Kummi koostis ja selle tootmine

Kummi põhikomponent on kumm: selle sisaldus kummitoodetes on ligikaudu 50...60 massiprotsenti. Kummis on molekulid pikad niidid, mis on keerdunud pallideks ja põimunud üksteisega. See kummi struktuur määrab selle peamise omaduse - elastsuse. Kummi venitamisel sirguvad selle molekulid järk-järgult, naasevad pärast koormuse eemaldamist oma eelmisesse olekusse. Kui venitus on aga liiga suur, nihkuvad molekulid üksteise suhtes pöördumatult ja kumm rebeneb.

Alguses kasutati kummitoodetes ainult looduslikku kautšuki, mis saadi kummipuu - Brasiilia Hevea - piimjas mahlast (lateksist). 1932. aastal sünteesiti meie riigis esimest korda maailmas sünteetilist kummi, millest sai peagi kummitoodete valmistamise peamine tooraine. Praegu toodetakse selleks kümneid sorte sünteetilisi kummikuid.

Enim kasutatavad on stüreenkummid C KMC (butadieen-metüülstüreen) ja SKS (butadieen-stüreen). Need kummid on paremad kui looduslikud kummid. kulumiskindlus, kuid on sellest madalamad elastsuse, kuuma- ja külmakindluse poolest.

Rehvide tootmisel kasutatakse isopreen (SKI-3) ja butadieen (SKV) kumme. SKI-3 kumm on omadustelt lähedane looduslikule kummile, SKV kumm on väga kulumiskindel. Kloropreen (nairit) ja nitriil (SKN) kummid on hea õli- ja bensiinikindlusega. Nendest valmistatakse osi, mis puutuvad kokku naftatoodetega: voolikud, mansetid jne.

Torude ja tubeless rehvide tihenduskihi valmistamisel kasutatakse butüülkummi, mida iseloomustab kõrge gaasi mitteläbilaskvus.

Looduslik või sünteetiline kautšuk on kummisegu ehk “toores” kummi alus, mis ise oma madala tugevuse tõttu leiab piiratud kasutust - peamiselt liimide ja tihendite valmistamisel. Kummide tugevuse suurendamiseks kasutatakse vulkaniseerimisprotsessi - kummimolekulide keemilist sidumist väävliaatomitega. Vulkaniseerimisprotsessi ajal, mis toimub temperatuuril 130 ... 140 ° C, ühinevad väävlimolekulid lineaarsete kummimolekulidega, moodustades nende vahel sildu (joonis 59). Tulemuseks on vulkaniseeritud kumm, mis on elastne materjal.

Vulkaniseerimisel kasutatava väävli koguse määrab materjali tugevus- ja elastsusnõuded. Väävli kontsentratsiooni suurenedes suureneb kummi tugevus, kuid samal ajal väheneb selle elastsus. Seetõttu on autokummide ja -rehvide valmistamiseks mõeldud kummides väävli lisamine piiratud 1...3%-ga kogu kummisisaldusest. Väävlisisaldusega 40...60% muutub kumm kõva materjal- eboniit.

Kummi, eriti rehvide tootmiseks mõeldud kummi vajaliku tugevuse ja kulumiskindluse tagamiseks kasutatakse täiteaineid. Peamiseks täiteaineks on tahm, milleks on pulbristatud süsinik osakeste suurusega 0,03...0,25 mikronit. Kaasaegsed kummid sisaldavad märkimisväärses koguses tahma - 30–70% sisalduva kummi suhtes. Tahma kasutuselevõtuga suureneb kummi tugevus enam kui suurusjärgu võrra. Värvilise kummi tootmiseks kasutatakse nn valget tahma (ränidioksiid ja muud tooted). Koos tahmaga kasutatakse kummisegu mahu suurendamiseks mitteaktiivseid täiteaineid selle omadusi halvendamata (ammendatud kriit, asbestijahu jne).

Riis. 1. Vulkaniseeritud kummi struktuur

Kummisegu komponentide segamise hõlbustamiseks lisatakse sellesse plastifikaatoreid või pehmendajaid - tavaliselt vedelaid või tahkeid naftasaadusi. Vananemisprotsessi pidurdamiseks, samuti kummi vastupidavuse suurendamiseks korduvate deformatsioonide korral lisatakse antioksüdante. Antioksüdantidena kasutatakse spetsiaalseid kemikaale, mis seovad kummi sisse tungivat hapnikku. Selliste ainetena kasutatakse Neozone D ja Santoflex A. Vulkaniseerimise kiirendamiseks kasutatakse kiirendavaid lisandeid. Poorse käsnkummi tootmine saavutatakse spetsiaalsete poore moodustavate ainete abil.

Mitmete kummitoodete (autorehvid, veorihmad, kõrgsurvevoolikud jne) tugevuse suurendamiseks tugevdatakse kummi kanga- või metallitugevdusega. Näiteks ühe olulisema ja kallima toote – autorehvide – valmistamisel kasutatakse polüamiidi (nailon), viskoosi või metallnööre.

Pealava tehnoloogiline protsess kummipreparaat on segamine, mis tagab kõigi kummis sisalduvate koostisosade täieliku ja ühtlase jaotumise ( komponendid), mille arv võib ulatuda kuni 15-ni. Segamine toimub kummisegistites, tavaliselt kahes etapis. Esiteks valmistatakse abisegu ilma väävli ja kiirenditeta, seejärel lisatakse teises etapis väävel ja kiirendid. Saadud kummisegusid kasutatakse asjakohaste osade valmistamiseks ja juhtme kummeerimiseks. Viimasel juhul tuleb nööri ja kummi piisava sidetugevuse tagamiseks nöör immutada lateksi ja vaiguga. Viimaseks operatsiooniks on vulkaniseerimine, mille järel on kummitoode kasutamiseks sobiv.

Segu vastupidava elastse materjali saamiseks nimetatakse toorkummiks. Pärast kuumtöötlus kummi molekulaarsed sidemed muutuvad, moodustades plastifikaatoritega sulami. Vulkaniseerimist saab teha oma kätega kodus ja teha väikese osa kummist või lihtsalt tihendada ratta sisekummi auk või parandada nõlvadel lõikeid. Müügil on lihtsad seadmed eratöökodadele, kus nad valmistavad oma kätega toorkummi.

Looduslik kumm

Kummipuude mahla kasutasid aborigeenid laialdaselt veekindlate jalatsite valmistamiseks, paatide katmiseks, onnide vihma eest kaitsmiseks ja muude probleemide lahendamiseks. igapäevased probleemid. Nad ammutavad seda kummitaimedest sarnaselt kevadise kasemahla kogumisega. Polüisopreen, süsivesik, mis moodustab suurema osa looduslikust lateksist, ühineb kuumuses hapnikuga ja muutub aja jooksul rabedaks. Pärast kuumutamist muutuvad molekulaarsed sidemed stabiilseks ja aine ei reageeri isegi happelistele lahustele.

Kummi väärtus tehniliste omaduste põhjal:

• kõrge kulumiskindlus;
• head soojusisolatsiooni omadused;
• ei lahustu vees ja enamikus agressiivsetes vedelikes;
• plastist;
• elastsus.

Plastifikaatorite ja jõeliiva lisamine võimaldab teil luua kavandatud omaduste ja värviga materjali. Toorkumm muudetakse tooteks, mis säilitab oma kuju pikka aega vulkaniseerimise teel - kuumutades rõhu all temperatuurini 150 kraadi.

Toorkummi komponendid

Looduslik ja sünteetiline kautšuk muutub 50 kraadini kuumutamisel pehmeks massiks, mis seguneb hästi teiste komponentidega:

• hall;
• gaasitahm;
• liiv (ränidioksiid);
• õlid;
• vaigud;
• värvained;
• pehmendid;
• kiirendid.

Komponentide koostis varieerub ja sõltub sellest, millistel omadustel peab olema saadud toorkummi. Väävel on osa molekulaarsetest ühenditest ja sellest sõltub kummi kõvadus. Kiirendid vähendavad vulkaniseerimisaega. Tahm ja õli annavad plastilisuse lõpetatud toode. Liiv ja muud orgaanilised ained muudavad selle kõvemaks, vähendavad hõõrdumist ja suurendavad rebenemisjõudu.

Kummi tüübid

Kõvaduse järgi on kolm peamist rühma:

• pehme - lateks;
• keskmine;
• kõva - eboniit.

Looduslikul komponendil on parimad jõudlusomadused, mistõttu autorehvid on valmistatud looduslikust kummist. Väikeettevõtetes kasutatakse kummitootmises odavamat sünteetilist materjali.

Lateksist valmistatakse kindaid, mänguasju, erinevaid isoleermaterjale, veekindlaid rõivaid, kingataldu. Keskmise tihedusega kummi kasutatakse laialdaselt igapäevaelus ja tootmises. Need on kõikvõimalikud tihendid kraanides, matid, autode haakeseadised ja mehhanismid. Eboniidist valmistatakse osi, mis nõuavad suurt kõvadust ja kulumiskindlust. Need on laagrite, rataste, pukside elemendid.

Kummi tootmine

Toorkummi valmistamisel on kolm peamist muutumatut etappi. Juhised ja tehnoloogia on lihtsad, nõuavad lihtsat varustust. Järgmisi toiminguid teostatakse:

• kummiküte;
• segamine lisanditega;
• vormimine

Looduslik kautšuk muutub pärast mõnda aega seismist ja käärimist paksuks viskoosseks massiks. Kunstlik toodetakse kohe sellisel kujul. Enne kasutamist sõtkutakse nagu tainast ja kuumutatakse 50 kraadini. Selles olekus kaotab see oma elastsuse, muutub painduvaks ja pehmeks ning on võimeline segunema teiste ainetega.

Tulevase kummi komponendid valatakse segamiseks kruvimasinasse. Proportsioonid ja lisandid võetakse sõltuvalt kavandatud omadustest. Kõik toodetud toorkummi klassid on standarditud ja iga materjali kogus on märgitud protsentides. Jääb vaid ümber arvutada olemasoleva kummi massi suhtes.

Saadud homogeenne mass jääb kuumutatuks, kuna temperatuuri vabanemisel tekib hõõrdumine masinaosa vastu ja osakesed üksteise vastu. Protsessi tulemusena moodustub toorkumm. See on vormitud kindlaksmääratud suurusega ribadeks (harvemini nööriks) ja pakitud polüetüleeni vahele.

Kummitoodete valmistamine

Toodete valmistamiseks asetatakse toormass pärast segamist spetsiaalsetesse vormidesse, tekitatakse rõhk ja kuumutatakse 135-150 kraadini. Protsessi nimetatakse vulkaniseerimiseks. Väikeste osade jaoks on need suletud stantsid. Selliseid tooteid nagu vaibad saab lasta läbi kuumade vormitud pinnaga trumlite.

Pikaajalisel kõrgel temperatuuril kokku puutudes kumm kuivab ja muutub rabedaks. Seetõttu lisatakse kompositsiooni väävlit ja muid kiirendeid, mis võivad vulkaniseerimisprotsessi oluliselt vähendada.

Kodune toorkummi tootmine

Kummi, eriti kunstkummi sõtkumiseks on vaja palju vaeva näha. Inimesel ei jätku jõudu, et seda kätega nagu tainast sõtkuda. Selleks valmistatakse spetsiaalne seade. Lisanditega segamine on töömahukas ja aeganõudev protsess. Erineva dispersiooni, erikaalu ja füüsikalise olekuga ained tuleb muuta homogeenseks massiks.

Toorkummi valmistad ise kruvivõllidega masinas. Kruvi eendid jahvatavad kõik, mis anumasse pannakse ja segavad. Tootmiskiirus sõltub võllide arvust. Tavaliselt on ta kodus üksi ja segu soovitud olekusse viimine võtab palju aega.

Lehtedeks ja ribadeks vormimiseks piisab kahest võllist, millest üks liigub, muutes vahe suurust ja seega ka valmis toorkummi paksust. Mass asetatakse säilituspaaki ja läheb vormimisele. Deformeerumisel see jahtub ja kaotab voolamisvõime, muutudes tõmbuvaks.

Koduse töökoja varustust saab osta poest või valmistada iseseisvalt. Proovideks võtta köögis olemasolev tehnika. Mootor sobib katkisest pesumasinast või muust masinast. Autode rihmad ja rihmarattad.

Toorkumm: pealekandmine

Kodus kasutatakse kummi laialdaselt kummitoodete parandamiseks. Need on jalgrataste ja autode rehvid ja torud, jalanõud. Vulkaniseerimise abil luuakse kraanide ja erinevate väikeste osade tihendid.

Torgatud rataste plaastrite jaoks kasutatakse kõige sagedamini toorkummi lehti. Kasutusjuhend:

1. Puhastage lõikekoha kambri servad liivapaberiga nii, et nende otsad ei puutuks kokku. Lõika ära rebenenud eendid.
2. Lõikepiirkond rasvatustatakse ja töödeldakse viiliga.
3. Toorkummist lõigatakse plaaster ja kantakse kaamerale.
4. See kinnitatakse klambriga ja kuumutatakse.

Kütmiseks kasutatakse valmis vulkanisaatorit, kuid saate seda ise teha. Millal tööstuspaigaldisühe millimeetri paksust tuleks kuumutada 4 minutit. Isetehtud seadmes pikeneb aeg 10 minutini, see määratakse praktilisel viisil täpsemalt.

Vulkaniseerimisseadme valmistamine

Omatehtud vulkanisaatorid jagunevad elektri- ja bensiinimootoriteks. Need on valmistatud osadest, mis on oma kasutusea ära teeninud. Peamised sõlmed:

• fikseeritud laud;
• kütteelement;
• klamber.

Lihtsaim elektrimudel on valmistatud vanast rauast, millel on töötav mähis. Sellel valikul on regulaator, mis tähendab, et see on mugavam kui teised. Tööpind on tald. Parem on käepide eemaldada, triikraud ümber pöörata ja paigaldada paksust lehest valmistatud kronsteinile. Parandatav ese asetatakse peale ja kinnitatakse klambriga.

Bensiiniversiooni puhul on mugav kasutada mootori kolvi. Sellesse valatakse bensiin ja pannakse põlema. Kontrollimiseks asetage plaastrile paber. Kummi jaoks kriitilisel temperatuuril hakkab see kollaseks muutuma.

Masinaehituses kasutatakse sageli kummi – keerulist segu, mille põhikomponendiks on kumm. Kummil on kõrge elastsus, mis on kombineeritud mitmete muude oluliste tehniliste omadustega: kõrge rebenemis- ja kulumiskindlus, gaasi- ja veekindlus, keemiline vastupidavus, kõrged elektriisolatsiooniomadused ja madal erikaal. Kummi miinusteks on madal kuumuskindlus ja madal vastupidavus mineraalõlidele (välja arvatud spetsiaalne õlikindel kumm).

Kummi pealekandmine. Kummitooteid kasutatakse laialdaselt kõigis tööstusharudes Rahvamajandus. Kummitoodete valik hõlmab praegu kümneid tuhandeid esemeid. Kummi peamine kasutusala on rehvide tootmine.

Lisaks rehvidele on autos ca 200 erinevat kummidetaili: voolikud, rihmad, tihendid, puksid, liitmikud, puhvrid, membraanid, mansetid jne.

Kummil on kõrged elektriisolatsiooniomadused, seetõttu kasutatakse seda laialdaselt kaablite, juhtmete, magneto, kaitsevahendite – kinnaste, kalosside, vaipade – isoleerimiseks.

Kummi koostis. Kummi koostis sisaldab kummi, regenereeritud kummi, vulkaniseerivaid aineid, vulkaniseerimise kiirendajaid, täiteaineid, pehmendajaid, antioksüdante ja värvaineid. Looduslik ja sünteetiline kautšuk on kummitoodete tootmise peamine tooraine. Praegu toodetakse kummimaterjale peamiselt sünteetilisest kummist, mida ekstraheeritakse etüülalkoholist, naftast, maagaas ja muud ained.

Regenereerida - plastmaterjal, mis on saadud vanade kummitoodete ja kummi tootmisjäätmete töötlemisel. Reklamatsiooni kasutamine vähendab kummisisaldust kummisegus, vähendab kummitoodete maksumust ja suurendab mõnevõrra nende plastilisust.

Peamine vulkaniseeriv aine on väävel. Muutes väävli kogust kummiühendites, on võimalik saada erineva elastsusastmega kummi. Kummi keemiliseks ühendamiseks väävliga kuumutamisel nimetatakse protsessi vulkaniseerimine. Elastse kummi tootmisel lisatakse väävlit koguses 1-4% kummi massist. Kumm, mis sisaldab 25-35% väävlit, on kõva materjal, mida nimetatakse kõvaks kummiks. Vulkaniseerimise kestuse ja temperatuuri vähendamiseks lisatakse väikestes kogustes (0,5-2,5%) kiirendeid (kaptaks, pliioksiid jne).

Täiteained On aktiivseid, mitteaktiivseid ja erilisi. Aktiivsete täiteainete (võimendajate) hulka kuuluvad tahm, tsinkvalge, kaoliin ja muud kummi mehaanilisi omadusi (tõmbetugevust ja kulumiskindlust) suurendavad ained. Tahm on peamine täiteaine kõrge kulumiskindlusega vastupidava kummi tootmisel. Mitteaktiivsete täiteainete hulka kuuluvad talk, kriit, infusioonimuld jne. Neid võetakse kasutusele kummi mahu suurendamiseks ja selle maksumuse vähendamiseks. Spetsiaalsete täiteainete hulka kuuluvad kaoliin ja asbest, mis annavad kummile keemilise vastupidavuse, ja kobediatomiit, mis suurendab kummi elektriisolatsiooni omadusi.

Pehmendajad(plastifikaatorid) annavad kummisegule pehmuse, plastilisuse ja hõlbustavad selle töötlemist.

Antioksüdandid- Need on ained, mis kaitsevad kummi vananemise eest.

Peamised kummiliigid. Armeeritud kummi nimetatakse kummiks, mille sisse on tugevuse ja painduvuse suurendamiseks sisestatud metallvõrgust või spiraalist valmistatud tihendid, mis on eriti oluline selliste toodete puhul nagu autorehvid, veorihmad, konveierilindid, torustikud jne. see asetatakse kummisegusse messingikihiga kaetud ja liimiga kaetud metallvõrk ning samaaegselt pressitakse ja vulkaniseeritakse.

Poorilised kummid, lähtudes pooride olemusest ja tootmisviisist, jagunevad käsnjasteks – suurte avatud pooridega, homogeenseteks rakulisteks – suletud pooridega ja mikropoorseteks. Nende valmistamise meetod põhineb kummi võimel imada gaase ja purkide difusiooni läbi kummi. Poorset kummi kasutatakse amortisaatorite, istmete, aknatihendite ja rehvide turvisekihtide valmistamisel.

Kõvakumm ehk eboniit on tumepruuni või punase värvusega, kuumakindlusega 50–90 °C ja talub kõrget läbilöögipinget (25–60 kV/min).

Eboniit kasutatakse konstruktsiooniosade, mõõteriistade ja erinevate elektriseadmete valmistamiseks ning tarnitakse selleks otstarbeks kahe klassi plaatide, varraste ja torude kujul: A ja B. Lisaks eboniidist aku monoplokid, separaatorid (kujul siledad ja soonilised plaadid) ja erinevad osad leelispatareidele.

Kumm, selle omadused ja kvaliteeti iseloomustavad näitajad

Tänu oma suurele elastsusele (elastsusele), võime neelata vibratsiooni ja löökkoormust, madal soojus- ja helijuhtivus, hea mehaaniline tugevus, kõrge kulumiskindlus, venivus, hea elektriisolatsioon, gaasi- ja veekindlus, vastupidavus paljudele agressiivsetele keskkondadele, kergus , odav ja teised Tänu oma omadustele on kumm mõnel juhul asendamatu materjal autoosade jaoks.

See loetletud omaduste kombinatsioon on iseloomulik ainult kummile ja muudab selle ainulaadseks materjaliks, mille puhul hinnatakse enim kõrget elastsust, st võimet taastada oma algne kuju pärast deformatsiooni põhjustanud jõudude lakkamist.

Kummi kasutatakse mootorialuste, voolikute, jahutussüsteemide, toite-, määrimis-, kütte-, ventilatsiooni-, ventilaatori-, generaatori-, kompressori- ja veepumbarihmade, kere- ja salongitihendite, vedrupukside ja muude vedrustusosade, mansettide, voolikute, katete valmistamiseks. , membraanpidurisüsteem, õhkvedrustuse osad, esi- ja tagavedrustuse heliisolatsioonielemendid, vedrustuse käigu piirajad, amortisaatorid ja puksid, rataste porilapid, salongi ja kere põrandamatid jne. autol olev kumm on mõeldud rehvide valmistamiseks.

Kummist osade kasutamine auto disainis võimaldas seda täiustada esitus ja eelkõige vähendada oma kaalu tänu vähenenud löökkoormusele ja vibratsioonile, vähendada müra tungimist auto keresse, suurendada sõidukiirust ja parandada sõidumugavust.

Kummist tihendusdetailide kasutamine võimaldab ka lihtsustada ja vähendada autode tootmist, kuna kere- ja salongiosi saab toota ja kokku panna väiksemate tolerantsidega.

Kummi koostis. Kummi saadakse kummisegu vulkaniseerimisel. Kummisegu koostis sisaldab järgmisi koostisosi: kumm, vulkaniseerivad ained, vulkaniseerimise kiirendajad, aktivaatorid, vananemisvastased ained, aktiivsed täiteained või võimendajad, mitteaktiivsed täiteained, värvained, pehmendid, eriotstarbelised koostisosad.

Olenevalt otstarbest võib kumm sisaldada ainult osa loetletud koostisainetest, kuid selle koostis sisaldab alati kummi ja vulkaniseerivat ainet.

Kumm. Kumm on kummisegu aluseks ja määrab kummi kvaliteedi. Rehvide kummisegudes on kummisisaldus ligikaudu 50-60% (massi järgi). Rehvitehased kasutada üle 60% riigis toodetud kummist. Kumm jaguneb looduslikuks (NK) ja sünteetiliseks (SC).

Looduslikku kautšuki ekstraheeritakse peamiselt Hevea kummipuu piimjas mahlast (lateksist), mis sisaldab seda kuni 40%. Tuntud on ka juurtes lateksit sisaldavaid kummikandvaid taimi (kok-sagyz, tau-sagyz). Kummi isoleerimiseks töödeldakse lateksit äädik- või muu madala dissotsiatsiooniga happega, mille mõjul kummiosakesed koaguleeruvad (lateks koaguleerub) ja on kergesti eraldatavad.

Kummi venitamisel selle molekulid sirguvad, orienteerudes tõmbejõu suunas, ja kui koormus eemaldatakse sisemise soojusliikumise mõjul, naasevad nad endisesse olekusse.

Kriitilise koormuse korral tekib rebenemine molekulide üksteise suhtes nihkumise tõttu.

Loodusliku kautšuki kõrge elastsuse määrab molekulide struktuuri iseloom, korrapärasus ja molekulidevaheliste jõudude mõju.

Kumm siseneb oma küllastumata keemilise olemuse tõttu kergesti keemilistesse reaktsioonidesse hapniku, vesiniku, halogeenide, väävli ja muude elementidega. Nii lõhub hapnik ja eriti osoon juba toatemperatuuril kummimolekulidesse tungides need väiksemateks ning kumm muutub hävimisel rabedaks ja kaotab oma väärtuslikud omadused.

Lisaks kõrgele elastsusele on looduslikul kautšukil piisav tugevus, nakkuvus, madal soojuse teke ja muud positiivsed omadused. Kuid juba 20ndate lõpus tekkis kõikjal maailmas ja eriti kõrgelt arenenud riikides, kus loodusliku kautšuki allikad puudusid, vajadus asendada see sünteetilise tootega. Sellel on mitu põhjust: nappus, kõrge hind, sõltuvus loodusliku kautšuki impordist.

1931. aastal hakati meie riigis esimest korda maailmas sünteetilist kummi tootma tööstuslikud tingimused vastavalt akadeemiku pakutud meetodile. S. V. Lebedev. Saksamaa lahendas selle probleemi alles 1937. aastal ja USA - 1942. aastal. Praegu on NSV Liidus looduslik kautšuk piiratud kasutusega ja peamiselt kasutatakse sünteetilist kummi. Selle osakaal näiteks rehvitootmises on umbes 85% ja kasvab aasta-aastalt. Looduslikku kummi kasutatakse kõige sagedamini ainult rehvide üksikute osade valmistamiseks või kasutatakse seda kummisegu lisandina.

Kodune keemiatööstus toodab kümneid sorte sünteetilisi kummisid, kasutades peamiselt kõige ökonoomsemat naftatoorainet. See võimaldab saada odavaid kummisid, kuna tooraine ja abimaterjalide kulud kummi tootmisel moodustavad 65% nende maksumusest.

Riis. 1. Kummi molekuli skeem

Valmistatud sünteetiliste kummide sordid eristuvad mehaanilise tugevuse, keemilise vastupidavuse, kulumiskindluse, gaasi mitteläbilaskvuse, kuumakindluse ja muude omaduste poolest. Kõigi nende omaduste poolest on mõned sünteetilised kummid looduslikust kautšukist paremad, kuid pikka aega jäid nad elastsusest alla. Samal ajal sõltub kummis tekkiva molekulidevahelise hõõrdumise suurus deformatsiooni ajal ja selle kuumenemise aste elastsusest, mis on rehvikummi jaoks väga oluline.

Metüülstüreenbutadieen (SBS) ja butadieenstüreen (SKS) kummid on kulumiskindluse, termilise, osooni- ja loodusliku vananemiskindluse, auru- ja veekindluse poolest paremad kui looduslikud kummid. Samal ajal on need elastsete omaduste, kuumakindluse, nakkuvuse ja külmakindluse poolest madalamad kui looduslikud. Mõned neist kummidest on toodetud õliga täidetud. Need sisaldavad ligikaudu 15-30% mineraalõli (nafta), mis vähendab nende soojuse teket (15-20% võrra) korduvate deformatsioonide korral (eriti oluline rehvide puhul) ja vähendab kummi maksumust koos muude, eriti tehnoloogiliste näitajate mõningase tõusuga. ühed.

Oluliseks verstapostiks sünteetiliste kummide tootmisel oli stereoregulaarse isopreenkummi (SKI - 3) ja butadieenkummi (SKD) sünteesi arendamine tööstusharu poolt. Stereoregulaarsete kummide saamiseks kasutatakse eriti keemiliselt puhtaid lähteaineid ja spetsiaalseid katalüsaatoreid. Nende kummide tööstuslik tootmine algas vastavalt 1964. ja 1965. aastal.

SKI-3 kummil on loodusliku kummiga sarnane molekulaarstruktuur ja see on oma omaduste poolest sellele väga lähedane. Sellel on head tehnoloogilised omadused, sealhulgas kõrge nakkuvus. Loodusliku asemel kasutatakse SKI-3. Näiteks valmistatakse sellest igat tüüpi rehvide kaitsekummi.

SKD kumm ei jää oma elastsuse poolest alla looduslikule kummile ja ületab seda kulumiskindluse poolest. Sellel on madal mehaaniliste kadude koefitsient ja madal soojuse teke, hea kuuma- ja külmakindlus. Need omadused on väga väärtuslikud, kui neid kasutatakse rehvide, sealhulgas külma- ja kuumakindlate rehvide tootmisel. SKD mehaaniline tugevus on veidi madalam kui looduslikul kummil.

Riis. 2. Looduslike ja sünteetiliste kummide tootmise kasv

SKD peamine omadus on selle madal kleepuvus. Seda arvesse võttes kasutatakse rehvide tootmisel SKD segu SKI-Z-ga, samuti stüreen-butadieen- ja butadpeen-metüülstüreenkummidega. Stereoregulaarsete kummide SKD ja SKI-3 kasutamine võimaldab pikendada rehvide kasutusiga 20-30%. Kulumiskindla SKD olemasolu mõjub eriti soodsalt turvisemummi puhul, kus selle sisaldus (kuni 40-50%) suurendab kulumiskindlust 30-40% võrreldes loodusliku kummiga. Kummide tugevuse, elastsuse ja kulumiskindlate omaduste omadused on näidatud joonisel fig. 69.

Stereoregulaarsed sünteetilised kummid SKI-3 ja SKD on paljulubavad.

Lisaks määratud kummidele Üldine otstarve, naastude ja kummist autoosade valmistamisel kasutatakse muid kumme, nn eriotstarbelisi.

Butüülkummi iseloomustab kõrge gaasi mitteläbilaskvus ja vastupidavus hapnikule, osoonile ja muudele agressiivsetele keskkondadele. Seda kasutatakse torudeta rehvide torude ja tihenduskihi valmistamiseks.

Kloropreenkummi (nairit) ja butadieennitriilkummi iseloomustab suurenenud õli- ja gaasikindlus. Nendest valmistatakse osi, mis puutuvad kokku õlide, kütuste ja muude lahustitega, nagu määrdesüsteemi voolikud, hüdraulilise piduriajami mansetid ja kolvid jne.

Silikoonkummidel (SKT) on kõrge temperatuuritaluvus ja osoonikindlus. Nendest valmistatud tooteid saab kasutada vahemikus -90 kuni +300 °C.

Toodetakse ka külmakindlaid kummikuid, näiteks metüülstüreenbutadieen SKMS - 1 0, mis on selle näitaja poolest looduslikust kummist paremad.

Kuid ei looduslikel ega sünteetilistel kummidel pole kummilt nõutavaid omadusi. Kui temperatuur langeb, muutub kumm hapraks, kuumutamisel kaotab see elastsuse ja muutub plastiliseks, hapraks materjaliks, mis lahustub kergesti naftatoodetes. Seetõttu segatakse kumm teiste koostisosadega ja allutatakse vulkaniseerimisele, mille tulemusena omandab see elastsuse, tugevuse, naftatoodetes lahustumatuse, temperatuurikindluse, kulumiskindluse ja muud väärtuslikud omadused.

Riis. 3. Looduslike ja sünteetiliste kummide omaduste omadused: NI - looduslik kautšuk; SKI-3 - sünteetiline isopreen; SKD - sünteetiline divinüül; SIMS – sünteetiline buta-dieen-metüülstüreen (CKMC-30-APMK-15)

Rehvikummi peamine vulkaniseeriv aine on väävel. Selle sisaldus kummisegus on 15–4% kummi massist.

Vulkaniseerimine väävli abil seisneb kummisegu kuumutamises teatud temperatuurini ja selle hoidmises sellel temperatuuril piisava aja, et väävliaatomid saaksid mõnes kaksiksideme kohas kummimolekule ühendada, moodustades kummi - materjali, millel on väävli aatomid. ruumiline molekulaarstruktuur, millel on uued omadused.kummi omadest erinevad omadused. On kindlaks tehtud, et vulkaniseerimisel toimuvad ka muud kummi reaktsioonid koostisosade ja õhuhapnikuga.

Väävel interakteerub ainult kummidega, mis on küllastumata polümeerid, mis hõlmavad looduslikke ja kõiki dieeni (diolefiin) süsivesinike baasil saadud sünteetilisi kautšuke. Kummi kõvadus sõltub väävli kogusest. Kui kummi väävlisisaldus on 40–60 massiprotsenti, muutub see zbonpt-ks – ülikõvaks materjaliks, mida saab töödelda lõikamise teel.

Ristkeemilised sidemed kummimolekulide vahel võivad olla tingitud mitte ainult väävlist, vaid ka üksikute ahelate süsinikuaatomite hapniku- või valentskeemilistest sidemetest.

Mõnede kummide vulkaniseerimiseks kasutatakse fenoolformaldehüüdvaikusid, metallioksiide, bensoüülperoksiidi jm Tuntud on kummid (patriaat, nairiit jne), mis kuumutamisel ilma vulkaniseeriva aineta vulkaniseeruvad. Vulkaniseeritud kummi struktuuriskeem on näidatud joonisel fig. 4.

Kummisegu vulkaniseerimine toimub teatud aja jooksul ja seda saab läbi viia laias temperatuurivahemikus, alates normaalsest. Vulkaniseerimise kiirus sõltub kummisegu koostisest ja temperatuurist. Iga 10 °C temperatuuritõusu korral suureneb vulkaniseerimiskiirus ligikaudu 2 korda.

Vulkaniseerimistemperatuur peaks olema kõrgem kui väävli sulamistemperatuur ja madalam kui kummi sulamistemperatuur. Rehvikummi puhul on see tavaliselt 130-160 °C.

Optimaalne vulkaniseerimisaeg on vulkaniseerimise lühim kestus, mis tagab muudel tingimustel võrdsed tingimused vulkanisaadi (kummi) parimad füüsikalised, keemilised ja mehaanilised omadused.

Riis. 4. Vulkaniseeritud kummi struktuuri skeem

Vulkaniseerimisplaat on vulkaniseerimisperioodi kestus, mille jooksul säilivad optimaalse vulkaniseerimisega saavutatud kõrged füüsikalised ja mehaanilised omadused.

Kummi erinevad füüsikalis-keemilised ja mehaanilised omadused vulkaniseerimisprotsessi ajal muutuvad vastavalt individuaalsetele mustritele ja nende maksimaalsete väärtuste saavutamine ei lange ajaliselt kokku. Seetõttu määravad optimaalse vulkaniseerimise kõige olulisemad omadused, kõige sagedamini vulkanisaadi tõmbetugevuse muutus.

Vulkaniseerimise optimum ja vulkaniseerimise platoo sõltuvad vulkaniseerimistemperatuurist ja kummi koostisest. Soovitav on võimaluse korral madalama vulkaniseerimisoptimumi ja suurema vulkaniseerimisplatooga kummid. Esimene võimaldab vähendada vulkaniseerimisaega, teine ​​- vältida vulkaniseeritud paksuseinaliste kummitoodete välise ja sisemiste osade ülevulkaniseerimist, mis on tingitud kummi madalast soojusjuhtivusest ja seetõttu ebaühtlasest kuumenemisest.

Praktikas peatatakse vulkaniseerimine optimaalsest mõnevõrra varem, mis suurendab toodete vananemiskindlust. Teised kummisegu koostisosad on: vulkaniseerimiskiirendid, mis vähendavad vulkaniseerimisaega, suurendavad kummi füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi ning vananemiskindlust. Need on altax, captax, tiu-ram ja mõned muud, enamasti kõik orgaanilised ühendid koguses 1-2% kummi massist. Vulkaniseerimistemperatuur oleneb ka kiirendite olemusest; vulkaniseerimise aktivaatorid, mis aktiveerivad vulkaniseerimiskiirendite toimet ja lisaks suurendavad tõmbetugevust ja rebenemiskindlust.

Aktivaatoritena kasutatakse mõnede metallide oksiide, peamiselt tsinkoksiidi (tsinkvalge), kogustes kuni 5% kummi massist. Tsinkoksiid suurendab ka kummi soojusjuhtivust;
- aktiivsed täiteained (võimendid), mis parandavad kummi omadusi. Tahm suurendab enamiku sünteetiliste kummide baasil valmistatud kummide tõmbetugevust mitu korda (kuni 10) ja looduslikul kautšukil põhinevate kummide tõmbetugevust 20-30 korda . Samas vähendab tahm kummi elastsust ja halvendab kummisegude töödeldavust. Tahm tekib naftasaaduste ja maagaasi mittetäieliku põlemise tulemusena. Rehvikummi tahmasisaldus ületab mõnikord 50 kummisisaldus (massi järgi). Rehvi kogumassist on umbes 25% tahma. Jah, rehvid veoauto massiga 48 kg sisaldavad nad 13 kg tahma. Tahmad erinevad osakeste suuruse, arengu ja pinnakareduse ning pinna keemilise olemuse poolest. Parim vaade turvisemustad on tugevalt hajutatud ning murde- ja karkassikummide puhul madala hajutusega, kuid tugeva struktuuriga. Tugevdajatena kasutatakse lisaks tahmale kergeid täiteaineid: valge tahm (ränidioksiid), magneesiumoksiid, tsinkoksiid, magneesiumoksiid, kaoliin (valge portselansavi);
- mitteaktiivsed täiteained (näiteks pestud kriit, asbestijahu), mida kasutatakse 30–40% kummi massist, et suurendada kummisegu mahtu ja vähendada selle maksumust, ilma et põhilised tehnilised omadused märkimisväärselt halveneksid;
- antioksüdandid, mida lisatakse kummisegudele koguses 1-2% kummi massist, et aeglustada nn kummi vananemisprotsessi, s.t aeglustada selle füüsikalis-keemiliste omaduste halvenemist õhuhapniku mõjul. Vananemist soodustavad kuumus, päikesevalguse käes viibimine ja korduv painutamine töö ajal. Kummi vananedes tekivad selle pinnale praod, see muutub rabedaks ja vähem vastupidavaks ning kulub kergemini. Vananemine vähendab kummist osade kasutusiga, seega suureneb vananemiskindlus oluline kummist osade käitamise kulude vähendamiseks. See puudutab eelkõige Autorehvid, mis ühest küljest töötavad tingimustes, kus toimivad kõik vananemist kiirendavad tegurid, ja teisest küljest on kallid tooted;
- pehmendid või plastifikaatorid, mis soodustavad kummisegude komponentide, eelkõige aktiivsete ja mitteaktiivsete täiteainete paremat segunemist ning muudavad kummisegu plastilisemaks. Need hõlbustavad kummisegu valmistamist ja töötlemist. Kuid nende tegevus ületab sageli need piirid. Seega vähendavad pehmendid tavaliselt soojuse teket, suurendavad venivust, külmakindlust, väsimuskindlust, vähendavad kõvadust, suurendavad või vähendavad nakkuvust jne. Need omadused avalduvad erinevatel pehmenditel erinevalt. Enamasti kasutatakse pehmendajatena erinevate orgaaniliste ainete segusid, milleks on naftasaadused (kütteõli, tõrv, parafiin, tseresiin, mineraalõlid), kivisöetõrv, taimset päritolu tooted (taimeõlid, kampol, männivaik), rasvhapped. happed (steariinhape, oleiinhape), sünteetilised tooted (polüdieenid, estrid). Oluline on, et kummisegusse lisatud pehmendaja ei “higiks” kummidetaili pinnale, sest see halvendab kummi tehnilisi omadusi. Pehmendajate sisaldus kummisegus on väga erinev - 2 kuni 30% kummi massist. Suures koguses võib pehmendaja olla ka täiteaine. Mõnel juhul vähendavad pehmendid kummi maksumust;
- regenereerida, mida kasutatakse kummi osaliseks asendamiseks. See on spetsiaalselt töödeldud kumm vanarehvidest, torudest ja muudest toodetest. Regeneraadi kasutamine võimaldab vähendada kummitoodete maksumust ja eelkõige neid, millele ei ole liiga kõrged nõuded. tehnilised nõuded(veljeteibid, matid jne);
- värvained, mis värvivad heledaid kummisegusid sobivates värvides. Sel eesmärgil kasutatakse mineraalse ja orgaanilise päritoluga pigmente.

Riis. 5. Tõmbetugevuse sõltuvus vulkaniseerimise kestusest

Koostisosade ja nende kvantitatiivse vahekorra valikuga saadakse erinevatel eesmärkidel (turvis, raam, purustaja, toru, kleepuv, bensiinikindel, külmakindel, kuumakindel jne) kindlate väljendunud omadustega kumm.

Autotranspordiettevõtted kasutavad kummi remondimaterjalina rehvide parandamiseks. Selle kvaliteeti hinnatakse mitmete näitajatega.

Riis. 6. Shore'i kõvaduse tester: 1 - nõel; 2 - käik, 3 - käigukast; 4 - pea; 5 - vedru, 6 - indikaatornool

Kummi kõvadust mõõdetakse Shore'i kõvaduse testeri skaala tavalistes ühikutes, olenevalt nüri nõela katseproovi sukeldamise sügavusest.

Kummi hõõrdumine (cm3/kWh) määratakse proovimahu (cm3) kaoga hõõrdumisele kulutatud tööühiku (kWh) kohta.

Katsed tehakse spetsiaalsel masinal, kus kindla kujuga näidis pressitakse etteantud jõuga korundpaberiga nr 2/100 masina pöörlevale kettale.

Proov valmistatakse ette kindla kuju ja täpsete mõõtmetega viie 0,5 mm sügavuse ja 2 mm pikkuse lõikega, mis on üksteisest 2,5 mm kaugusel.

Elastsus m (elastsus) määratakse pendli elastsusemõõturil (joonis 74) pendli maksimaalse läbipaindenurga järgi pärast seda, kui see tabab uuritavat proovi. Kasutades saadud läbipaindenurga väärtusi, arvutusvalemit ja spetsiaalseid tabeleid, määratakse elastsus protsentides. Mida kõrgem on see indikaator, seda elastsem on kumm.

Läbipainde nurk seatakse järgmiselt. 6 mm paksune katseproov kinnitatakse alasile. Kangi vajutamisel vabastatakse pendel ja see kukub proovile. Proovi elastsuse mõjul põrkab pendel tagasi ja läbipaindenurk loetakse skaalal oleva noole abil.

Riis. 7. Tõmbekatse masina skeem: 1 - liikuv sektor; d - kummiproov; 3 - mõõtejoonlaud; 4 - tigukruvi, 5 - tigukruvi ajam; 6 - kinnitusmärgid

Rehvide parandamiseks mõeldud kummid, välja arvatud liim, tarnitakse lehtedena, mis on rullitud kalikooni või tsellofaani padjaga puidust või papist rullidel. Igal rullil peab olema vastavate andmetega silt.

Turvise kummi paksus on 2 ± 0,2 mm ja see on ette nähtud remondi käigus väljalõigatud rehvide turvise ja külgseinte piirkondade täitmiseks.

Kihivahekumm paksusega 0,9±0,1 mm on ette nähtud rehvide lõigatud osade, plaastrite ja mansettide vooderdamiseks, et neid paremini rehviga ühendada.

Torukummi kasutatakse plaastrite tegemiseks kambrite parandamisel, kuumuskindlast kummist keedukambrite valmistamisel.

Kleepkummi tarnitakse 10 mm paksuste tükkidena ja see on mõeldud liimi valmistamiseks.

Vahekihid ja kleepuvad kummid on valmistatud looduslikust kummist.

Lehekummi vastuvõtmisel kontrollige selle pakendit, värvi ühtlust, võõrkehade, rebendite, mõlkide, voltide, vulkaniseeritud kummi lisandite, mullide ja muude defektide puudumist, mis kahjustavad kummi kui remondimaterjali. Rullides olevad tihendid peavad täielikult katma valtsitud materjali pinna ilma kortsude, voltide ja moonutusteta.

TO Kategooria: - Autorehvid