Методы вулканизации сырой резины

Изделия из резины получили широкое распространение в промышленной и бытовой сфере. Однако для того, что они стали пригодны к использованию, кордовая сырая резина проходит специальную обработку. Таким процессом является вулканизация.

Тип и состав резины

Основу резины составляет натуральный или искусственный каучук. Из натурального компонента получают качественную резину с большим сроком службы. Однако из-за его дороговизны химической промышленностью были разработаны его искусственные аналоги, которые обладают рядом специфических свойств (масло-, бензо-,кислото- термостойкие). Наибольшее распространение получили бутадиен-стирольный, бутадиеновый каучук.

Важным компонентом резины является сера. Ее процентное содержание определяет тип резины:

Мягкая: до 3% серы;
Полутвердая: 4-30%;
Твердая: более 30%.

Без обработки сохнет сырая резина. Только после вулканизации каучук, сера и другие компоненты образуют единое целое, становятся прочными и упругими, превращаясь в настоящую резину. В вулканизируемый состав также попадают:

Активаторы;
Наполнители;
Пластификаторы;
Антиокислители.

В качестве активатора чаще всего используется оксид цинка. С его помощью решаются различные задачи:

Облегчение химического взаимодействия компонентов резиновой смеси;
Сокращение расхода первичного сырья;
Экономия времени на переработку смеси;
Улучшение свойств вулканизаторов.

Наполнителями выступают мел, каолин, сажа. Они делают эластомер прочным, износоустойчивым. Введение в состав смеси наполнителей позволяет уменьшить расход каучука, что снижает себестоимость конечного продукта.

Вулканизация

Технология вулканизации резины запатентована еще в позапрошлом веке. На сегодняшний день этот процесс доведен до автоматизма. Существует несколько методов вулканизации:

Электрическая;
Серная;
Горячая;
Радиационная;
Холодная.

В промышленности формовые вулканизированные резиновые смеси получают путем нагрева при повышенном давлении, создаваемого гидропрессом. Смесь для неформовых изделий вулканизируется в автоклавах, котлах. Нагрев в этом оборудовании выполняется с помощью воздуха, пара, нагретой воды, электрического тока высокой частоты.

Электрическая вулканизация

Это один из разновидностей горячей вулканизации. В данном случае используется тепло, высвобождаемое при работе электрических приборов. Для этого существуют специальные струбцины, которые нагревают и сдавливают резину. Оптимальной температурой этой процедуры считается 145 °С.

Серная вулканизация

В основе процесса лежит химическая реакция, в которой атомы серы объединяются с каучуком. Ускорение реакции обеспечивают активаторы: каптакс, тиурам.

Термическое склеивание двух компонентов образует «мягкий вулканизат». При пятипроцентном содержании серы получается резина, пригодная для производства автомобильных камер, покрышек, резиновых трубок, мячей. Если серы в резине больше 30%, на выходе получается жесткая, малоэластичная резина. По-другому ее называют эбонит.

Радиационная вулканизация

На резину воздействуют ионизирующей радиацией. Это потоки электронов, которые излучает радиоактивный кобальт. В результате получаются эластомеры, выдерживающие сильное химическое и термическое воздействие.

Горячая вулканизация

Резиновая смесь проходит термическую обработку при 150 °С. Каучук окончательно превращается в резину. Обратный процесс, то есть возврат в исходное состояние, невозможен.

Горячая вулканизация камер, покрышек выполняется с применением пресса и струбцин. Перед началом работ оборудование необходимо разогреть и настроить. В зависимости от глубины и площади пореза отличается время «подогрева». Восстановление пореза в 1 мм требует четырехминутной варки. Герметичность места варки гарантирована.

Превышение рекомендованной температуры (выше 150 °С) нарушает технологический процесс. Каучук может быть испорчен, начнет разрушаться, потеряет свои свойства. После вулканизации проводится контроль шва: наличие пустот и воздушных пузырьков недопустимо.

Холодная вулканизация

Из названия становится понятно, что холодная вулканизация не требует термической обработки. Латка устанавливается на поврежденный участок и соединяется с основой под давлением гидравлического пресса.

Важным этапом является подготовка поверхности. Необходимо удалить пыль и обезжирить ее. Достоинством холодной методики можно считать сохранение первоначальной структуры резины.