Резина

Производство и состав резины

Рулон технической пластины - резина

Резину получают путём вулканизации каучука натурального или синтетического.

В первом случае используется натуральный компонент — сок каучукового дерева. Он содержит углеводород полиизопрен.

Синтетическую резину производят из искусственных углеводородов с помощью химического синтеза полимеров, таких как стирол-бутадиеновый каучук и другие.

Резиновые прокладки являются важной составляющей в системах, где применяются трубопроводы с разветвлённой структурой, оборудованные дополнительными устройствами и запорными механизмами, а также в крупных коммуникационных системах в местах их соединения.

Применение резиновых прокладок обеспечивает герметичность, защиту от влаги, а также снижает вибрацию и амортизирует.

Этапы производства резины

Этап 1: Подготовка сырья

В основе резины лежат два вида сырья: натуральный и синтетический каучук.

Натуральный каучук получают из латекса, который добывают из млечного сока тропических растений. В процессе полимеризации изопрена, содержащегося в латексе, образуется прочная молекулярная структура с длинными цепочками. Это придаёт каучуку прочность и эластичность.

Синтетический каучук как правило производят из нефтепродуктов, таких как бутадиен-1,3 и стирол. Такое сырьё отличается доступной ценой и высоким качеством. Недостаток синтетического сырья т.к. оно менее экологично.

Самый распространённый вид синтетического каучука это изопреновый. Он наиболее близок по свойству к натуральному сырью.

В процессе производства каучука в его состав добавляются различные ингредиенты, которые играют важную роль в формировании характеристик конечного продукта.

  • Вещества, способствующие вулканизации, такие как сера и оксиды металлов, помогают создать прочные связи между молекулами в процессе полимеризации.
  • Активаторы и ускорители вулканизации цинковые белила или жжёная магнезия, ускоряют и запускают процессы с изменением молекулярной структуры.
  • Приостанавливают процесс замедлители вулканизации, например, бензойная кислота и циклогексилтиофталимид, это улучшает механические свойства материала и продлевает время его текучести.
  • Наполнители — это широкая группа веществ, которые определяют свойства и тип резины. Активные наполнители, такие как сажа, повышают износостойкость и прочность материала. Неактивные наполнители, такие как тальк или мел, увеличивают объём сырья без негативных последствий.
  • Специальные добавки, например, асбест или диатомит, придают резине огнестойкость, улучшают её диэлектрические свойства и другие характеристики.
  • Пластификаторы, например, дибутилфталат, делают материал более пластичным, облегчая его обработку и повышая его податливость для последующих работ.
  • Стабилизаторы фиксируют полученные свойства.
  • Смягчители, такие как парафины и воски делают резину наиболее эластичной и мягкой и сохраняют её свойства при низких температурах и предотвращают её затвердевание.
  • Красители, или пигменты защищают его от воздействия ультрафиолетовых лучей и придают материалу эстетичный вид.

На первом этапе в соответствии с рецептурой все компоненты смешиваются.

Этап 2: Процесс пластикации и смешивания каучука

Во время пластикации происходит снижение молекулярной массы сырья. Это необходимо, поскольку при высокой молекулярной массе затрудняется смешивание, формование и некоторые другие операции.

Существует два метода для достижения этой цели:
  • Термическая пластикация. Этот метод чаще всего используется для натурального и бутадиен-стирольного каучука. В смесь добавляются химические вещества, которые под воздействием высокой температуры окисляют материал и способствуют снижению молекулярной массы. При этом на каучук не оказывается механическое воздействие. Процесс основан на деструкции, то есть распаде молекул.
  • Механическая пластикация. При физическом напряжении макромолекулы разрушаются, а мелкие молекулы остаются целыми, что повышает качество пластикации. Это делает каучук более однородным. Этот метод больше подходит для синтетического бутадиен-нитрильного каучука.

После пластикации все компоненты подвергаются смешиванию. Для получения смеси каучук разрезают на мелкие кусочки и пропускают через вальцы, нагретые примерно до 50 градусов. Это способствует лучшему смешиванию сырья. Затем в смесители добавляют порошкообразные пластификаторы, активаторы и другие компоненты. Такая резиновая смесь хорошо поддаётся нагреву и последующей деформации.

Этап 3: Механическая обработка резиновой смеси

В зависимости от требований к готовым изделиям применяются различные технологии.

  • Экструзия — это процесс, при котором резиновую смесь продавливают через отверстия под давлением. Этот процесс можно сравнить с работой шприца или мясорубки: сырьё проходит через отверстия и приобретает нужную форму. Например, таким способом можно получить резиновые шнуры.
  • Каландрирование — это процесс, при котором смесь нагревают, формируют прорезиненное полотно, затем охлаждают и наматывают на рулоны или трубчатые бобины. В результате получается полотно с равномерной толщиной и структурой. Такие полотна используются для производства резинотехнических изделий, например, для обкладок резинотканевых конвейерных лент и резиновых промышленных рукавов.
  • Прессование — это процесс, при котором сырьё помещают в форму и подвергают воздействию пресса с давлением от 2 до 10 МПа. Полученное полотно часто используется для производства резиновых технических пластин, таких как диэлектрические коврики, автомобильные дорожки и рулонная резина.
  • Литьё под давлением — это метод, при котором смесь нагревают до 100 градусов и заливают в формы, после чего подают давление до 120 МПа. Этот метод применяется для получения крупных изделий и резиновых фигур сложной формы.

Этап 4: Вулканизация

После того как изделие было сформировано, необходимо придать ему прочность, износостойкость и эластичность. Для этого применяется процесс, называемый вулканизацией. Он представляет собой преобразование каучука и добавок в резину.

Существует два вида вулканизации:
  • Серная вулканизация. В бутадиен-стирольный, бутадиеновый или натуральный каучук добавляется сера. Затем смесь нагревается до температуры от 140 до 160 градусов. Количество добавленной серы определяет конечный результат. Если добавить менее 5%, то получится мягкая, пластичная и податливая резина, которая используется, например, для производства резиновых пищевых техпластин. Если же добавить больше серы, то резина станет более прочной, как, например, требуется для изготовления скребков на отвал для дорожной техники. При добавлении более 30% серы получается эбонит — твёрдый полимер.
  • Радиационная вулканизация. В этом случае на резиновую смесь воздействуют электроны, что приводит к созданию резины, устойчивой к химическому и температурному воздействию.

Однако на промышленных производствах чаще всего используется метод нагревания с добавлением серы. Сырьё помещается в формы под гидропресс. Если же вулканизация сырья происходит до этапа формовки, то смесь засыпается в котёл для последующего нагрева.

Этап 5: создание изделий из резины

Резина, прошедшая предварительную подготовку, готова к использованию. Теперь необходимо придать ей форму, и для этого применяются различные станки, такие как станки для резки, штамповки и формовки.

Существует множество способов изготовления резинотехнических изделий (РТИ), и существует множество видов РТИ. Вот некоторые из них:

  • автомобильные шины и покрышки;
  • уплотнители и герметизаторы;
  • элементы обуви и одежды;
  • детские игрушки и бытовые изделия;
  • медицинские приборы;
  • элементы электрической изоляции;
  • техпластины всех видов, включая пористые и губчатые;
  • напорные рукава и многое другое.

 

 

Примеры изделий, прокладки для фланцевых соединений, запорной арматуры и др. назначений из паронита, резины, фторопласта, картона и других подобных материалов.

Фланцевые прокладки для запорной арматуры
Фланцевые прокладки для запорной арматуры