؛
• السخام الغازي
• الرمل (ثاني أكسيد السيليكون) ؛
• زيوت؛
• الراتنجات.
• الأصباغ.
• المنعمات.
• مسرعات.

يختلف تكوين المكونات ويعتمد على الصفات التي يجب أن يمتلكها المطاط الخام الناتج. يدخل الكبريت في المركبات الجزيئية وتعتمد عليه صلابة المطاط. المسرعات تقصر من وقت العلاج. السخام والزيت يعطي اللدونة منتج منتهي... الرمل والمواد العضوية الأخرى تجعلها أكثر صلابة وتقلل من التآكل وتزيد من قوة الانكسار.

أنواع المطاط

حسب الصلابة ، هناك ثلاث مجموعات رئيسية:

• لينة - اللاتكس
• وسط؛
• الثابت - يبونيت.

المكون الطبيعي لديه أفضل أداء ، وهذا هو السبب في أن إطارات السيارات مصنوعة من المطاط الطبيعي. في المؤسسات الصغيرة ، يتضمن تصنيع المطاط مادة اصطناعية أرخص.

يستخدم اللاتكس لتصنيع القفازات والألعاب والمواد العازلة المختلفة والملابس المقاومة للماء ونعال الأحذية. يستخدم المطاط متوسط ​​الكثافة على نطاق واسع في الحياة اليومية وفي العمل. هذه هي جميع أنواع الجوانات في الرافعات والسجاد والوصلات في السيارات والآليات. يتم تشغيل الأجزاء من الإيبونيت التي تتطلب صلابة عالية ومقاومة للتآكل. هذه هي عناصر المحامل والعجلات والبطانات.

صنع المطاط

هناك ثلاث مراحل رئيسية لم تتغير عند تحضير المطاط الخام. التعليمات والتكنولوجيا بسيطة وتتطلب معدات غير معقدة. يؤدى بالتتابع:

• تسخين المطاط
• الاختلاط مع المواد المضافة
• صب.

بعد الوقوف لبعض الوقت وتخمير المطاط الطبيعي ، يتحول إلى كتلة لزجة سميكة. يتم إنتاج اصطناعي على الفور في هذا الشكل. قبل الاستخدام ، يُعجن مثل العجين ويُسخن إلى 50 درجة. في هذه الحالة ، يفقد مرونته ويصبح مرنًا ولينًا وقادرًا على الاختلاط بمواد أخرى.

يتم سكب مكونات المطاط المستقبلي في آلة خلط المسمار. يتم أخذ النسب والإضافات اعتمادًا على الصفات المخطط لها. جميع درجات المطاط الخام المنتجة معيارية ويتم تحديد كمية كل مادة كنسبة مئوية. يبقى فقط إعادة الحساب فيما يتعلق بالكتلة المتاحة من المطاط.

تظل الكتلة المتجانسة الناتجة ساخنة ، حيث يحدث الاحتكاك مع جزء الآلة والجسيمات ضد بعضها البعض مع إطلاق درجة الحرارة. نتيجة لهذه العملية ، يتم تشكيل المطاط الخام. يتم تشكيلها إلى شرائح بأحجام محددة مسبقًا (أقل في كثير من الأحيان حبل) ومعبأة بين البولي إيثيلين.

تصنيع منتجات المطاط

لتصنيع المنتجات ، يتم وضع الكتلة الخام ، بعد الخلط ، في قوالب خاصة ، ويتم إنشاء الضغط وتسخينه إلى 135-150 درجة. هذه العملية تسمى الفلكنة. بالنسبة للأجزاء الصغيرة ، فهذه قوالب مغلقة. يمكن تمرير المنتجات من نوع البساط من خلال براميل ساخنة ذات سطح منقوش.

مع التعرض الطويل لدرجات الحرارة المرتفعة ، يجف المطاط ويصبح هشًا. لذلك ، يتم إدخال الكبريت والمسرعات الأخرى في التركيبة ، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من عملية الفلكنة.

المطاط الخام محلية الصنع

يتطلب المطاط ، وخاصة المطاط الصناعي ، الكثير من الجهد في العجن. لعجنها بيديك مثل العجين ، لا يملك الإنسان القوة الكافية. لهذا ، تم تصنيع جهاز خاص. الخلط مع الإضافات عملية شاقة وتستغرق وقتًا طويلاً. يجب تحويل المواد ذات التشتت المختلف والجاذبية النوعية والحالة الفيزيائية إلى كتلة متجانسة.

تحضير المطاط الخام بيديك في آلة ذات أعمدة البريمة. تطحن العروات اللولبية كل ما هو موجود في الحاوية وتخلط. سرعة الإنتاج تعتمد على عدد الأعمدة. عادة ما يكون بمفرده في المنزل ، ويستغرق الأمر الكثير من الوقت لإحضار الخليط إلى الحالة المرغوبة.

للتشكيل إلى صفائح وشرائح ، يكون عمودان كافيان ، أحدهما يتحرك ، ويغير حجم الفجوة ، وبالتالي سمك المطاط الخام النهائي. يتم وضع الكتلة في التخزين وتذهب إلى القولبة. عندما يتشوه ، يبرد ويفقد قدرته على التدفق ، ويصبح مقاومًا للتمزق.

يمكن شراء معدات الورشة المنزلية من المتجر أو صنعها بنفسك. للحصول على عينات ، خذ المعدات المتوفرة في المطبخ. سوف يصلح المحرك من غسالة مكسورة أو أي آلة أخرى. سيور وبكرات السيارات.

المطاط الخام: الاستعمال

في المنزل ، يستخدم المطاط على نطاق واسع لإصلاح منتجات المطاط. هذه إطارات وكاميرات للدراجات والسيارات والأحذية. بمساعدة الفلكنة ، يتم إنشاء جوانات للصمامات وأجزاء صغيرة مختلفة

بالنسبة للرقع على العجلات المثقوبة ، يتم استخدام ألواح المطاط الخام بشكل شائع. تعليمات الاستخدام:

1. قم بصقل حواف الحجرة في مكان القطع بورق الصنفرة حتى لا تلمس الأطراف. قطع النتوءات الممزقة.
2. يتم إزالة الشحوم من المكان المحيط بالقص ، ومعالجته بملف.
3. قطع من رقعة المطاط الخام ووضعها على الكاميرا.
4. مثبتة بمشابك وتسخن.

يتم استخدام مبركن جاهز للتدفئة ، ولكن يمكنك صنعه بنفسك. متي منطقة صناعيةيجب تسخين مليمتر واحد بسماكة لمدة 4 دقائق. في جهاز محلي الصنع ، يزداد الوقت إلى 10 دقائق ، ويتم تحديده بشكل أكثر دقة بطريقة عملية.

صنع جهاز فلكنة

تنقسم مبركنات محلية الصنع إلى كهرباء وبنزين. إنها مصنوعة من أجزاء خدمت وقتهم. العقد الرئيسية:

• طاولة ثابتة
• عنصر التسخين؛
• المشبك.

يتم الحصول على أبسط نموذج كهربائي من مكواة قديمة لها دوامة عمل. يحتوي هذا الخيار على منظم ، مما يعني أنه أكثر ملاءمة من غيره. سطح العمل هو نعل. من الأفضل إزالة المقبض ، وقلب المكواة ، وتثبيتها على شريحة سميكة من الألواح. المنتج الذي تم إصلاحه يقع في الأعلى ويتم تثبيته بمشابك.

بالنسبة لنسخة البنزين ، من الملائم استخدام مكبس المحرك. يصب فيه البنزين ويشعل. ضع الورق على الرقعة للتحكم. يبدأ في التحول إلى اللون الأصفر عند درجة حرارة حرجة للمطاط.

في الهندسة الميكانيكية ، غالبًا ما يستخدم المطاط - خليط معقد يكون المطاط فيه هو المكون الرئيسي. يتمتع المطاط بمرونة عالية ، والتي يتم دمجها مع عدد من الخصائص التقنية المهمة الأخرى: مقاومة عالية للتمزق والتآكل ، ومقاومة الغاز والماء ، والمقاومة الكيميائية ، وخصائص العزل الكهربائي العالية ، والجاذبية النوعية المنخفضة. تشمل عيوب المطاط مقاومته المنخفضة للحرارة ومقاومته المنخفضة لعمل الزيوت المعدنية (باستثناء المطاط الخاص المقاوم للزيت).

تطبيق المطاط... تستخدم منتجات المطاط على نطاق واسع في جميع الصناعات اقتصاد وطني... يبلغ عدد منتجات المطاط حاليًا عشرات الآلاف من العناصر. الاستخدام الرئيسي للمطاط في إنتاج الإطارات.

بالإضافة إلى الإطارات ، يوجد حوالي 200 قطعة مطاطية مختلفة في السيارة: الخراطيم ، والأحزمة ، والجوانات ، والبطانات ، والوصلات ، والمخازن المؤقتة ، والأغشية ، والأصفاد ، إلخ.

يتمتع المطاط بخصائص عزل كهربائية عالية ، لذلك يستخدم على نطاق واسع لعزل الكابلات والأسلاك والمغناطيس ومعدات الحماية - القفازات والكالوشات والسجاد.

تكوين المطاط.تشتمل تركيبة المطاط على المطاط ، والاستصلاح ، وعوامل الفلكنة ، ومسرعات الفلكنة ، والحشو ، والملينات ، ومضادات الأكسدة ، والأصباغ. المطاط الطبيعي والصناعي هو المادة الخام الرئيسية لمنتجات المطاط. حاليًا ، يتم تصنيع المواد المطاطية في الغالب من المطاط الصناعي ، والذي يتم استخراجه من الكحول الإيثيلي والزيوت غاز طبيعيومواد أخرى.

تجديد- مادة بلاستيكية يتم الحصول عليها عن طريق معالجة منتجات المطاط القديمة ومخلفات إنتاج المطاط. يقلل استخدام الاسترداد من محتوى المطاط في خليط المطاط ، ويقلل من تكلفة منتجات المطاط ويزيد إلى حد ما من اللدونة.

عامل الفلكنة الرئيسي هو الكبريت. من خلال تغيير كمية الكبريت في تكوين مركبات المطاط ، يمكن الحصول على المطاط بدرجات متفاوتة من المرونة. تسمى عملية الجمع الكيميائي كيميائيًا بين المطاط والكبريت عند تسخينها الفلكنة... عند إنتاج المطاط المرن ، يتم إدخال الكبريت بمقدار 1-4٪ بوزن المطاط. المطاط الذي يحتوي على 25-35٪ من الكبريت هو مادة صلبة تسمى الإبونيت. لتقليل مدة ودرجة حرارة الفلكنة ، يتم إدخال كميات صغيرة (0.5-2.5٪) مع مسرعات (كابتاكس ، أكسيد الرصاص ، إلخ).

سواغهناك نشطة وغير نشطة وخاصة. تشتمل مواد الحشو النشطة (مكبرات الصوت) على أسود الكربون وأبيض الزنك والكاولين ومواد أخرى تزيد من الخواص الميكانيكية للمطاط (قوة الشد ومقاومة التآكل). أسود الكربون هو الحشو الرئيسي للمطاط الصلب مع مقاومة عالية للتآكل. تشمل مواد الحشو غير النشطة التلك والطباشير والتربة المحفورة وما إلى ذلك ، يتم إدخالها لزيادة الحجم وتقليل تكلفة المطاط. تشمل مواد الحشو الخاصة الكاولين والأسبستوس ، اللذين ينقلان المقاومة الكيميائية للمطاط ، والدياتوميت ، مما يزيد من خصائص العزل الكهربائي للمطاط.

الرقائق(الملدنات) تعطي مركب المطاط نعومة وليونة وتسهل معالجته.

مضادات الأكسدةهي مواد تحمي المطاط من الشيخوخة.

الأنواع الرئيسية للمطاط... يسمى المطاط المقوى بالمطاط ، حيث يتم إدخال جوانات مصنوعة من شبكة معدنية أو حلزونات من أجل زيادة القوة والمرونة ، وهو أمر مهم بشكل خاص لمنتجات مثل إطارات السيارات وأحزمة القيادة وأحزمة النقل وخطوط الأنابيب وما إلى ذلك. بطبقة من النحاس الأصفر ومغلفة بالغراء وتخضع للضغط والفلكنة في نفس الوقت.

بحكم طبيعة المسام وطريقة الإنتاج ، ينقسم المطاط المسامي إلى إسفنجي - بمسام مفتوحة كبيرة ، خلوية متجانسة - ذات مسام مغلقة وصغيرة. تعتمد طريقة إنتاجها على قدرة المطاط على امتصاص الغازات وعلى انتشار العلب عبر المطاط. يستخدم المطاط المسامي في تصنيع ممتصات الصدمات ، والمقاعد ، وحشيات النوافذ ، وطبقات مداس الإطارات.

المطاط الصلب ، أو الإيبونيت ، له لون بني غامق أو أحمر ، ومقاومته للحرارة من 50 إلى 90 درجة مئوية ، ويتحمل جهد الانهيار العالي (25-60 كيلو فولت / دقيقة).

إيبونيتيستخدم لتصنيع الأجزاء الهيكلية وأدوات القياس والمعدات الكهربائية المختلفة ويتم توفيره لهذه الأغراض على شكل ألواح وقضبان وأنابيب من درجتين: أ و ب. من الألواح الملساء والمضلعة) وأجزاء مختلفة للبطاريات القلوية.

المطاط وخصائصه ومؤشرات الجودة

نظرًا لمرونتها العالية (المرونة) ، والقدرة على امتصاص الاهتزازات وأحمال الصدمات ، والتوصيل الحراري المنخفض والتوصيل الصوتي ، والقوة الميكانيكية الجيدة ، ومقاومة التآكل العالية ، والاستطالة ، والعزل الكهربائي الجيد ، ومقاومة الغاز والماء ، ومقاومة العديد من الوسائط العدوانية ، الخفة والتكلفة المنخفضة وغيرها نظرًا لخصائصه ، يكون المطاط في بعض الحالات مادة لا يمكن الاستغناء عنها في قطع غيار السيارات.

هذا المزيج من الصفات المذكورة لا يميز إلا المطاط ويجعله مادة فريدة تحظى فيها المرونة العالية بتقدير أكبر ، أي القدرة على استعادة شكلها الأصلي بعد توقف عمل القوى التي تسببت في التشوه.

يستخدم المطاط لتصنيع حوامل المحرك ، والخراطيم ، وأنظمة التبريد ، وإمدادات الطاقة ، والتشحيم ، والتدفئة ، والتهوية ، وأحزمة تشغيل المروحة ، والمولد ، والضاغط ومضخة المياه ، وأختام الجسم والكابينة ، والبطانات الزنبركية وأجزاء التعليق الأخرى ، والأصفاد ، والخراطيم ، أغطية ، نظام فرامل أغشية ، أجزاء التعليق الهوائي ، عناصر ممتصة للضوضاء في التعليق الأمامي والخلفي ، توقف حركة التعليق ، حشيات وبطانات ممتصة للصدمات ، واقيات من الطين للعجلات ، وحصائر أرضية للكابينة والجسم ، وما إلى ذلك. الاستخدام الرئيسي للمطاط في السيارة هو صناعة الإطارات.

جعل استخدام الأجزاء المطاطية في بناء السيارة من الممكن تحسينها أداءوعلى وجه الخصوص ، لتقليل وزنها بسبب تقليل أحمال الصدمات والاهتزازات ، وتقليل الضوضاء التي تخترق جسم السيارة ، وزيادة سرعة القيادة ، وتحسين راحة القيادة.

كما أن استخدام أجزاء مانعة للتسرب من المطاط يجعل من الممكن تبسيط وتقليل تكلفة إنتاج السيارات ، لأنه في نفس الوقت ، من الممكن تصنيع وتجميع أجزاء الهيكل والكبائن بأقل تفاوتات إحكام.

تكوين المطاط. يتم الحصول على المطاط عن طريق تقسية مركب المطاط. يحتوي مركب المطاط على المكونات التالية: المطاط وعوامل الفلكنة ومسرعات الفلكنة والمنشطات والعوامل المضادة للشيخوخة والمواد المالئة النشطة أو المعززات والمواد المالئة غير النشطة والملونات والملينات والمكونات ذات الأغراض الخاصة.

اعتمادًا على الغرض ، قد يحتوي المطاط فقط على جزء من المكونات المدرجة ، ولكنه يحتوي دائمًا على المطاط وعامل الفلكنة.

ممحاة. المطاط هو أساس مركب المطاط ويحدد جودة المطاط. تحتوي مركبات المطاط في الإطارات على محتوى مطاطي يبلغ حوالي 50-60٪ (بالوزن). مصانع الاطاراتيتم استخدام أكثر من 60٪ من المطاط المنتج في البلاد. ينقسم المطاط الطبيعي (NK) والاصطناعي (SC).

يتم الحصول على المطاط الطبيعي بشكل أساسي من النسغ اللبني (اللاتكس) لشجرة المطاط Hevea ، والتي تحتوي على ما يصل إلى 40٪ منه. ومن المعروف أيضًا أن نباتات المطاط (kok-sagyz ، tau-sagyz) تحتوي على مادة اللاتكس في الجذور. لعزل المطاط ، يتم التعامل مع مادة اللاتكس بحمض الأسيتيك أو حمض آخر منخفض التفكك ، حيث تتخثر جزيئات المطاط تحت تأثيره (تخثر اللاتكس) ويمكن فصلها بسهولة.

عندما يتم شد المطاط ، تستقيم جزيئاته ، وتوجه نفسها في اتجاه قوة الشد ، وعندما يتم إزالة الحمل ، تحت تأثير الحركة الحرارية الداخلية ، فإنها تعود إلى حالتها السابقة.

عند الحمل الحرج ، يحدث التمزق بسبب إزاحة الجزيئات بالنسبة لبعضها البعض.

يتم تحديد المرونة العالية للمطاط الطبيعي من خلال طبيعة بنية الجزيئات وانتظامها وتأثير القوى بين الجزيئات.

يدخل المطاط بسهولة في تفاعلات كيميائية مع الأكسجين والهيدروجين والهالوجينات والكبريت وعناصر أخرى بسبب طبيعته الكيميائية غير المشبعة. لذلك ، بالفعل في درجة حرارة الغرفة ، يتغلغل الأكسجين وخاصة الأوزون في جزيئات المطاط ، ويقسمها إلى جزيئات أصغر ، ويصبح المطاط هشًا ويفقد خصائصه القيمة.

بالإضافة إلى المرونة العالية ، يتمتع المطاط الطبيعي بالقوة الكافية والالتصاق وتوليد الحرارة المنخفضة والخصائص الإيجابية الأخرى. ومع ذلك ، في نهاية العشرينيات من القرن الماضي ، في جميع أنحاء العالم وفي المقام الأول في البلدان المتقدمة للغاية ، حيث لا توجد مصادر للمطاط الطبيعي ، أصبح من الضروري استبداله بمنتج اصطناعي. هناك عدة أسباب لذلك: الندرة ، التكلفة العالية ، الاعتماد على واردات المطاط الطبيعي.

في عام 1931 ، تم الحصول على المطاط الصناعي في بلدنا لأول مرة في العالم الظروف الصناعيةوفق الطريقة التي اقترحها أكاد. إس في ليبيديف. حلت ألمانيا هذه المشكلة فقط في عام 1937 ، والولايات المتحدة الأمريكية - في عام 1942. في الوقت الحاضر ، في الاتحاد السوفياتي ، المطاط الطبيعي له استخدام محدود ، ويستخدم المطاط الصناعي بشكل أساسي. نصيبها ، على سبيل المثال ، في إنتاج الإطارات حوالي 85٪ وتتزايد من سنة إلى أخرى. غالبًا ما يستخدم المطاط الطبيعي في صناعة أجزاء الإطارات الفردية فقط ، أو يستخدم كمادة مضافة لمركب المطاط.

وطني صناعة كيميائيةتقوم بتصنيع العشرات من أنواع المطاط الصناعي ، باستخدام المواد الأولية الزيتية الأكثر اقتصادا لهذا الغرض. هذا يجعل من الممكن الحصول على المطاط بتكلفة منخفضة ، حيث أن تكلفة المواد الخام والمواد المساعدة في إنتاج المطاط تبلغ 65٪ من تكلفتها.

أرز. 1. رسم تخطيطي لجزيء المطاط

تتميز الأنواع المنتجة من المطاط الصناعي بالقوة الميكانيكية والمقاومة الكيميائية ومقاومة التآكل وضيق الغاز ومقاومة الحرارة وغيرها من الخصائص. لكل من هذه الخصائص ، تتفوق بعض أنواع المطاط الصناعي على المطاط الطبيعي ، لكنها كانت أقل مرونة منه لفترة طويلة. في الوقت نفسه ، تعتمد قيمة الاحتكاك بين الجزيئات في المطاط أثناء التشوه ودرجة تسخينه على المرونة ، وهو أمر مهم جدًا لمطاط الإطارات.

يتفوق مطاط ميثيل ستيرين بوتادين (SKMS) وبوتادين ستايرين (SKS) على المطاط الطبيعي من حيث مقاومة التآكل ومقاومة الحرارة والأوزون والشيخوخة الطبيعية ومقاومة البخار والماء. في الوقت نفسه ، فهي أدنى من الخصائص الطبيعية من حيث الخصائص المرنة ومقاومة الحرارة والالتصاق ومقاومة الصقيع. يتم إنتاج بعض هذه المطاط المملوء بالزيت. تحتوي على حوالي 15-30٪ من الزيت المعدني (البترولي) ، مما يقلل من توليد الحرارة (بنسبة 15-20٪) مع تشوهات متعددة (مهمة بشكل خاص للإطارات) ويقلل من تكلفة المطاط مع زيادة طفيفة في المؤشرات الأخرى ، خاصة التكنولوجية.

كان التطور الصناعي لتخليق مطاط الأيزوبرين المجسم (SKI-3) والمطاط البوتادين (SKD) أحد المعالم الهامة في إنتاج المطاط الصناعي. للحصول على المطاط المجسم ، يتم استخدام منتجات البداية النقية كيميائيًا وخاصة المحفزات. بدأ الإنتاج الصناعي لهذه المطاط في 1964 و 1965 على التوالي.

المطاط SKI -3 له هيكل جزيئي مشابه للمطاط الطبيعي ، وهو قريب جدًا منه من حيث مجموعة الخصائص. لها خصائص معالجة جيدة ، بما في ذلك الالتصاق العالي. يستخدم SKI -3 بدلاً من الطبيعي. على سبيل المثال ، يتم استخدامه لصنع مطاط الحزام لجميع أنواع الإطارات.

المطاط SKD ليس أقل شأنا من المطاط الطبيعي في المرونة ويتفوق عليه في مقاومة التآكل. لديها معامل منخفض من الفقد الميكانيكي وتوليد الحرارة المنخفضة والحرارة الجيدة ومقاومة الصقيع. تعتبر هذه الصفات قيمة للغاية عند استخدامها في إنتاج الإطارات ، بما في ذلك الإطارات المقاومة للصقيع والحرارة. القوة الميكانيكية لـ SKD أقل قليلاً من قوة المطاط الطبيعي.

أرز. 2. النمو في إنتاج المطاط الطبيعي والاصطناعي

الميزة الرئيسية لـ SKD هي قلة الالتصاق. مع وضع ذلك في الاعتبار ، في إنتاج الإطارات ، يتم استخدام خليط من SKD مع SKI -Z ، وكذلك مع مطاط ستيرين بوتادين وبوتادين ميثيل ستايرين. يسمح استخدام المطاط المجسم SKD و SKI -3 بزيادة العمر التشغيلي للإطارات بنسبة 20-30٪. يعد وجود SKD المقاوم للتآكل مفيدًا بشكل خاص في المطاط المداس ، حيث يزيد محتواه (حتى 40-50٪) من مقاومة التآكل بنسبة 30-40٪ مقارنة بالمطاط الطبيعي. تظهر خصائص القوة والمرونة والمقاومة للاهتراء للمطاط في الشكل. 69.

يعد المطاط الصناعي المجسم SKI -3 و SKD واعدًا.

بالإضافة إلى هذا المطاط للأغراض العامة ، يتم استخدام المطاط الآخر ، ما يسمى بالمطاط المخصص للأغراض الخاصة ، في إنتاج المسامير وقطع غيار السيارات المطاطية.

يتميز مطاط البوتيل بضيق الغاز العالي ومقاومته للأكسجين والأوزون والوسائط العدوانية الأخرى. يتم استخدامه لصنع الأنابيب والبطانات للإطارات الخالية من الأنابيب.

يتميز مطاط الكلوروبرين (نايريت) ومطاط النتريل بوتادين بزيادة مقاومة الزيت والزيت. يتم استخدامها لتصنيع الأجزاء التي تعمل على اتصال مع الزيوت والوقود والمذيبات الأخرى ، مثل خراطيم نظام التشحيم والأصفاد والمكابس لمحرك الفرامل الهيدروليكي ، إلخ.

يتميز مطاط السيليكون (SKT) بدرجة حرارة عالية ومقاومة للأوزون. يمكن استخدام المنتجات المصنوعة منها في النطاق من -90 إلى +300 درجة مئوية.

يتم أيضًا إنتاج المطاط المقاوم للصقيع ، مثل بوتادين ميثيل ستايرين SKMS-1 0 ، متجاوزًا المطاط الطبيعي في هذا المؤشر.

ومع ذلك ، لا يمتلك المطاط الطبيعي ولا الصناعي الصفات المطلوبة من المطاط. عندما تنخفض درجة الحرارة ، يصبح المطاط هشًا ، وعند تسخينه يفقد مرونته ويتحول إلى مادة بلاستيكية هشة قابلة للذوبان بسهولة في المنتجات النفطية. لذلك ، يتم خلط المطاط بمكونات أخرى ويخضع لعملية الفلكنة ، ونتيجة لذلك يكتسب المرونة والقوة وعدم الذوبان في المنتجات البترولية ومقاومة درجات الحرارة ومقاومة التآكل وغيرها من الخصائص القيمة.

أرز. 3. خصائص خصائص المطاط الطبيعي والاصطناعي: NI - المطاط الطبيعي. SKI -3 - الأيزوبرين الصناعي ؛ SKD - ديفينيل اصطناعي ؛ SIMS - بوتا ديين ميثيل ستايرين اصطناعي (CKMC-30-APMK -15)

عامل الفلكنة الرئيسي لمطاط الإطارات هو الكبريت. محتواها في خليط المطاط من 15 إلى 4٪ بوزن المطاط.

تتكون عملية الفلكنة بالكبريت من تسخين خليط المطاط إلى درجة حرارة معينة وتثبيته عند درجة الحرارة هذه لفترة كافية لكي تنضم ذرات الكبريت في بعض الأماكن من الروابط المزدوجة لجزيء المطاط ، مكونة المطاط - مادة بها بنية مكانية للجزيئات لها خصائص جديدة تختلف عن خصائص المطاط. ثبت أنه أثناء عملية الفلكنة ، تحدث بعض التفاعلات الأخرى للمطاط مع المكونات والأكسجين في الهواء.

يتفاعل الكبريت فقط مع المطاط ، وهو عبارة عن بوليمرات غير مشبعة ، والتي تشتمل على المطاط الطبيعي وجميع المطاط الصناعي الذي يعتمد على هيدروكربونات ديين (ديولفين). تعتمد صلابة المطاط على كمية الكبريت. مع محتوى الكبريت من 40-60٪ من كتلة المطاط ، فإنه يتحول إلى مادة سبونبت - مادة شديدة الصلابة يمكن تشكيلها بالقطع.

لا يمكن أن تكون الروابط الكيميائية المتقاطعة بين جزيئات المطاط ناتجة عن الكبريت فقط ، ولكن يمكن أن تكون الروابط الكيميائية أو الأكسجين أو التكافؤ لذرات الكربون في السلاسل الفردية.

تستخدم في تقسية بعض المطاط ، راتنجات الفينول فورمالدهايد ، أكاسيد المعادن ، بيروكسيد البنزويل ، إلخ. ومن المعروف أن المطاط (باتري ديفينيل ، نايريت ، إلخ) يفلكن عند تسخينه بدون عامل تقسية. يظهر رسم تخطيطي لهيكل المطاط المفلكن في الشكل. 4.

تتم معالجة خليط المطاط بالكبريت لفترة معينة ويمكن إجراؤها في نطاق واسع من درجات الحرارة ، بدءًا من المعتاد. يعتمد معدل المعالجة على مركب المطاط ودرجة الحرارة. مع زيادة درجة الحرارة لكل 10 درجات مئوية ، يزداد معدل الفلكنة بحوالي ضعفين.

يجب أن تكون درجة حرارة الفلكنة أعلى من درجة انصهار الكبريت وأقل من نقطة انصهار المطاط. بالنسبة لمطاط الإطارات ، عادة ما تكون 130-160 درجة مئوية.

الفلكنة المثلى هي أقصر مدة للفلكنة ، والتي ، مع تساوي الأشياء الأخرى ، توفر أفضل الخواص الفيزيائية والكيميائية للمطاط (المطاط).

أرز. 4. رسم تخطيطي لهيكل المطاط المفلكن

تسمى رسوم الفلكنة مدة فترة الفلكنة ، والتي يتم خلالها الحفاظ على الخواص الفيزيائية والميكانيكية العالية التي يتم تحقيقها عند المعالجة بالحرارة المثلى.

تتغير الخواص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية المختلفة للمطاط في عملية الفلكنة وفقًا للقوانين الفردية ، ولا يتزامن تحقيق قيمها القصوى مع الوقت. لذلك ، يتم تحديد الفلكنة المثلى من خلال أهم الخصائص ، وغالبًا ما يتم ذلك من خلال التغيير في قوة شد الفلكنة.

تعتمد هضبة الفلكنة والفلكنة المثلى على درجة حرارة الفلكنة وتكوين المطاط. من المستحسن أن يكون لديك مطاط منخفض الحد الأمثل من الفلكنة وهضبة كبيرة من الفلكنة قدر الإمكان. الأول يسمح لك بتقليل وقت الفلكنة ، والثاني - لتجنب الإفراط في المعالجة بالحرارة للأجزاء الخارجية والفلكنة للأجزاء الداخلية من منتجات المطاط ذات الجدران السميكة المفلكنة بسبب الموصلية الحرارية المنخفضة للمطاط وبالتالي التسخين غير المتكافئ.

من الناحية العملية ، يتم إيقاف الفلكنة في وقت أبكر قليلاً من الحد الأمثل ، مما يزيد من مقاومة المنتجات للشيخوخة. المكونات الأخرى لمركب المطاط هي: مسرعات الفلكنة ، والتي تقصر وقت الفلكنة ، وتزيد من الخواص الفيزيائية والميكانيكية ومقاومة تقادم المطاط. وهي عبارة عن altax و captax و tiu-ram وبعضها الآخر ، وغالبًا ما تكون مركبات عضوية بكمية تتراوح من 1-2٪ من كتلة المطاط. تعتمد درجة حرارة الفلكنة أيضًا على طبيعة المسرعات ؛ منشطات الفلكنة ، والتي تنشط عمل مسرعات الفلكنة ، بالإضافة إلى زيادة قوة الشد ومقاومة التمزق.

في شكل المنشطات ، يتم استخدام أكاسيد بعض المعادن ، وخاصة أكسيد الزنك (الزنك الأبيض) ، بكمية تصل إلى 5٪ من وزن المطاط. يزيد أكسيد الزنك أيضًا من التوصيل الحراري للمطاط ؛
- الحشوات النشطة (مكبرات الصوت) التي تعمل على تحسين خصائص المطاط. يزيد أسود الكربون من قوة شد المطاط بناءً على معظم المطاط الصناعي بعدة مرات (حتى 10) ويعتمد على المطاط الطبيعي بنسبة 20-30 ... في الوقت نفسه ، يقلل السخام من مرونة المطاط ويزيد من قابلية عمل مركبات المطاط. ينتج السخام نتيجة الاحتراق غير الكامل للمنتجات البترولية والغاز الطبيعي. يتجاوز محتوى السخام في المطاط المداس أحيانًا 50محتوى المطاط (بالوزن). يحتوي الإطار على حوالي 25٪ من إجمالي كتلة السخام. لذلك ، الإطارات شاحنةبكتلة 48 كجم ، وتحتوي على 13 كجم من السخام. يختلف السخام في حجم الجسيمات وتطور السطح وخشونته والطبيعة الكيميائية للسطح. أفضل عرضالسخام لمطاط المداس - شديد التشتت ، ومطاط الحزام والإطار - منخفض التشتت ، ولكنه منظم للغاية. بالإضافة إلى أسود الكربون ، تستخدم مواد الحشو الخفيفة كمضخمات: السخام الأبيض (السيليكا) ، وأكسيد المغنيسيوم ، وأكسيد الزنك ، وكربونات المغنيسيوم ، والكاولين (طين البورسلين الأبيض) ؛
- الحشوات غير النشطة (على سبيل المثال ، الطباشير المطلق ، دقيق الأسبستوس) ، والتي تستخدم بنسبة 30-40 ٪ من كتلة المطاط لزيادة حجم خليط المطاط وتقليل تكلفته دون تدهور ملحوظ في الخصائص التقنية الأساسية ؛
- مضادات الأكسدة ، والتي تضاف إلى مخاليط المطاط بكمية 1 - 2٪ من كتلة المطاط لإبطاء ما يسمى بعملية الشيخوخة للمطاط ، أي لإبطاء تدهور خواصه الفيزيائية والكيميائية تحت تأثير الأكسجين الجوي. تزداد الشيخوخة بسبب الحرارة والتعرض لأشعة الشمس والانحناء المتكرر أثناء العملية. عندما يتقدم المطاط في العمر ، تتشكل تشققات على سطحه ، يصبح هشًا وأقل متانة ، ويهترئ بسهولة أكبر. تقلل الشيخوخة من عمر خدمة الأجزاء المطاطية ، وبالتالي زيادة مقاومة الشيخوخة لها أساسيالتقليل تكلفة تشغيل الأجزاء المطاطية. هذا يتعلق في المقام الأول اطارات السيارات، والتي ، من ناحية ، تعمل في ظروف تعمل فيها جميع العوامل التي تسرع الشيخوخة ، ومن ناحية أخرى ، منتجات باهظة الثمن ؛
- الملينات أو الملدنات التي تعزز الخلط الأفضل لمكونات مركبات المطاط ، وخاصة الحشوات النشطة وغير النشطة ، وتجعل مركب المطاط أكثر بلاستيك. إنها تسهل تحضير ومعالجة مركب المطاط. ومع ذلك ، فإن عملهم غالبًا ما يتجاوز الحدود المحددة. لذلك ، عادةً ما تقلل الملينات من توليد الحرارة ، وتزيد من الاستطالة ، ومقاومة الصقيع ، وتحمل التعب ، وتقلل الصلابة ، وتزيد أو تنقص اللزوجة ، وما إلى ذلك. تتجلى هذه الخصائص بطرق مختلفة في المنعمات المختلفة. بالنسبة للجزء الأكبر ، يتم استخدام مخاليط من المواد العضوية المختلفة كمواد تليين ، وهي منتجات مصفاة الزيوت (زيت الوقود ، القطران ، البارافين ، السيريزين ، الزيوت المعدنية) ، قطران الفحم ، المنتجات النباتية (الزيوت النباتية ، الصنوبري ، راتنجات الصنوبر) ، الدهنية الأحماض (حامض دهني ، حمض الأوليك) ، المنتجات الاصطناعية (بوليدين ، استرات). من المهم ألا "يتعرق" المنقي الذي يتم إدخاله في مركب المطاط على سطح الجزء المطاطي ، لأن هذا يؤدي إلى تدهور الخصائص التقنية للمطاط. يختلف محتوى المنعمات في مركب المطاط بشكل كبير - من 2 إلى 30٪ بوزن المطاط. بكميات كبيرة ، يمكن استخدام المطريات كمواد مالئة في نفس الوقت. في بعض الحالات ، تنخفض تكلفة المطاط بسبب الملينات ؛
- الاستصلاح ، والذي يستخدم لاستبدال المطاط جزئيًا. إنه مطاط معالج بشكل خاص من الإطارات والأنابيب وغيرها من المنتجات. يسمح استخدام المنتجات المستصلحة بتقليل تكلفة المنتجات المطاطية ، وقبل كل شيء المنتجات التي لا تكون مرتفعة للغاية متطلبات تقنية(شرائط حافة ، سجاد ، إلخ) ؛
- الأصباغ التي تلون مركبات المطاط الفاتح بالألوان المناسبة. لهذا الغرض ، يتم استخدام أصباغ معدنية وعضوية.

أرز. 5. اعتماد قوة الشد على مدة الفلكنة

من خلال اختيار المكونات ونسبتها الكمية ، يتم الحصول على المطاط لأغراض مختلفة (مداس ، هيكل ، قاطع ، حجرة ، صمغ ، مقاوم للبنزين ، مقاوم للصقيع ، مقاوم للحرارة ، إلخ) مع بعض الخصائص الواضحة.

تستخدم شركات النقل البري المطاط كمواد إصلاح لإصلاح الإطارات. يتم تقييم جودتها من خلال عدد من المؤشرات.

أرز. 6. اختبار صلابة الدعامة: 1 - إبرة ؛ 2 - ترس ، 3 - قطاع مسنن ؛ 4 - الرأس 5 - الربيع ، 6 - مؤشر السهم

يتم قياس صلابة المطاط بالوحدات التقليدية لمقياس اختبار صلابة Shore ، اعتمادًا على عمق غمر إبرة حادة في عينة الاختبار.

يتم تحديد تآكل المطاط (cm3 / kWh) من خلال فقد حجم العينة (cm3) لكل وحدة عمل (kWh) يتم إنفاقها على الكشط.

تجرى الاختبارات على آلة خاصة ، حيث يتم ضغط عينة من شكل معين بقوة معينة ضد القرص الدوار لآلة بورق اكسيد الالمونيوم رقم 2/100.

يتم تحضير العينة بشكل محدد وأبعاد دقيقة بعمق خمس شقوق 0.5 مم وطول 2 مم ، متباعدة 2.5 مم.

يتم تحديد المرونة t (المرونة) على مقياس مرن البندول (الشكل 74) وفقًا لزاوية الانحراف القصوى للبندول بعد أن يصطدم بعينة الاختبار. باستخدام القيم التي تم الحصول عليها لزاوية الانحراف ، ومعادلة الحساب والجداول الخاصة ، حدد المرونة بالنسبة المئوية. كلما ارتفع هذا المؤشر ، زادت مرونة المطاط.

يتم ضبط زاوية الانحراف على النحو التالي. يتم تثبيت قطعة اختبار بسمك 6 مم على السندان. عندما يتم الضغط على ua ، فإن الرافعة تطلق البندول الساقط على العينة. تحت تأثير مرونة العينة ، يرتد البندول للخلف ، وتُحسب زاوية الانحراف على طول السهم على المقياس.

أرز. 7. مخطط آلة اختبار الشد: 1 - قطاع متحرك. ز - عينة المطاط ؛ 3 - قياس المسطرة. 4 - برغي دودة ، 5 - محرك لولبي دودة ؛ 6 - علامات تحامل

يتم توفير المطاط لإصلاح الإطارات ، باستثناء المطاط اللاصق ، على شكل صفائح ملفوفة في لفافة مع بطانة من كاليكو أو السيلوفان على بكرات خشبية أو من الورق المقوى. يجب تسمية كل لفة بالبيانات المناسبة.

يبلغ سمك مطاط المداس 2 ± 0.2 مم وهو مصمم لملء أجزاء المداس والجدار الجانبي المقطوعة أثناء عمليات الإصلاح.

مطاط الطبقة البينية بسمك 0.9 ± 0.1 مم مخصص لتبطين مناطق قطع الإطارات ، والبقع والأصفاد من أجل توصيلها بشكل أفضل بالإطار.

يتم استخدام مطاط الغرفة لتصنيع بقع لإصلاح الغرف المقاومة للحرارة - لتصنيع غرف الطهي.

يتم توفير المطاط اللاصق على شكل قطع بسماكة 10 مم وهو مخصص لتصنيع المادة اللاصقة.

مطاط الطبقة البينية واللاصقة مصنوعة من المطاط الطبيعي.

عند استلام صفائح المطاط ، تحقق من عبوتها ، وتوحيد اللون ، وعدم وجود شوائب غريبة ، والتمزقات ، والخدوش ، والطيات ، وشوائب المطاط المطاطي ، والفقاعات ، والعيوب الأخرى التي تؤدي إلى تفاقم المطاط كمواد لأغراض الإصلاح. يجب أن تغطي الوسادات الملفوفة بالكامل سطح المادة الملفوفة بدون تجاعيد أو طيات أو تشوهات.

لالتصنيف: - اطارات السيارات