Composición del caucho y su producción.

El componente principal del caucho es el caucho: su contenido en productos de caucho es aproximadamente del 50 ... 60% en peso. En el caucho, las moléculas son hilos largos retorcidos en bolas y enredados entre sí. Esta estructura de caucho determina su característica principal: la elasticidad. Cuando la goma se estira, sus moléculas se enderezan gradualmente, volviendo a su estado anterior después de quitar la carga. Sin embargo, cuando se estira demasiado, las moléculas se desplazan irreversiblemente entre sí y se produce la rotura del caucho.

Inicialmente, solo se usaba caucho natural en productos de caucho, que se obtenía del jugo lechoso (látex) de un árbol de caucho, la hevea brasileña. En 1932, por primera vez en el mundo en nuestro país, se sintetizó el caucho sintético, que pronto se convirtió en la principal materia prima para la fabricación de productos de caucho. Actualmente, se producen decenas de variedades de cauchos sintéticos para este propósito.

Los cauchos de estireno más utilizados son C KMC (butadieno-metilestireno) y SKS (butadieno-estireno). Estos cauchos son superiores a los cauchos naturales. resistencia al desgaste, sin embargo, inferior a ella en elasticidad, resistencia al calor y a las heladas.

Los cauchos de isopreno (SKI -3) y butadieno (SCR) se utilizan en la producción de neumáticos. El caucho SKI-3 tiene propiedades similares al caucho natural, el caucho SKV se caracteriza por una alta resistencia al desgaste. Los cauchos de cloropreno (nairita) y nitrilo (SKN) tienen buena resistencia al aceite y al petróleo. Se utilizan para fabricar piezas que trabajan en contacto con productos petrolíferos: mangueras, manguitos, etc.

El caucho butílico se utiliza en la fabricación de cámaras y el revestimiento interior de neumáticos sin cámara, que se caracteriza por una alta estanqueidad a los gases.

El caucho natural o sintético forma la base de un compuesto de caucho o caucho "crudo", que independientemente, debido a su baja resistencia, encuentra un uso limitado, principalmente para la fabricación de adhesivos y juntas. Para aumentar la resistencia de los cauchos, se utiliza un proceso de vulcanización: el enlace químico de moléculas de caucho con átomos de azufre. En el proceso de vulcanización, que tiene lugar a una temperatura de 130 ... 140 ° C, las moléculas de azufre se combinan con moléculas de caucho lineales, formando, por así decirlo, puentes entre ellas (Fig. 59). El resultado es un caucho vulcanizado que es un material elástico.

La cantidad de azufre utilizada en la vulcanización está determinada por los requisitos de resistencia y elasticidad del material. Con un aumento en la concentración de azufre, la resistencia del caucho aumenta, pero al mismo tiempo su elasticidad disminuye. Por lo tanto, en cauchos destinados a la fabricación de cámaras y neumáticos de automóviles, la adición de azufre está limitada al 1 ... 3% del contenido total de caucho. Con un contenido de azufre del 40 ... 60%, el caucho se convierte en un material sólido: la ebonita.

Para garantizar la resistencia requerida y la resistencia al desgaste de los cauchos, especialmente los destinados a la fabricación de neumáticos, se utilizan rellenos. El relleno principal es el hollín, que es un carbón en polvo con un tamaño de partícula de 0.03 ... 0.25 micrones. Los cauchos modernos contienen una cantidad significativa de hollín, del 30 al 70% en relación con el caucho contenido. Con la introducción del negro de carbón, la resistencia del caucho aumenta en más de un orden de magnitud. Para la fabricación de cauchos coloreados se utiliza el llamado hollín blanco (sílice y otros productos). Junto con el hollín, se utilizan rellenos inactivos para aumentar el volumen de la mezcla de caucho sin deteriorar sus propiedades (tiza elutriada, harina de amianto, etc.).

Higo. 1. Estructura de caucho vulcanizado

Para facilitar la mezcla de los componentes del compuesto de caucho, se le introducen plastificantes o suavizantes, generalmente productos derivados del petróleo líquidos o sólidos. Para ralentizar el proceso de envejecimiento, así como para aumentar la resistencia del caucho con deformaciones repetidas, se agregan antioxidantes (antioxidantes). Como antioxidantes, se utilizan productos químicos especiales que se unen al oxígeno que penetra en el caucho. Como tales sustancias se utilizan Neozone D y Santoflex A. Los aditivos aceleradores se utilizan para acelerar la vulcanización. La producción de cauchos esponjosos porosos se asegura con la ayuda de agentes espumantes especiales.

Para aumentar la resistencia de una serie de productos de caucho (neumáticos de automóvil, correas de transmisión, mangueras de alta presión, etc.), los cauchos se refuerzan con tela o accesorios metálicos. Por ejemplo, en uno de los productos más importantes y costosos: neumáticos de automóvil, se utilizan poliamida (nailon), viscosa o cordones metálicos.

El escenario principal proceso tecnológico La preparación de cauchos es la mezcla, lo que asegura una distribución completa y uniforme de todos los ingredientes contenidos en el caucho ( partes componentes), cuyo número puede ser de hasta 15. La mezcla se realiza en mezcladores de caucho, generalmente en dos etapas. Primero, se elabora una mezcla auxiliar sin azufre y aceleradores, luego, en la segunda etapa, se introducen azufre y aceleradores. Los compuestos de caucho resultantes se utilizan para la fabricación de las piezas correspondientes y para cauchutar el cordón. En este último caso, para asegurar una fuerza de unión suficiente entre el cordón y la goma, el cordón debe estar impregnado con látex y resinas. La operación final es la vulcanización, después de la cual el producto de caucho es adecuado para su uso.

La mezcla para obtener un material elástico duradero se llama caucho crudo. Después tratamiento térmico los enlaces moleculares del caucho se modifican, formando una aleación con plastificantes. Puedes vulcanizar tú mismo en casa y hacer un pequeño trozo de goma, o simplemente pegar el orificio en la cámara de la bicicleta, reparar los cortes en las pendientes. A la venta hay equipos sencillos para talleres privados, en los que el caucho en bruto se fabrica a mano.

Caucho natural

La savia de los árboles de caucho era muy utilizada por los nativos para hacer zapatos impermeables, cubrir botes, proteger chozas de la lluvia y solucionar otros problemas cotidianos... Lo extraen de plantas gomosas de manera similar a la recolección de savia de abedul en primavera. El poliisopreno, el carbohidrato que constituye la mayor parte del látex natural, se combina con el oxígeno cuando está caliente y se vuelve quebradizo con el tiempo. Después del calentamiento, los enlaces moleculares se vuelven estables y la sustancia no reacciona ni siquiera a soluciones ácidas.

El valor del caucho basado en características técnicas:

• alta resistencia a la abrasión;
• buenas propiedades de aislamiento térmico;
• no se disuelve en agua ni en la mayoría de los líquidos corrosivos;
• el plastico;
• elasticidad.

La adición de plastificantes y arena de río le permite crear un material con las cualidades y el color planificados. El caucho crudo se transforma en un producto que conserva su forma durante mucho tiempo, mediante vulcanización, calentando bajo una prensa a una temperatura de 150 grados.

Componentes de caucho crudo

Cuando se calienta a 50 grados, el caucho natural y sintético se convierte en una masa suave que se mezcla bien con otros componentes:

• gris;
• hollín de gas;
• arena (dióxido de silicio);
• aceites
• resinas;
• tintes
• suavizantes;
• aceleradores.

La composición de los componentes varía y depende de las cualidades que debe tener el caucho crudo resultante. El azufre está incluido en compuestos moleculares y la dureza del caucho depende de él. Los aceleradores acortan el tiempo de curado. El hollín y el aceite dan plasticidad. producto terminado... La arena y otras sustancias orgánicas lo hacen más duro, reducen la abrasión y aumentan la fuerza de rotura.

Tipos de caucho

Según la dureza, hay tres grupos principales:

• suave - látex;
• medio;
• duro - ebonita.

El componente natural tiene el mejor rendimiento, por lo que los neumáticos de los automóviles están hechos de caucho natural. En las pequeñas empresas, la fabricación de caucho implica un material sintético más barato.

El látex se utiliza para la fabricación de guantes, juguetes, diversos materiales aislantes, ropa impermeable y suelas de zapatos. El caucho de densidad media se usa ampliamente en la vida cotidiana y en el trabajo. Se trata de todo tipo de juntas en grúas, alfombras, acoplamientos en coches y mecanismos. Las piezas están torneadas de ebonita que requieren alta dureza y resistencia a la abrasión. Estos son elementos de cojinetes, ruedas, casquillos.

Fabricación de caucho

Hay tres etapas principales que no cambian al preparar caucho en bruto. La instrucción y la tecnología son simples y requieren un equipo sencillo. Realizado de forma consecutiva:

• calentamiento de caucho;
• mezclar con aditivos;
• moldura.

Después de reposar un tiempo y fermentar el caucho natural, se convierte en una masa viscosa espesa. Artificial se produce inmediatamente en esta forma. Antes de usar, se amasa como una masa y se calienta a 50 grados. En este estado, pierde su elasticidad, se vuelve flexible y suave y puede mezclarse con otras sustancias.

Los componentes del futuro caucho se vierten en la máquina de tornillo de mezcla. Las proporciones y los aditivos se toman en función de las calidades previstas. Todos los grados de caucho crudo producidos están estandarizados y la cantidad de cada material se indica como un porcentaje. Solo queda recalcular en relación con la masa disponible de caucho.

La masa homogénea resultante permanece caliente, ya que la fricción contra la pieza de la máquina y las partículas entre sí se produce con la liberación de temperatura. Como resultado del proceso, se forma caucho crudo. Se le da forma en tiras de tamaños predeterminados (con menos frecuencia un cordón) y se empaqueta entre polietileno.

Fabricación de productos de caucho

Para la fabricación de productos, la masa cruda, después de mezclar, se coloca en moldes especiales, se crea presión y se calienta a 135-150 grados. El proceso se llama vulcanización. Para piezas pequeñas, se trata de matrices cerradas. Los productos como las alfombras se pueden pasar a través de tambores calientes con una superficie estampada.

Con una exposición prolongada a altas temperaturas, el caucho se seca y se vuelve quebradizo. Por lo tanto, se introducen azufre y otros aceleradores en la composición, lo que puede reducir significativamente el proceso de vulcanización.

Caucho crudo casero

El caucho, especialmente el caucho artificial, requiere mucho esfuerzo para amasar. Para amasarlo con las manos como masa, una persona no tiene suficiente fuerza. Para esto, se hace un dispositivo especial. La mezcla con aditivos es un proceso laborioso y que requiere mucho tiempo. Las sustancias con diferente dispersión, gravedad específica y estado físico deben convertirse en una masa homogénea.

Preparar caucho en bruto con sus propias manos en una máquina con ejes de barrena. Las orejetas de rosca muelen todo lo que hay en el recipiente y se mezclan. La velocidad de producción depende del número de ejes. Por lo general, está solo en casa y lleva mucho tiempo llevar la mezcla al estado deseado.

Para formar láminas y tiras, son suficientes dos ejes, uno de los cuales se mueve, cambiando el tamaño del espacio y, por lo tanto, el grosor del caucho en bruto terminado. La masa se deposita en el almacén y pasa a la moldura. Cuando se deforma, se enfría y pierde su capacidad de fluir, se vuelve resistente al desgarro.

El equipo de taller casero se puede comprar en la tienda o hacerlo usted mismo. Para muestras, lleve el equipo disponible en la cocina. El motor se ajustará a una lavadora rota o cualquier otra máquina. Correas y poleas de automóviles.

Caucho crudo: aplicación

En casa, el caucho se usa ampliamente para reparar productos de caucho. Estos son neumáticos y cámaras para bicicletas y coches, zapatos. Con la ayuda de la vulcanización, se crean juntas para válvulas y varias piezas pequeñas.

Para parches en ruedas perforadas, las láminas de caucho crudo se utilizan con mayor frecuencia. Instrucciones de uso:

1. Lijar los bordes de la cámara en el lugar del corte con papel de lija para que no toquen los extremos. Corta las protuberancias rotas.
2. El lugar alrededor del corte se desengrasa, se procesa con una lima.
3. Corte el parche de goma en bruto y colóquese la cámara.
4. Se sujeta con una abrazadera y se calienta.

Se usa un vulcanizador listo para usar para calentar, pero puede hacerlo usted mismo. Cuándo planta industrial Se debe calentar un milímetro de espesor durante 4 minutos. En un dispositivo casero, el tiempo aumenta a 10 minutos, con mayor precisión se determina de manera práctica.

Hacer un dispositivo de vulcanización

Los vulcanizadores caseros se dividen en eléctricos y de gasolina. Están hechos de piezas que han cumplido su condena. Nodos principales:

• mesa fija;
• elemento de calefacción;
• abrazadera.

El modelo eléctrico más simple se obtiene de una plancha vieja, que tiene una espiral de trabajo. Esta opción tiene un regulador, lo que significa que es más conveniente que otras. La superficie de trabajo es una suela. Es mejor quitar el mango, darle la vuelta a la plancha e instalarla en un soporte de hoja gruesa. El producto reparado se coloca encima y se sujeta con una abrazadera.

Para la versión de gasolina, es conveniente utilizar el pistón del motor. Se vierte gasolina en él y se enciende. Coloque papel sobre el parche para controlarlo. Empieza a volverse amarillo a una temperatura crítica para el caucho.

En la ingeniería mecánica, a menudo se usa caucho, una mezcla compleja en la que el caucho es el componente principal. El caucho tiene una alta elasticidad, que se combina con una serie de otras propiedades técnicas importantes: alta resistencia al desgarro y a la abrasión, resistencia al gas y al agua, resistencia química, altas propiedades de aislamiento eléctrico y baja gravedad específica. Las desventajas del caucho incluyen su baja resistencia al calor y baja resistencia a la acción de los aceites minerales (con la excepción del caucho especial resistente al aceite).

Aplicación de caucho... Los productos de caucho se utilizan ampliamente en todas las industrias. economía nacional... La gama de productos de caucho cuenta actualmente con decenas de miles de artículos. La principal aplicación del caucho es la producción de neumáticos.

Además de los neumáticos, hay alrededor de 200 piezas de caucho diferentes en un automóvil: mangueras, correas, juntas, casquillos, acoplamientos, amortiguadores, membranas, puños, etc.

El caucho tiene altas propiedades de aislamiento eléctrico, por lo que se usa ampliamente para el aislamiento de cables, alambres, magneto, equipos de protección: guantes, chanclos, alfombras.

La composición del caucho. La composición del caucho incluye caucho, regeneración, agentes vulcanizantes, aceleradores de vulcanización, cargas, suavizantes, antioxidantes, tintes. El caucho natural y sintético es la principal materia prima de los productos de caucho. Actualmente, los materiales de caucho están hechos predominantemente de caucho sintético, que se extrae de alcohol etílico, aceite, gas natural y otras sustancias.

Regenerado- un material plástico obtenido mediante el procesamiento de productos de caucho viejos y residuos de producción de caucho. El uso de la regeneración reduce el contenido de caucho en la mezcla de caucho, reduce el costo de los productos de caucho y aumenta un poco su plasticidad.

El principal agente vulcanizante es el azufre. Variando la cantidad de azufre en la composición de los compuestos de caucho, es posible obtener caucho con diversos grados de elasticidad. El proceso de combinar químicamente caucho con azufre cuando se calienta se llama vulcanización... Cuando se producen cauchos elásticos, se introduce azufre en una cantidad del 1 al 4% en peso del caucho. El caucho que contiene entre un 25 y un 35% de azufre es un material duro llamado ebonita. Para reducir la duración y la temperatura de vulcanización, se introducen pequeñas cantidades (0,5-2,5%) con aceleradores (captax, óxido de plomo, etc.).

Excipientes las hay activas, inactivas y especiales. Los rellenos activos (amplificadores) incluyen negro de humo, blanco de zinc, caolín y otras sustancias que aumentan las propiedades mecánicas del caucho (resistencia a la tracción y resistencia a la abrasión). El negro de carbón es el relleno principal para caucho duro con alta resistencia a la abrasión. Los rellenos inactivos incluyen talco, tiza, tierra de infusorita, etc. Se introducen para aumentar el volumen y reducir el costo del caucho. Los rellenos especiales incluyen caolín y asbesto, que imparten resistencia química al caucho, y diatomita, que aumenta las propiedades de aislamiento eléctrico del caucho.

Suavizantes(plastificantes) dan al compuesto de caucho suavidad, plasticidad y facilitan su procesamiento.

Antioxidantes son sustancias que protegen al caucho del envejecimiento.

Los principales tipos de cauchos.... El caucho reforzado se denomina caucho, dentro del cual se insertan juntas de malla metálica o espirales para aumentar la resistencia y flexibilidad, lo cual es especialmente importante para productos como neumáticos de automóvil, correas de transmisión, cintas transportadoras, tuberías, etc. una malla metálica cubierta con una capa de latón y recubierta con cola, y sometida a prensado y vulcanización simultáneos.

Por la naturaleza de los poros y el método de producción, los cauchos porosos se dividen en esponjosos - con poros abiertos grandes, celulares homogéneos - con poros cerrados y microporosos. El método para su producción se basa en la capacidad del caucho para absorber gases y en la difusión de las latas a través del caucho. El caucho poroso se utiliza en la fabricación de amortiguadores, asientos, juntas de ventanas, capas de rodadura de neumáticos.

El caucho duro, o ebonita, tiene un color marrón oscuro o rojo, resistencia al calor de 50 a 90 ° C, soporta un alto voltaje de ruptura (25-60 kV / min).

Ebonita se utiliza para la fabricación de piezas estructurales, instrumentos de medida y diversos equipos eléctricos y se suministra para estos fines en forma de placas, varillas y tubos de dos grados: A y B. Además, monobloques de batería de ebonita, separadores (en forma de placas lisas y estriadas) y varias piezas para pilas alcalinas.

Caucho, sus propiedades e indicadores de calidad

Debido a su alta elasticidad (elasticidad), la capacidad de absorber vibraciones y cargas de choque, baja conductividad térmica y conductividad acústica, buena resistencia mecánica, alta resistencia a la abrasión, alargamiento, buen aislamiento eléctrico, resistencia al gas y al agua, resistencia a muchos medios agresivos, ligereza, bajo coste y otros Por sus propiedades, el caucho es en algunos casos un material insustituible para las piezas de automoción.

Tal combinación de las cualidades enumeradas es característica solo del caucho y lo convierte en un material único en el que se aprecia más la alta elasticidad, es decir, la capacidad de restaurar su forma original después del cese de la acción de las fuerzas que causaron la deformación.

El caucho se utiliza para la fabricación de soportes de motor, mangueras, sistemas de enfriamiento, suministro de energía, lubricación, calefacción, ventilación, correas de transmisión de ventiladores, generador, compresor y bomba de agua, sellos de carrocería y cabina, bujes de resorte y otras piezas de suspensión, manguitos, mangueras , cubiertas, diafragmas del sistema de frenos, piezas de la suspensión neumática, elementos amortiguadores de ruido de las suspensiones delantera y trasera, topes de recorrido de la suspensión, juntas y bujes amortiguadores, faldillas guardabarros de las ruedas, alfombrillas para la cabina y la carrocería, etc. El uso principal del caucho en un automóvil es para la fabricación de neumáticos.

El uso de piezas de goma en la construcción del automóvil permitió mejorarlo actuación y, en particular, para reducir su propio peso debido a la reducción de cargas de choque y vibraciones, para reducir el ruido que penetra en la carrocería del automóvil, para aumentar la velocidad de conducción y para mejorar el confort de conducción.

El uso de piezas de sellado de caucho también permite simplificar y reducir el coste de producción del automóvil, ya que al mismo tiempo es posible fabricar y montar piezas de carrocería y cabinas con tolerancias menos estrictas.

La composición del caucho. El caucho se obtiene vulcanizando un compuesto de caucho. El compuesto de caucho contiene los siguientes ingredientes: caucho, agentes vulcanizantes, aceleradores de vulcanización, activadores, agentes antienvejecimiento, rellenos activos o potenciadores, rellenos inactivos, colorantes, suavizantes, ingredientes para fines especiales.

Dependiendo del propósito, el caucho puede contener solo una parte de los ingredientes enumerados, pero siempre contiene caucho y un agente vulcanizante.

Goma. El caucho es la base del compuesto de caucho y determina la calidad del caucho. Los compuestos de caucho para neumáticos tienen un contenido de caucho de aproximadamente el 50-60% (en peso). Fábricas de neumáticos se utiliza más del 60% del caucho producido en el país. El caucho se clasifica como natural (NK) y sintético (SC).

El caucho natural se obtiene principalmente de la savia lechosa (látex) del árbol del caucho Hevea, que contiene hasta un 40% del mismo. También se conocen las plantas de caucho (kok-sagyz, tau-sagyz) que contienen látex en las raíces. Para aislar el caucho, el látex se trata con acético u otro ácido poco disociativo, bajo cuya influencia las partículas de caucho se coagulan (el látex se coagula) y se separa fácilmente.

Cuando el caucho se estira, sus moléculas se enderezan, orientándose en la dirección de la fuerza de tracción, y cuando se retira la carga, bajo la influencia del movimiento térmico interno, vuelven a su estado anterior.

A una carga crítica, la ruptura se produce debido al desplazamiento de moléculas entre sí.

La alta elasticidad del caucho natural se debe a la naturaleza de la estructura de las moléculas, su regularidad y la influencia de las fuerzas intermoleculares.

El caucho entra fácilmente en reacciones químicas con oxígeno, hidrógeno, halógenos, azufre y otros elementos debido a su naturaleza química insaturada. Entonces, ya a temperatura ambiente, el oxígeno y especialmente el ozono, penetrando en las moléculas de caucho, las rompe en otras más pequeñas, y el caucho, al romperse, se vuelve quebradizo y pierde sus valiosas propiedades.

Además de su alta elasticidad, el caucho natural tiene suficiente resistencia, adherencia, baja generación de calor y otras propiedades positivas. Sin embargo, ya a fines de la década de 1920, en todo el mundo y principalmente en países altamente desarrollados, donde no había fuentes de caucho natural, se hizo necesario reemplazarlo por un producto sintético. Hay varias razones para esto: escasez, alto costo, dependencia de las importaciones de caucho natural.

En 1931, en nuestro país, por primera vez en el mundo, se obtuvo caucho sintético en condiciones industriales según el método propuesto por Acad. S. V. Lebedev. Alemania resolvió este problema solo en 1937, y los Estados Unidos, en 1942. En la actualidad, en la URSS, el caucho natural tiene un uso limitado y se usa principalmente caucho sintético. Su participación, por ejemplo, en la producción de neumáticos es de aproximadamente el 85% y aumenta de año en año. El caucho natural se usa con mayor frecuencia para fabricar solo piezas individuales de neumáticos, o se usa como aditivo para el compuesto de caucho.

Patriótico industria química fabrica docenas de variedades de cauchos sintéticos, utilizando para ello la materia prima de aceite más económica. Esto permite obtener cauchos de bajo costo, ya que el costo de materias primas y materiales auxiliares en la producción de caucho es el 65% de su costo.

Higo. 1. Diagrama de una molécula de caucho

Las variedades producidas de cauchos sintéticos se distinguen por su resistencia mecánica, resistencia química, resistencia al desgaste, estanqueidad a los gases, resistencia al calor y otras propiedades. Para cada una de estas propiedades, algunos cauchos sintéticos son superiores a los naturales, pero durante mucho tiempo fueron inferiores a él en elasticidad. Al mismo tiempo, el valor de la fricción intermolecular en el caucho durante la deformación y el grado de calentamiento dependen de la elasticidad, que es muy importante para los cauchos de los neumáticos.

Los cauchos de metil estireno butadieno (SKMS) y butadieno estireno (SKS) superan a los cauchos naturales en términos de resistencia al desgaste, resistencia al calor, ozono y envejecimiento natural, resistencia al vapor y al agua. Al mismo tiempo, son inferiores a los naturales en términos de propiedades elásticas, resistencia al calor, adherencia y resistencia a las heladas. Algunos de estos cauchos se producen llenos de aceite. Contienen alrededor de un 15-30% de aceite mineral (petróleo), lo que reduce su generación de calor (en un 15-20%) con múltiples deformaciones (especialmente importante para los neumáticos) y reduce el costo del caucho con algún aumento en otros indicadores, especialmente los tecnológicos. .

Un hito importante en la producción de cauchos sintéticos fue el desarrollo industrial de la síntesis de cauchos de isopreno estereorregular (SKI-3) y butadieno (SKD). Para obtener cauchos estereorregulares, se utilizan especialmente productos de partida químicamente puros y especialmente catalizadores. La producción industrial de estos cauchos se inició en 1964 y 1965, respectivamente.

El caucho SKI -3 tiene una estructura molecular similar al caucho natural, y está muy cerca de él en términos de un conjunto de propiedades. Tiene buenas propiedades de procesamiento, incluida una alta adhesividad. Se utiliza SKI -3 en lugar de natural. Por ejemplo, se utiliza para fabricar gomas para cinturones de todo tipo de neumáticos.

El caucho SKD no es inferior al caucho natural en elasticidad y lo supera en resistencia a la abrasión. Tiene un bajo coeficiente de pérdida mecánica y baja generación de calor, buena resistencia al calor y a las heladas. Estas cualidades son muy valiosas cuando se utilizan en la producción de neumáticos, incluidos los neumáticos resistentes a las heladas y al calor. La resistencia mecánica de SKD es ligeramente inferior a la del caucho natural.

Higo. 2. Aumento de la producción de cauchos naturales y sintéticos

La característica principal de SKD es su baja adherencia. Teniendo esto en cuenta, en la producción de neumáticos se utiliza una mezcla de SKD con SKI -Z, así como con cauchos de estireno-butadieno y butadieno-metilestireno. El uso de cauchos estereorregulares SKD y SKI -3 permite aumentar la vida útil de los neumáticos en un 20-30%. La presencia de SKD resistente al desgaste es especialmente beneficiosa en el caucho de la banda de rodadura, donde su contenido (hasta un 40-50%) aumenta la resistencia al desgaste en un 30-40% en comparación con el caucho natural. Las características de resistencia, elasticidad y resistencia al desgaste de los cauchos se muestran en la Fig. 69.

Los cauchos sintéticos estereorregulares SKI -3 y SKD son prometedores.

Además de estos cauchos de uso general, se utilizan otros cauchos, los llamados cauchos de uso especial, en la producción de clavos y piezas de caucho para automóviles.

El caucho de butilo se caracteriza por una alta estanqueidad a los gases y resistencia al oxígeno, el ozono y otros medios agresivos. Se utiliza para fabricar tubos y revestimientos para neumáticos sin cámara.

El caucho de cloropreno (nairita) y el caucho de nitrilo butadieno se caracterizan por una mayor resistencia al aceite y al aceite. Se utilizan para fabricar piezas que trabajan en contacto con aceites, combustibles y otros disolventes, como mangueras para el sistema de lubricación, manguitos y pistones del accionamiento del freno hidráulico, etc.

Los cauchos de silicona (SKT) tienen alta temperatura y resistencia al ozono. Los productos fabricados con ellos se pueden usar en el rango de -90 a +300 ° C.

También se produce caucho resistente a las heladas, como, por ejemplo, butadienometilestireno SKMS-10, que son superiores en este indicador al caucho natural.

Sin embargo, ni los cauchos naturales ni sintéticos tienen las cualidades requeridas del caucho. Cuando la temperatura desciende, el caucho se vuelve quebradizo y, cuando se calienta, pierde su elasticidad y se convierte en un material plástico y frágil que es fácilmente soluble en productos derivados del petróleo. Por lo tanto, el caucho se mezcla con otros ingredientes y sufre vulcanización, como resultado de lo cual adquiere elasticidad, resistencia, insolubilidad en los productos del petróleo, resistencia a la temperatura, resistencia al desgaste y otras propiedades valiosas.

Higo. 3. Características de las propiedades de los cauchos naturales y sintéticos: NI - caucho natural; SKI -3 - isopreno sintético; SKD - divinilo sintético; SIMS - buta-dieno-metilestireno sintético (CKMC-30-APMK -15)

El principal agente vulcanizante de los cauchos de neumáticos es el azufre. Su contenido en el compuesto de caucho es del 15 al 4% en peso del caucho.

El proceso de vulcanización con azufre consiste en calentar la mezcla de caucho a una determinada temperatura y mantenerla a esta temperatura durante un tiempo suficiente para que los átomos de azufre se unan en algunos lugares de los dobles enlaces de la molécula de caucho, formando caucho - un material con una estructura espacial de moléculas que tiene nuevas propiedades diferentes a las del caucho. Se ha establecido que durante la vulcanización se producen algunas otras reacciones del caucho con los ingredientes y el oxígeno del aire.

El azufre interactúa solo con cauchos, que son polímeros insaturados, que incluyen cauchos naturales y todos sintéticos basados ​​en hidrocarburos dieno (diolefina). La dureza del caucho depende de la cantidad de azufre. Con un contenido de azufre del 40-60% de la masa de caucho, se convierte en un material muy duro que se puede mecanizar mediante corte.

Los enlaces químicos cruzados entre las moléculas de caucho pueden deberse no solo al azufre, sino también al oxígeno o enlaces químicos de valencia de los átomos de carbono de las cadenas individuales.

Para la vulcanización de algunos cauchos se utilizan resinas de fenol-formaldehído, óxidos metálicos, peróxido de benzoílo, entre otros, se conocen cauchos (patridivinilo, nairita, etc.) que vulcanizan cuando se calientan sin vulcanizante. Un diagrama esquemático de la estructura del caucho vulcanizado se muestra en la Fig. cuatro.

La vulcanización de la mezcla de caucho tiene lugar durante un tiempo determinado y puede llevarse a cabo en un amplio rango de temperaturas, partiendo de lo normal. La velocidad de vulcanización depende del compuesto de caucho y la temperatura. Con un aumento de temperatura por cada 10 ° C, la velocidad de vulcanización aumenta aproximadamente 2 veces.

La temperatura de vulcanización debe estar por encima del punto de fusión del azufre y por debajo del punto de fusión del caucho. Para las gomas de neumáticos, suele ser de 130-160 ° C.

La vulcanización óptima es la duración más corta de vulcanización, que, en igualdad de condiciones, proporciona las mejores propiedades fisicoquímicas y mecánicas del vulcanizado (caucho).

Higo. 4. Diagrama de la estructura del caucho vulcanizado

La tasa de vulcanización se denomina la duración del período de vulcanización, durante el cual se mantienen las altas propiedades físicas y mecánicas logradas en la vulcanización óptima.

Varias propiedades fisicoquímicas y mecánicas de los cauchos en el proceso de vulcanización cambian de acuerdo con las leyes individuales, y el logro de sus valores máximos no coincide en el tiempo. Por lo tanto, la vulcanización óptima está determinada por las propiedades más importantes, la mayoría de las veces por el cambio en la resistencia a la tracción del vulcanizado.

La vulcanización óptima y la meseta de vulcanización dependen de la temperatura de vulcanización y de la composición del caucho. Es deseable tener cauchos con un óptimo de vulcanización tan bajo y una gran meseta de vulcanización como sea posible. El primero le permite reducir el tiempo de vulcanización, el segundo, para evitar la sobrevulcanización del exterior y la subvulcanización de las partes internas de los productos de caucho vulcanizado de paredes gruesas debido a la baja conductividad térmica del caucho y, por lo tanto, un calentamiento desigual.

En la práctica, la vulcanización se detiene un poco antes de lo óptimo, lo que aumenta la resistencia de los productos al envejecimiento. Otros ingredientes del compuesto de caucho son: aceleradores de vulcanización, que acortan el tiempo de vulcanización, aumentan las propiedades físicas y mecánicas y la resistencia al envejecimiento del caucho. Son altax, captax, tiu-ram y algunos otros, con mayor frecuencia compuestos orgánicos en una cantidad de 1 a 2% en peso de caucho. La temperatura de vulcanización también depende de la naturaleza de los aceleradores; activadores de vulcanización, que activan la acción de los aceleradores de vulcanización y, además, aumentan la resistencia a la tracción y al desgarro.

En forma de activadores, se utilizan óxidos de algunos metales, principalmente óxido de zinc (blanco de zinc), en una cantidad de hasta el 5% en peso del caucho. El óxido de zinc también aumenta la conductividad térmica del caucho;
- cargas activas (amplificadores), que sirven para mejorar las propiedades del caucho. El negro de carbón aumenta la resistencia a la tracción de los cauchos basados ​​en la mayoría de los cauchos sintéticos varias veces (hasta 10) y los basados ​​en caucho natural en 20-30 ... Al mismo tiempo, el hollín reduce la elasticidad del caucho y empeora la trabajabilidad de los compuestos de caucho. El hollín se produce como resultado de la combustión incompleta de productos derivados del petróleo y gas natural. El contenido de hollín en la banda de rodadura a veces supera los 50 contenido de caucho (en peso). El neumático contiene aproximadamente el 25% de la masa total de hollín. Entonces, neumáticos camión con una masa de 48 kg, contienen 13 kg de hollín. El hollín difiere en el tamaño de las partículas, el desarrollo y la rugosidad de la superficie y la naturaleza química de la superficie. Mejor vista hollín para las gomas de la banda de rodadura, muy disperso, y para las gomas de la banda y el marco, de baja dispersión, pero muy estructurado. Además de los negros de humo, se utilizan rellenos ligeros como potenciadores: hollín blanco (sílice), óxido de magnesio, óxido de zinc, carbonato de magnesia, caolín (arcilla de porcelana blanca);
- rellenos inactivos (por ejemplo, tiza elutriada, harina de amianto), que se utilizan en una cantidad del 30-40% de la masa de caucho para aumentar el volumen de la mezcla de caucho y reducir su costo sin un deterioro notable de las propiedades técnicas básicas;
- antioxidantes, que se añaden a las mezclas de caucho en una cantidad del 1 al 2% de la masa del caucho para ralentizar el llamado proceso de envejecimiento del caucho, es decir, para frenar el deterioro de sus propiedades fisicoquímicas bajo la influencia atmosférica oxígeno. El envejecimiento se ve favorecido por el calor, la exposición a la luz solar y la flexión repetida durante el funcionamiento. Cuando el caucho envejece, se forman grietas en su superficie, se vuelve quebradizo y menos duradero, y se desgasta más fácilmente. El envejecimiento reduce la vida útil de las piezas de caucho, por lo que se ha incrementado la resistencia al envejecimiento. esencial para reducir el costo de operación de piezas de caucho. Esto concierne principalmente llantas de auto, que, por un lado, operan en condiciones donde actúan todos los factores que aceleran el envejecimiento y, por otro lado, son productos costosos;
- suavizantes o plastificantes que promueven una mejor mezcla de los componentes de los compuestos de caucho, especialmente los rellenos activos e inactivos, y hacen que el compuesto de caucho sea más plástico. Facilitan la preparación y manipulación del compuesto de caucho. Sin embargo, su acción a menudo va más allá de los límites especificados. Por lo tanto, los suavizantes suelen reducir la generación de calor, aumentar el alargamiento, la resistencia a las heladas, la resistencia a la fatiga, disminuir la dureza, aumentar o disminuir la pegajosidad, etc. Estas propiedades se manifiestan de diferentes formas en diferentes suavizantes. En su mayor parte, las mezclas de diversas sustancias orgánicas se utilizan como ablandadores, que son productos de refinería de petróleo (fueloil, alquitrán, parafina, ceresina, aceites minerales), alquitrán de hulla, productos vegetales (aceites vegetales, colofonia, resina de pino), grasas ácidos (ácido esteárico, ácido oleico), productos sintéticos (polidieno, ésteres). Es importante que el suavizante introducido en el compuesto de caucho no "transpire" sobre la superficie de la pieza de caucho, ya que esto deteriora las propiedades técnicas del caucho. El contenido de suavizantes en el compuesto de caucho varía ampliamente: del 2 al 30% en peso del caucho. En grandes cantidades, el suavizante se puede utilizar como relleno al mismo tiempo. En algunos casos, el costo del caucho se reduce debido a los suavizantes;
- recuperación, que se utiliza para reemplazar parcialmente la goma. Es un caucho tratado especialmente de neumáticos de desecho, cámaras y otros productos. El uso de productos recuperados permite reducir el coste de los productos de caucho y, sobre todo, aquellos para los que no son demasiado elevados. requerimientos técnicos(cintas de llanta, alfombras, etc.);
- tintes que colorean compuestos de caucho claros con colores apropiados. Para ello se utilizan pigmentos de origen mineral y orgánico.

Higo. 5. Dependencia de la resistencia a la tracción de la duración de la vulcanización.

Al seleccionar los ingredientes y su proporción cuantitativa, se obtiene caucho para diversos fines (banda de rodadura, carcasa, rompedor, cámara, pegamento, resistente a la gasolina, resistente a las heladas, resistente al calor, etc.) con ciertas propiedades pronunciadas.

Las empresas de transporte por carretera utilizan caucho como material de reparación para la reparación de neumáticos. Su calidad se evalúa mediante una serie de indicadores.

Higo. 6. Probador de dureza Shore: 1 - aguja; 2 - engranajes, 3 - sector dentado; 4 - cabeza; 5 - resorte, 6 - flecha de puntero

La dureza del caucho se mide en unidades convencionales de la escala del probador de dureza Shore, dependiendo de la profundidad de inmersión de la aguja roma en la muestra de prueba.

La abrasión del caucho (cm3 / kWh) está determinada por la pérdida de volumen de muestra (cm3) por unidad de trabajo (kWh) gastada en la abrasión.

Las pruebas se llevan a cabo en una máquina especial, donde una muestra de cierta forma se presiona con una fuerza determinada contra un disco giratorio de una máquina con papel de corindón No. 2/100.

La muestra se prepara con una forma definida y dimensiones precisas con cinco muescas de 0,5 mm de profundidad y 2 mm de largo, espaciadas 2,5 mm.

La elasticidad t (elasticidad) se determina en un medidor de péndulo elástico (Fig. 74) de acuerdo con el ángulo de deflexión máximo del péndulo después de que golpea la muestra de prueba. Usando los valores obtenidos del ángulo de desviación, la fórmula de cálculo y tablas especiales, determine la elasticidad en porcentaje. Cuanto más alto sea este indicador, más elástica será la goma.

El ángulo de deflexión se establece de la siguiente manera. Se fija una probeta de 6 mm de espesor al yunque. Cuando se presiona ua, la palanca libera el péndulo que cae sobre la muestra. Bajo la influencia de la elasticidad de la muestra, el péndulo rebota y el ángulo de deflexión se cuenta a lo largo de la flecha de la escala.

Higo. 7. Esquema de la máquina de ensayo de tracción: 1 - sector móvil; g - muestra de caucho; 3 - regla de medición; 4 - tornillo sin fin, 5 - tornillo sin fin; 6 - marcas de sujeción

El caucho para reparación de neumáticos, excepto el caucho adhesivo, se suministra en forma de hojas enrolladas en un rollo con un revestimiento de percal o celofán sobre rodillos de madera o cartón. Cada rollo debe estar etiquetado con los datos adecuados.

La goma de la banda de rodadura tiene un grosor de 2 ± 0,2 mm y está diseñada para rellenar las secciones de la banda de rodadura y de las paredes laterales cortadas durante las reparaciones.

El caucho de capa intermedia con un grosor de 0,9 ± 0,1 mm está diseñado para revestir áreas recortadas de neumáticos, parches y puños para conectarlos mejor al neumático.

El caucho de la cámara se utiliza para la fabricación de parches para la reparación de cámaras, resistente al calor, para la fabricación de cámaras de cocción.

La goma adhesiva se suministra en piezas de 10 mm de espesor y está destinada a la fabricación de adhesivos.

Los cauchos adhesivos y de capa intermedia están hechos de caucho natural.

Al recibir la lámina de caucho, verifique su empaque, uniformidad de color, ausencia de inclusiones extrañas, rasgaduras, abolladuras, pliegues, inclusiones de caucho engomado, burbujas y otros defectos que empeoren el caucho como material para fines de reparación. Las almohadillas en rollos deben cubrir completamente la superficie del material enrollado sin arrugas, pliegues o distorsiones.

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