Gumeni sastav i njegova proizvodnja

Glavna komponenta gume je guma: njen sadržaj u proizvodima od gume je približno 50 ... 60% težine. U gumi, molekule su duge niti upletene u kuglice i međusobno zapletene. Ova struktura gume određuje njezino glavno svojstvo - elastičnost. Kada se guma rasteže, njezine se molekule postupno ispravljaju, vraćajući se u svoje prethodno stanje nakon uklanjanja opterećenja. Međutim, ako je rastezanje preveliko, molekule se nepovratno pomiču jedna u odnosu na drugu i guma puca.

Isprva se u gumenim proizvodima koristio samo prirodni kaučuk, koji se dobivao iz mliječnog soka (lateksa) stabla kaučukovca - brazilske hevee. Godine 1932. u našoj je zemlji prvi put u svijetu sintetiziran sintetski kaučuk, koji je ubrzo postao glavna sirovina za izradu proizvoda od gume. Trenutno se u tu svrhu proizvode deseci vrsta sintetičkih guma.

Najviše se koriste stirol gume C KMC (butadien-metilstiren) i SKS (butadien-stiren). Ove gume su superiornije od prirodne gume. otpornost na habanje, ali su inferiorni od njega u elastičnosti, otpornosti na toplinu i smrzavanje.

U proizvodnji guma koriste se izopren (SKI-3) i butadien (SKV) gume. SKI-3 guma je po svojstvima bliska prirodnoj gumi, SKV guma je vrlo otporna na habanje. Kloropren (nairit) i nitril (SKN) gume imaju dobru otpornost na ulje i benzin. Koriste se za izradu dijelova koji dolaze u dodir s naftnim derivatima: crijeva, manžete itd.

U proizvodnji zračnica i brtvenog sloja guma bez zračnica koristi se butilna guma koju karakterizira visoka plinonepropusnost.

Prirodna ili sintetička guma čini osnovu gumene mješavine ili "sirove" gume, koja sama, zbog svoje male čvrstoće, nalazi ograničenu upotrebu - uglavnom za proizvodnju ljepila i brtvila. Za povećanje čvrstoće guma koristi se proces vulkanizacije - kemijskog povezivanja molekula gume s atomima sumpora. Tijekom procesa vulkanizacije, koji se odvija na temperaturi od 130 ... 140 ° C, molekule sumpora spajaju se s linearnim molekulama gume, tvoreći mostove između njih (slika 59). Rezultat je vulkanizirana guma, koja je elastičan materijal.

Količina sumpora koja se koristi tijekom vulkanizacije određena je zahtjevima čvrstoće i elastičnosti materijala. Povećanjem koncentracije sumpora povećava se čvrstoća gume, ali se istovremeno smanjuje njezina elastičnost. Stoga je u gumama namijenjenim za izradu automobilskih zračnica i guma dodatak sumpora ograničen na 1...3% ukupnog sadržaja gume. S udjelom sumpora od 40...60%, guma se pretvara u tvrdi materijal- ebonit.

Kako bi se osigurala potrebna čvrstoća i otpornost na habanje gume, posebno one namijenjene za izradu guma, koriste se punila. Glavno punilo je čađa, koja je ugljik u prahu s veličinama čestica od 0,03...0,25 mikrona. Moderne gume sadrže značajnu količinu čađe - od 30 do 70% u odnosu na sadržanu gumu. Uvođenjem čađe, čvrstoća gume se povećava za više od reda veličine. Za proizvodnju obojene gume koristi se tzv. bijela čađa (silika i drugi proizvodi). Zajedno s čađom, neaktivna punila koriste se za povećanje volumena gumene smjese bez pogoršanja njezinih svojstava (iscrpljena kreda, azbestno brašno itd.).

Riža. 1. Struktura vulkanizirane gume

Kako bi se olakšalo miješanje komponenti gumene smjese, u nju se uvode plastifikatori ili omekšivači - obično tekući ili čvrsti naftni proizvodi. Kako bi se usporio proces starenja, kao i povećala izdržljivost gume na opetovane deformacije, dodaju se antioksidansi. Kao antioksidansi koriste se posebne kemikalije koje vežu kisik koji prodire u gumu. Kao takve tvari koriste se Neozone D i Santoflex A. Za ubrzanje vulkanizacije koriste se dodaci ubrzivača. Proizvodnja porozne spužvaste gume postiže se korištenjem posebnih sredstava za stvaranje pora.

Za povećanje čvrstoće niza gumenih proizvoda (automobilske gume, pogonski remeni, visokotlačna crijeva itd.), guma se ojačava tkaninom ili metalnim ojačanjem. Na primjer, jedan od najvažnijih i najskupljih proizvoda - automobilske gume - koristi poliamid (najlon), viskozu ili metalnu užad.

Glavna pozornica tehnološki proces Priprema gume je miješanje, čime se osigurava potpuna i ravnomjerna raspodjela svih sadržanih sastojaka u gumi ( komponente), čiji broj može doseći i do 15. Miješanje se provodi u gumenim miješalicama, obično u dva stupnja. Najprije se priprema pomoćna smjesa bez sumpora i ubrzivača, a zatim se u drugoj fazi uvode sumpor i ubrzivači. Dobivene gumene smjese koriste se za izradu odgovarajućih dijelova i za gumiranje užeta. U potonjem slučaju, kako bi se osigurala dovoljna čvrstoća veze između užeta i gume, uže mora biti impregnirano lateksima i smolama. Završna operacija je vulkanizacija, nakon čega je gumeni proizvod pogodan za upotrebu.

Smjesa za dobivanje trajnog elastičnog materijala naziva se sirova guma. Nakon toplinska obrada molekularne veze gume se mijenjaju, tvoreći leguru s plastifikatorima. Možete napraviti vulkanizaciju vlastitim rukama kod kuće i napraviti mali dio od gume ili jednostavno zabrtviti rupu u zračnici bicikla ili popraviti posjekotine na padinama. U prodaji je jednostavna oprema za privatne radionice gdje vlastitim rukama proizvode sirovu gumu.

Prirodna guma

Sok kaučukovca naširoko su koristili Aboridžini za izradu vodootpornih cipela, pokrivanje čamaca, zaštitu koliba od kiše i rješavanje drugih problema. svakodnevnim problemima. Izvlače ga iz biljaka kaučuka na sličan način kao što sakupljaju sok breze u proljeće. Poliizopren, ugljikohidrat koji čini većinu prirodnog lateksa, spaja se s kisikom na toplini i s vremenom postaje krt. Nakon zagrijavanja, molekularne veze postaju stabilne, a tvar ne reagira čak ni na kisele otopine.

Vrijednost gume na temelju tehničkih karakteristika:

• visoka otpornost na abraziju;
• dobra svojstva toplinske izolacije;
• ne otapa se u vodi i većini agresivnih tekućina;
• plastika;
• elastičnost.

Dodavanje plastifikatora i riječnog pijeska omogućuje vam stvaranje materijala planiranih kvaliteta i boje. Sirova guma se vulkanizacijom - zagrijavanjem pod pritiskom do temperature od 150 stupnjeva pretvara u proizvod koji dugo zadržava svoj oblik.

Komponente sirove gume

Prirodna i sintetička guma, kada se zagrije na 50 stupnjeva, pretvara se u meku masu koja se dobro miješa s ostalim komponentama:

• siva;
• plinska čađa;
• pijesak (silicijev dioksid);
• ulja;
• smole;
• bojila;
• omekšivači;
• akceleratorima.

Sastav komponenti varira i ovisi o kvalitetama koje mora imati dobivena sirova guma. Sumpor je dio molekularnih spojeva, a o njemu ovisi tvrdoća gume. Akceleratori smanjuju vrijeme vulkanizacije. Čađa i ulje daju plastičnost gotov proizvod. Pijesak i druge organske tvari čine ga tvrđim, smanjuju abraziju i povećavaju silu kidanja.

Vrste gume

Na temelju tvrdoće postoje tri glavne skupine:

• meko - lateks;
• prosjek;
• tvrdi - ebonit.

Prirodna komponenta ima najbolje performanse, zbog čega su automobilske gume izrađene od prirodne gume. U malim poduzećima proizvodnja gume uključuje jeftinije sintetičke materijale.

Lateks se koristi za izradu rukavica, igračaka, raznih izolacijskih materijala, vodootporne odjeće i potplata za cipele. Guma srednje gustoće naširoko se koristi u svakodnevnom životu iu proizvodnji. To su sve vrste brtvila u slavinama, otiračima, spojkama u automobilima i mehanizmima. Ebonit se koristi za izradu dijelova koji zahtijevaju visoku tvrdoću i otpornost na abraziju. To su elementi ležajeva, kotača, čahura.

Proizvodnja gume

Postoje tri glavne nepromjenjive faze pri pripremi sirove gume. Upute i tehnologija su jednostavni, zahtijevaju jednostavnu opremu. Sljedeće se izvršava sekvencijalno:

• grijanje gume;
• miješanje s dodacima;
• kalupljenje

Prirodni kaučuk nakon nekog vremena stajanja i fermentacije prelazi u gustu viskoznu masu. Umjetni se odmah proizvodi u ovom obliku. Prije upotrebe mijesi se kao tijesto i zagrijava na 50 stupnjeva. U tom stanju gubi elastičnost, postaje savitljiv i mekan te se može miješati s drugim tvarima.

Komponente buduće gume ulijevaju se u pužni stroj za miješanje. Omjeri i dodaci se uzimaju ovisno o planiranim kvalitetama. Sve klase proizvedene sirove gume su standardizirane, a količina svakog materijala navedena je u postocima. Ostaje još samo preračunati u odnosu na raspoloživu masu gume.

Rezultirajuća homogena masa ostaje zagrijana, budući da se oslobađanjem temperature javlja trenje o strojni dio i čestice jedne o druge. Kao rezultat procesa nastaje sirova guma. Oblikuje se u trake određene veličine (rjeđe u konop) i pakira između polietilena.

Proizvodnja proizvoda od gume

Za izradu proizvoda, sirova masa se nakon miješanja stavlja u posebne kalupe, stvara se pritisak i zagrijava na 135-150 stupnjeva. Proces se naziva vulkanizacija. Za male dijelove ovo su zatvoreni kalupi. Proizvodi poput tepiha mogu se provući kroz vruće bubnjeve s oblikovanom površinom.

Dugotrajna izloženost visokim temperaturama guma se suši i postaje krta. Stoga se u sastav uvode sumpor i drugi ubrzivači, što može značajno smanjiti proces vulkanizacije.

Domaća proizvodnja sirove gume

Guma, posebno umjetna guma, zahtijeva mnogo truda da se gnječi. Čovjek nema dovoljno snage da ga mijesi rukama kao tijesto. Za to je napravljen poseban uređaj. Miješanje s dodacima je radno intenzivan i dugotrajan proces. Tvari različite disperzije, specifične težine i agregatnog stanja moraju se pretvoriti u homogenu masu.

Sami pripremate sirovu gumu u stroju s vijčanim vratilima. Izbočine za vijak samelju sve što se stavi u posudu i izmiješaju. Brzina proizvodnje ovisi o broju osovina. Obično je sam kod kuće, a potrebno je dosta vremena da se smjesa dovede u željeno stanje.

Za oblikovanje u listove i trake dovoljne su dvije osovine, od kojih se jedna pomiče, mijenjajući veličinu razmaka, a time i debljinu gotove sirove gume. Masa se stavlja u spremnik i ide na kalupljenje. Kada se deformira, hladi se i gubi sposobnost tečenja, postaje vlačna.

Oprema za kućnu radionicu može se kupiti u trgovini ili izraditi samostalno. Uzmite opremu dostupnu u kuhinji kao uzorke. Motor će stati iz pokvarene perilice rublja ili bilo kojeg drugog stroja. Automobilski remeni i remenice.

Sirova guma: primjena

Kod kuće se guma naširoko koristi za popravak gumenih proizvoda. To su gume i zračnice za bicikle i automobile, cipele. Vulkanizacijom se izrađuju brtve za slavine i razni sitni dijelovi.

Za zakrpe na probušenim kotačima najčešće se koriste sirove gumene ploče. Upute za korištenje:

1. Brusnim papirom očistite rubove komore na mjestu reza tako da im se krajevi ne dodiruju. Odrežite poderane izbočine.
2. Područje oko reza se odmašćuje i obrađuje turpijom.
3. Flaster je izrezan od sirove gume i postavljen na kameru.
4. Steže se stezaljkom i zagrijava.

Za grijanje se koristi gotov vulkanizer, ali možete ga sami izraditi. Kada industrijska instalacija jedan milimetar debljine treba zagrijavati 4 minute. U kućnom uređaju vrijeme se povećava na 10 minuta, točnije se određuje na praktičan način.

Izrada uređaja za vulkanizaciju

Domaći vulkanizeri dijele se na električne i benzinske. Izrađeni su od dijelova koji su odslužili svoj vijek trajanja. Glavni čvorovi:

• fiksni stol;
• grijaći element;
• Stezaljka.

Najjednostavniji električni model izrađen je od starog željeza koje ima radnu zavojnicu. Ova opcija ima regulator, što znači da je praktičnija od ostalih. Radna površina je potplat. Bolje je ukloniti ručku, okrenuti glačalo i postaviti ga na nosač od debelog lima. Predmet koji se popravlja postavlja se na vrh i steže stezaljkom.

Za verziju s benzinom prikladno je koristiti klip motora. U nju se ulije benzin i zapali. Za kontrolu, stavite papir na flaster. Počinje žutjeti na temperaturi kritičnoj za gumu.

U strojogradnji se često koristi guma - složena smjesa u kojoj je guma glavna komponenta. Guma ima visoku elastičnost, što je u kombinaciji s nizom drugih važnih tehničkih svojstava: visoka otpornost na trganje i habanje, otpornost na plin i vodu, kemijska otpornost, visoka električna izolacijska svojstva i niska specifična težina. Nedostaci gume uključuju nisku toplinsku otpornost i nisku otpornost na mineralna ulja (s iznimkom posebne gume otporne na ulja).

Primjena gume. Proizvodi od gume naširoko se koriste u svim industrijama Nacionalna ekonomija. Asortiman gumenih proizvoda trenutno broji desetke tisuća artikala. Glavna upotreba gume je u proizvodnji guma.

Osim guma, u automobilu postoji oko 200 različitih gumenih dijelova: crijeva, remeni, brtve, čahure, spojnice, odbojnici, membrane, manžete itd.

Guma ima visoka električna izolacijska svojstva, pa se naširoko koristi za izolaciju kabela, žica, magneta, zaštitne opreme - rukavica, galoša, tepiha.

Sastav gume. Sastav gume uključuje kaučuk, obnovljenu gumu, sredstva za vulkanizaciju, ubrzivače vulkanizacije, punila, omekšivače, antioksidanse i boje. Prirodna i sintetička guma glavna je sirovina za proizvodnju proizvoda od gume. Trenutno se gumeni materijali uglavnom proizvode od sintetičke gume, koja se ekstrahira iz etilnog alkohola, nafte, prirodni gas i druge tvari.

Regenerirati - plastični materijal, dobiven preradom starih gumenih proizvoda i otpadaka od proizvodnje gume. Upotrebom regenerata smanjuje se sadržaj gume u gumenoj smjesi, pojeftinjuju se gumeni proizvodi i blago povećava njihova plastičnost.

Glavno sredstvo za vulkanizaciju je sumpor. Promjenom količine sumpora u gumenim smjesama moguće je dobiti gumu različitih stupnjeva elastičnosti. Proces kemijskog spajanja gume sa sumporom kada se zagrijava naziva se vulkanizacija. Pri proizvodnji elastične gume, sumpor se unosi u količini od 1-4% težine gume. Guma, koja sadrži 25-35% sumpora, tvrdi je materijal koji se naziva tvrda guma. Da bi se smanjilo trajanje i temperatura vulkanizacije, u malim količinama (0,5-2,5%) uvode se akceleratori (captax, olovni oksid itd.).

Punila Postoje aktivni, neaktivni i posebni. Aktivna punila (poboljšivači) uključuju čađu, cink bjelilo, kaolin i druge tvari koje povećavaju mehanička svojstva gume (vlačna čvrstoća i otpornost na habanje). Čađa je glavno punilo za proizvodnju izdržljive gume visoke otpornosti na abraziju. Neaktivna punila uključuju talk, kredu, infuzorijsku zemlju itd. Uvode se kako bi se povećao volumen i smanjila cijena gume. Posebna punila uključuju kaolin i azbest, koji gumi daju kemijsku otpornost, i dijatomejsku zemlju, koja povećava električna izolacijska svojstva gume.

Omekšivači(plastifikatori) daju gumenoj smjesi mekoću, plastičnost i olakšavaju njenu obradu.

Antioksidansi- To su tvari koje štite gumu od starenja.

Glavne vrste gume. Armirana guma naziva se guma unutar koje su umetnute brtve od metalne mreže ili spirale radi povećanja čvrstoće i fleksibilnosti, što je posebno važno kod proizvoda kao što su automobilske gume, pogonski remeni, transportne trake, cjevovodi i sl. Kod pripreme Ona se stavlja u gumenu smjesu metalne mreže presvučene slojem mesinga i premazane ljepilom te se podvrgava istovremenom prešanju i vulkanizaciji.

Porozne gume, prema prirodi pora i načinu proizvodnje, dijele se na spužvaste - s velikim otvorenim porama, homogene stanične - sa zatvorenim porama i mikroporozne. Način njihove proizvodnje temelji se na sposobnosti gume da upija plinove i na difuziji limenki kroz gumu. Porozna guma koristi se u proizvodnji amortizera, sjedala, brtvi prozora i gaznih slojeva guma.

Tvrda guma, ili ebonit, ima tamno smeđu ili crvenu boju, toplinsku otpornost od 50 do 90 °C i može izdržati visoki probojni napon (25-60 kV/min).

Ebonit koristi se za izradu konstrukcijskih dijelova, mjernih instrumenata i razne električne opreme i isporučuje se za te svrhe u obliku ploča, šipki i cijevi dvaju razreda: A i B. Osim toga, monoblokovi ebonitnih baterija, separatori (u obliku glatke i rebraste ploče) i razni dijelovi za alkalne baterije.

Guma, njena svojstva i pokazatelji kvalitete

Zbog visoke elastičnosti (elastičnosti), sposobnosti apsorbiranja vibracija i udarnih opterećenja, niske toplinske i zvučne vodljivosti, dobre mehaničke čvrstoće, visoke otpornosti na habanje, rastezljivosti, dobre električne izolacije, otpornosti na plin i vodu, otpornosti na mnoge agresivne sredine, lakoće , niske cijene i dr. Guma je zbog svojih svojstava u nekim slučajevima nezamjenjiv materijal za automobilske dijelove.

Ova kombinacija navedenih svojstava karakteristična je samo za gumu i čini je jedinstvenim materijalom kod kojeg se najviše cijeni visoka elastičnost, odnosno sposobnost vraćanja prvobitnog oblika nakon prestanka djelovanja sila koje su uzrokovale deformaciju.

Guma se koristi za izradu nosača motora, crijeva, sustava hlađenja, napajanja, podmazivanja, grijanja, ventilacije, remena ventilatora, generatora, kompresora i vodenih pumpi, brtvi karoserije i kabine, opružnih čahura i ostalih dijelova ovjesa, manžeta, crijeva, poklopaca , kočioni sustav dijafragme, dijelovi zračnog ovjesa, elementi za zvučnu izolaciju prednjeg i stražnjeg ovjesa, graničnici hoda ovjesa, jastučići i čahure za amortizaciju udaraca, blatobrani kotača, patosnice za kabinu i karoseriju, itd. Pa ipak, glavna upotreba guma na automobilu je za proizvodnju guma.

Korištenje gumenih dijelova u dizajnu automobila omogućilo je njegovo poboljšanje izvođenje a posebno smanjiti vlastitu težinu zbog smanjenih udarnih opterećenja i vibracija, smanjiti buku koja prodire u karoseriju automobila, povećati brzinu vožnje i poboljšati udobnost vožnje.

Upotreba gumenih dijelova za brtvljenje također omogućuje pojednostavljenje i smanjenje troškova proizvodnje automobila, budući da se dijelovi karoserije i kabine mogu proizvoditi i sastavljati s manje strogim tolerancijama.

Sastav gume. Kaučuk se dobiva vulkanizacijom gumene smjese. U sastav gumene mješavine ulaze sljedeći sastojci: guma, sredstva za vulkanizaciju, ubrzivači vulkanizacije, aktivatori, sredstva protiv starenja, aktivna punila ili pojačivači, neaktivna punila, boje, omekšivači, sastojci posebne namjene.

Ovisno o namjeni, guma može sadržavati samo dio navedenih sastojaka, ali u svom sastavu uvijek ima gumu i vulkanizator.

Guma. Guma je osnova gumene smjese i određuje kvalitetu gume. U gumenim smjesama za gume, sadržaj gume je približno 50-60% (težinski). Tvornice guma koriste više od 60% gume proizvedene u zemlji. Gumu dijelimo na prirodnu (NK) i sintetičku (SC).

Prirodni kaučuk dobiva se uglavnom iz mliječnog soka (lateksa) Hevea kaučukovca, koji ga sadrži do 40%. Poznate su i kaučukaste biljke (kok-sagyz, tau-sagyz) koje u svom korijenu sadrže lateks. Za izolaciju gume, lateks se tretira octenom ili drugom kiselinom niske disocijacije, pod čijim utjecajem čestice gume koaguliraju (lateks koagulira) i lako se odvajaju.

Kada se guma rasteže, njezine se molekule ispravljaju, orijentiraju u smjeru vlačne sile, a kada se opterećenje ukloni pod utjecajem unutarnjeg toplinskog gibanja, vraćaju se u prethodno stanje.

Pri kritičnom opterećenju dolazi do pucanja zbog međusobnog pomicanja molekula.

Visoka elastičnost prirodne gume određena je prirodom strukture molekula, njihovom pravilnošću i utjecajem međumolekulskih sila.

Guma lako ulazi u kemijske reakcije s kisikom, vodikom, halogenima, sumporom i drugim elementima zbog svoje nezasićene kemijske prirode. Tako već na sobnoj temperaturi kisik, a posebno ozon, prodirući u molekule gume, razbijaju ih na manje, a guma, kada se uništi, postaje krta i gubi svoja dragocjena svojstva.

Osim visoke elastičnosti, prirodna guma ima dovoljnu čvrstoću, ljepljivost, nisko stvaranje topline i druga pozitivna svojstva. Međutim, već krajem 20-ih godina prošlog stoljeća u cijelom svijetu, a posebno u visokorazvijenim zemljama gdje nisu postojali izvori prirodnog kaučuka, javila se potreba za njegovom zamjenom sintetičkim proizvodom. Nekoliko je razloga za to: nestašica, visoka cijena, ovisnost o uvozu prirodnog kaučuka.

Godine 1931. u našoj zemlji je prvi put u svijetu proizveden sintetički kaučuk industrijskim uvjetima prema metodi koju je predložio akademik. S. V. Lebedev. Njemačka je riješila ovaj problem tek 1937., a SAD - 1942. Trenutno, u SSSR-u, prirodna guma ima ograničenu upotrebu, a uglavnom se koristi sintetička guma. Njegov udio, primjerice, u proizvodnji guma je oko 85% i povećava se iz godine u godinu. Prirodni kaučuk se najčešće koristi za izradu samo pojedinih dijelova guma ili se koristi kao dodatak gumenoj smjesi.

Domaći kemijska industrija proizvodi desetke vrsta sintetičkih guma, koristeći uglavnom najekonomičnije naftne sirovine. To omogućuje dobivanje jeftinih guma, budući da troškovi sirovina i pomoćnih materijala u proizvodnji gume čine 65% njihove cijene.

Riža. 1. Dijagram molekule gume

Proizvedene vrste sintetičkih guma odlikuju se mehaničkom čvrstoćom, kemijskom otpornošću, otpornošću na habanje, nepropusnošću za plinove, otpornošću na toplinu i drugim svojstvima. Za svako od ovih svojstava, neke sintetičke gume su superiornije od prirodne gume, ali su dugo vremena bile inferiorne od nje u elastičnosti. Istodobno, količina međumolekularnog trenja u gumi tijekom deformacije i stupanj njezina zagrijavanja ovise o elastičnosti, što je vrlo važno za gumu gume.

Metilstiren butadien (SBS) i buta-dien stiren (SKS) gume su superiornije od prirodne gume u otpornosti na trošenje, otpornosti na toplinu, ozon i prirodno starenje, otpornosti na paru i vodu. Istodobno, oni su inferiorni u odnosu na prirodne u elastičnim svojstvima, otpornosti na toplinu, ljepljivosti i otpornosti na smrzavanje. Neke od ovih guma proizvode se punjene uljem. Sadrže približno 15-30% mineralnog (naftnog) ulja, što smanjuje njihovo stvaranje topline (za 15-20%) tijekom ponovljenih deformacija (osobito važno za gume) i smanjuje trošak gume uz blagi porast drugih pokazatelja, posebno tehnoloških one.

Važna prekretnica u proizvodnji sintetičkih kaučuka bio je industrijski razvoj sinteze stereoregularnih izopren (SKI - 3) i butadienskih (SKD) kaučuka. Za dobivanje stereopravilnih guma koriste se posebno kemijski čisti polazni proizvodi i posebni katalizatori. Industrijska proizvodnja ovih guma započela je 1964. odnosno 1965. godine.

Guma SKI-3 ima molekularnu strukturu sličnu prirodnoj gumi i vrlo joj je bliska po nizu svojstava. Ima dobra tehnološka svojstva, uključujući visoku ljepljivost. Umjesto prirodnog koristi se SKI-3. Na primjer, od njega se izrađuje guma za razbijanje svih vrsta guma.

SKD guma nije niža od prirodne gume u elastičnosti i nadmašuje je u otpornosti na abraziju. Ima nizak koeficijent mehaničkih gubitaka i nisko stvaranje topline, dobru otpornost na toplinu i mraz. Ove su kvalitete vrlo vrijedne kada se koriste u proizvodnji guma, uključujući gume otporne na mraz i toplinu. Mehanička čvrstoća SKD-a nešto je niža od prirodne gume.

Riža. 2. Rast proizvodnje prirodnog i sintetičkog kaučuka

Glavna značajka SKD je njegova niska ljepljivost. Uzimajući to u obzir, u proizvodnji guma koristi se mješavina SKD sa SKI-Z, kao i sa stiren-butadien i butadpen-metilstiren gumama. Korištenje stereoregularnih guma SKD i SKI-3 omogućuje vam povećanje vijeka trajanja guma za 20-30%. Prisutnost SKD-a otpornog na habanje ima posebno blagotvoran učinak u gaznoj gumi, gdje njegov sadržaj (do 40-50%) povećava otpornost na habanje za 30-40% u usporedbi s prirodnom gumom. Karakteristike čvrstoće, elastičnosti i otpornosti na habanje gume prikazane su na sl. 69.

Stereoregularne sintetičke gume SKI-3 i SKD obećavaju.

Osim navedenih gumica Opća namjena, u proizvodnji klinova i gumenih automobilskih dijelova koriste se druge gume, tzv. namjenske.

Butilnu gumu karakterizira visoka plinonepropusnost i otpornost na kisik, ozon i druga agresivna okruženja. Koristi se za izradu zračnica i brtvenog sloja guma bez zračnica.

Kloropren kaučuk (nairit) i butadien nitrilni kaučuk odlikuju se povećanom otpornošću na ulja i plinove. Koriste se za izradu dijelova koji dolaze u dodir s uljima, gorivima i drugim otapalima, kao što su crijeva sustava za podmazivanje, manžete i klipovi pogona hidrauličkih kočnica itd.

Silikonske gume (SKT) imaju otpornost na visoke temperature i ozon. Proizvodi izrađeni od njih mogu se koristiti u rasponu od -90 do +300 °C.

Također se proizvode gume otporne na mraz, kao što je metilstiren butadien SKMS - 1 0, koje su u ovom pokazatelju superiornije od prirodne gume.

Međutim, ni prirodna ni sintetička guma nemaju kvalitete koje se traže od gume. Kad temperatura padne, guma postaje krta, a zagrijavanjem gubi elastičnost i pretvara se u plastičan, krhki materijal koji je lako topiv u naftnim derivatima. Zbog toga se guma miješa s drugim sastojcima i podvrgava vulkanizaciji, čime dobiva elastičnost, čvrstoću, netopivost u naftnim derivatima, otpornost na temperaturu, otpornost na habanje i druga vrijedna svojstva.

Riža. 3. Značajke svojstava prirodne i sintetičke gume: NI - prirodna guma; SKI-3 - sintetski izopren; SKD - sintetski divinil; SIMS - sintetski buta-dien-metilstiren (CKMC-30-APMK-15)

Glavno sredstvo za vulkanizaciju gume za gume je sumpor. Njegov sadržaj u gumenoj smjesi je od 15 do 4% težine gume.

Proces vulkanizacije uz pomoć sumpora sastoji se od zagrijavanja gumene smjese na određenu temperaturu i držanja na toj temperaturi dovoljno vremena da atomi sumpora povežu molekule gume na nekim mjestima dvostrukih veza, tvoreći gumu - materijal s prostorna molekularna struktura koja ima nova svojstva.svojstva različita od onih kod gume. Utvrđeno je da tijekom vulkanizacije dolazi i do nekih drugih reakcija gume sa sastojcima i atmosferskim kisikom.

Sumpor djeluje samo s kaučucima, koji su nezasićeni polimeri, u koje spadaju prirodni i svi sintetski kaučuci dobiveni na bazi dienskih (diolefinskih) ugljikovodika. Tvrdoća gume ovisi o količini sumpora. Kada je sadržaj sumpora 40-60% težine gume, ona se pretvara u zbonpt - vrlo tvrd materijal koji se može strojno obrađivati ​​rezanjem.

Križne kemijske veze između molekula kaučuka mogu biti posljedica ne samo sumpora, već i kisika ili valentnih kemijskih veza ugljikovih atoma pojedinih lanaca.

Za vulkanizaciju nekih guma koriste se fenol-formaldehidne smole, metalni oksidi, benzoil peroksid i dr. Poznate su gume (patrijat, nairit i dr.) koje vulkaniziraju zagrijavanjem bez vulkanizirajućeg sredstva. Dijagram strukture vulkanizirane gume prikazan je na sl. 4.

Vulkanizacija gumene smjese odvija se tijekom određenog vremenskog razdoblja i može se provesti u širokom rasponu temperatura, počevši od normalne. Brzina vulkanizacije ovisi o sastavu gumene smjese i temperaturi. Za svakih 10 °C povećanja temperature, brzina vulkanizacije se povećava približno 2 puta.

Temperatura vulkanizacije treba biti iznad tališta sumpora i ispod tališta gume. Za gumu za gume to je obično 130-160 °C.

Optimalno vrijeme vulkanizacije je najkraće trajanje vulkanizacije koje osigurava, pod drugim uvjetima, jednakim uvjetima najbolja fizikalna, kemijska i mehanička svojstva vulkanizata (gume).

Riža. 4. Shema strukture vulkanizirane gume

Vulkanizacijska ploča je trajanje perioda vulkanizacije tijekom kojeg se održavaju visoka fizikalna i mehanička svojstva postignuta pri optimalnoj vulkanizaciji.

Različita fizikalno-kemijska i mehanička svojstva gume tijekom procesa vulkanizacije mijenjaju se prema individualnim obrascima, a postizanje njihovih maksimalnih vrijednosti ne podudara se u vremenu. Stoga je optimalna vulkanizacija određena najvažnijim svojstvima, najčešće promjenom vlačne čvrstoće vulkanizata.

Optimum vulkanizacije i vulkanizacijski plato ovise o temperaturi vulkanizacije i sastavu gume. Poželjno je imati gume s po mogućnosti nižim vulkanizacijskim optimumom i većim vulkanizacijskim platoom. Prvi omogućuje smanjenje vremena vulkanizacije, drugi - izbjegavanje pretjerane vulkanizacije vanjskih i podvulkanizacije unutarnjih dijelova vulkaniziranih proizvoda od gume debelih stijenki zbog niske toplinske vodljivosti gume i stoga neravnomjernog zagrijavanja.

U praksi se vulkanizacija zaustavlja nešto ranije od optimalnog, što povećava otpornost proizvoda na starenje. Ostali sastojci gumene mješavine su: ubrzivači vulkanizacije, koji skraćuju vrijeme vulkanizacije, povećavaju fizikalna i mehanička svojstva i otpornost gume na starenje. To su altax, captax, tiu-ram i neki drugi, najčešće svi organski spojevi u količini od 1-2% mase kaučuka. Temperatura vulkanizacije također ovisi o prirodi akceleratora; aktivatori vulkanizacije, koji aktiviraju djelovanje ubrzivača vulkanizacije i dodatno povećavaju vlačnu čvrstoću i otpornost na trganje.

Kao aktivatori koriste se oksidi nekih metala, uglavnom cinkov oksid (cinkova bijelila), u količinama do 5% mase kaučuka. Cinkov oksid također povećava toplinsku vodljivost gume;
- aktivna punila (pojačivači), koja služe za poboljšanje svojstava gume. Čađa povećava vlačnu čvrstoću guma na bazi većine sintetičkih guma za nekoliko puta (do 10), a onih na bazi prirodnog kaučuka za 20-30 . Istovremeno, čađa smanjuje elastičnost gume i pogoršava obradivost gumenih smjesa. Čađa se dobiva kao rezultat nepotpunog izgaranja naftnih derivata i prirodnog plina. Sadržaj čađe u gaznoj gumi ponekad prelazi 50 sadržaj gume (težinski). Guma sadrži oko 25% čađe od svoje ukupne mase. Da, gume kamion s masom od 48 kg sadrže 13 kg čađe. Čađe se razlikuju po veličini čestica, razvijenosti i hrapavosti površine te kemijskoj prirodi površine. Najbolji pogledčađe za gaznu gumu su visoko dispergirane, a za prekidne i karkasne gume su nisko dispergirane, ali visoko strukturirane. Osim čađe, kao pojačivači koriste se laka punila: bijela čađa (silika), magnezijev oksid, cinkov oksid, magnezijev karbonat, kaolin (bijela porculanska glina);
- neaktivna punila (na primjer, isprana kreda, azbestno brašno), koja se koriste u količini od 30-40% težine gume za povećanje volumena gumene smjese i smanjenje njezine cijene bez značajnog pogoršanja osnovnih tehničkih svojstava;
- antioksidansi koji se dodaju gumenim smjesama u količini od 1 - 2% mase gume radi usporavanja tzv. procesa starenja gume, odnosno usporavanja pogoršanja njezinih fizikalno-kemijskih svojstava pod utjecajem atmosferskog kisika. Starenje potiče toplina, izlaganje sunčevoj svjetlosti i opetovano savijanje tijekom rada. Kako guma stari, na njezinoj se površini stvaraju pukotine, postaje krta i manje izdržljiva te se lakše troši. Starenje smanjuje životni vijek gumenih dijelova, pa povećanje otpornosti na starenje ima važno kako bi se smanjili troškovi rada gumenih dijelova. To se prije svega tiče automobilske gume, koji, s jedne strane, rade u uvjetima u kojima djeluju svi čimbenici koji ubrzavaju starenje, a s druge strane su skupi proizvodi;
- omekšivači ili plastifikatori koji pospješuju bolje miješanje komponenti gumenih smjesa, prvenstveno aktivnih i neaktivnih punila, i čine gumenu smjesu plastičnijom. Oni olakšavaju pripremu i obradu gumene smjese. Međutim, njihovo djelovanje često prelazi te granice. Tako omekšivači obično smanjuju stvaranje topline, povećavaju istezanje, otpornost na mraz, otpornost na zamor, smanjuju tvrdoću, povećavaju ili smanjuju ljepljivost itd. Ova svojstva se različito očituju u različitim omekšivačima. U većini slučajeva kao omekšivači koriste se mješavine raznih organskih tvari, a to su naftni proizvodi (lož ulje, katran, parafin, cerezin, mineralna ulja), katran ugljena, proizvodi biljnog podrijetla (biljna ulja, smola, smola bora), masni kiseline (stearinska kiselina, oleinska kiselina), sintetski proizvodi (polidieni, esteri). Važno je da se omekšivač koji se unosi u gumenu smjesu ne “znoji” na površini gumenog dijela, jer će to pogoršati tehnička svojstva gume. Sadržaj omekšivača u gumenoj smjesi varira u širokim granicama - od 2 do 30% težine gume. U velikim količinama omekšivač može biti i punilo. U nekim slučajevima omekšivači smanjuju cijenu gume;
- regenerat, koji služi za djelomičnu zamjenu gume. To je posebno obrađena guma od otpadnih guma, zračnica i drugih proizvoda. Primjenom regenerata moguće je pojeftiniti proizvode od gume i to prije svega one za koje zahtjevi nisu previsoki. tehnički zahtjevi(trake za naplatke, patosnice itd.);
- bojila koja svijetle gumene smjese boje u odgovarajuće boje. U tu svrhu koriste se pigmenti mineralnog i organskog podrijetla.

Riža. 5. Ovisnost vlačne čvrstoće o trajanju vulkanizacije

Odabirom sastojaka i njihovim kvantitativnim omjerom dobiva se guma za različite namjene (gazna, okvirna, prekidna, zračna, ljepljiva, benzinotporna, otporna na mraz, otporna na toplinu itd.) s određenim izraženim svojstvima.

Autoprijevoznici koriste gumu kao materijal za popravak guma. Njegova se kvaliteta procjenjuje nizom pokazatelja.

Riža. 6. Shore mjerač tvrdoće: 1 - igla; 2 - zupčanik, 3 - sektor zupčanika; 4 - glava; 5 - opruga, 6 - indikatorska strelica

Tvrdoća gume mjeri se u konvencionalnim jedinicama Shoreove skale za mjerenje tvrdoće, ovisno o dubini uranjanja tupe igle u ispitni uzorak.

Abrazija gume (cm3/kWh) određena je gubitkom volumena uzorka (cm3) po jedinici rada (kWh) utrošenog na abraziju.

Ispitivanja se provode na posebnom stroju, gdje se uzorak određenog oblika zadanom silom utisne na rotirajući disk stroja s korundnim papirom br. 2/100.

Uzorak se priprema na određeni oblik i precizne dimenzije s pet rezova dubine 0,5 mm i duljine 2 mm, međusobno razmaknutih 2,5 mm.

Elastična m (elastičnost) određuje se na njihalnom elastičnom mjeraču (slika 74) najvećim kutom otklona njihala nakon što udari u ispitni uzorak. Koristeći dobivene vrijednosti kuta otklona, ​​formulu za izračun i posebne tablice, elastičnost se određuje kao postotak. Što je ovaj pokazatelj veći, to je guma elastičnija.

Kut otklona postavlja se na sljedeći način. Uzorak za ispitivanje, debljine 6 mm, pričvršćen je na nakovanj. Kad se poluga pritisne, visak se otpušta i pada na uzorak. Pod utjecajem elastičnosti uzorka njihalo se odbija, a strelicom na skali očitava se kut otklona.

Riža. 7. Shema stroja za ispitivanje rastezanja: 1 - pokretni sektor; d - uzorak gume; 3 - mjerno ravnalo; 4 - pužni vijak, 5 - pužni vijak; 6 - oznake za stezanje

Gume za popravak guma, osim ljepljivih, isporučuju se u obliku listova smotanih u rolu s podlogom od kalikona ili celofana na drvenim ili kartonskim valjcima. Svaka rola mora imati oznaku s relevantnim podacima.

Guma gaznog sloja ima debljinu od 2 ± 0,2 mm i namijenjena je za popunjavanje područja gaznog sloja i bočnih stijenki guma izrezanih tijekom popravka.

Međuslojna guma debljine 0,9±0,1 mm namijenjena je za oblaganje izrezanih dijelova guma, zakrpa i manžeta radi boljeg spajanja s gumom.

Cijevna guma se koristi za izradu zakrpa kod popravka komora, guma otporna na toplinu koristi se za izradu komora za kuhanje.

Ljepljiva guma se isporučuje u komadima debljine 10 mm i namijenjena je za izradu ljepila.

Međuslojne i ljepljive gume izrađene su od prirodne gume.

Prilikom preuzimanja gumenog lima provjerite njegovu ambalažu, ujednačenost boje, odsutnost stranih inkluzija, poderotina, udubljenja, nabora, inkluzija vulkanizirane gume, mjehurića i drugih nedostataka koji oštećuju gumu kao materijal za popravke. Brtve u rolama moraju u potpunosti pokrivati ​​površinu valjanog materijala bez nabora, nabora ili izobličenja.

DO Kategorija: - Auto gume