Как делается резина: Из чего и как делают резину (шины). Для колес вашего автомобиля.

Что такое резина? Технология производства, состав и свойства

Автор статьи

Хватков Дмитрий

Консультант в сфере производства резиновых покрытий

Резина (слово произошло от латинского «resina» — «смола») представляет собой эластичный материал, получаемый методом температурной стабилизации (вулканизации) натурального и синтетического каучука.

Вулканизация — сложный технологический процесс, в ходе которого каучук под воздействием высокой температуры взаимодействует с вулканизирующим реагентом (обычно серой). В процессе вулканизации происходит сшивание молекул каучука в единую пространственную сетку. В результате получается эластичный полимер (резина) структура которого представлена хаотично расположенными цепочками углерода, которые прочно соединены между собой атомами серы. В процессе вулканизации натуральный или синтетический каучук становится резиной.

В нормальном состоянии цепочки углерода имеют скрученный вид. При растяжении они раскручиваются, но при отмене растягивающего усилия быстро возвращаются в прежнюю форму.

Именно это свойство сделало резину незаменимым материалом в самых разных сферах — от изготовления приводных ремней и уплотнителей до производства автомобильных шин.

Состав резины

Кроме каучука, в состав резины входят и другие компоненты:

• ускорители вулканизации
• активаторы
• добавки-пластификаторы
• противостарители
• активные наполнители или усилители
• неактивные наполнители
• красители
• ингредиенты специального назначения

В состав резины также могут входить ароматизаторы (душистые вещества), различные модификаторы, антипирены (огнезащита) и другие компоненты. Для повышения скорости вулканизации производители используют различные катализаторы-ускорители.

Натуральный и синтетический каучук — в чем разница

Основное различие между натуральным каучуком и его синтетическим аналогом заключается в том, что натуральный каучук — это полимер природного происхождения, полученный из млечного сока дерева под названием гевея (Hevea brasiliensis).

Синтетический каучук — это искусственно произведенный полимер.

Синтетический каучук — искусственно созданный полимерный материал, во многом копирующий натуральный каучук по свойствам и характеристикам. Получают материал методом полимеризации бутадиена, изопрена, стирола, изобутилена и других химических веществ. Синтетические каучуки состоят из длинных разветвленных молекулярных цепей с двойными связями.

Самая распространенная разновидность синтетического каучука — изопреновый. Этот материал максимально приближен к натуральному по своим характеристикам и молекулярной структуре. Именно изопреновый каучук нашел широкое применение в производстве шин (часто в комбинации с другими каучуками).

Свойства и характеристики резины

Резина представляет интерес благодаря своей эластичности. Этот универсальный материал способен подвергаться большим обратимым деформациям при различных температурах. Свойства и характеристики каждого типа резины зависят от типа каучука, из которого изготовлен материал. Качества резины могут меняться в широких пределах при применении различных исходных материалов, их пропорций, рецептуры или модификации.

Резина в общем виде обладает следующими уникальными свойствами:

• эластичность
• способность поглощать ударные нагрузки и вибрацию
• малая теплопроводность
• высокая механическая прочность
• износостойкость
• газо- и водонепроницаемость
• устойчивость к агрессивным средам

Резина является хорошим диамагнетиком и диэлектриком. Существуют специальные марки резин, проводящих электрический ток. Срок эксплуатации резиновых изделий может исчисляться десятилетиями.

Область применения резины

Изделия из резины находят самое широкое применение во всех отраслях промышленности и народного хозяйства. Резина используется в производстве всевозможных уплотнителей, обуви, приводных ремней, транспортерных лент конвейеров, напольных покрытий и широкого спектра других резинотехнических изделий. Резиновая смесь используется для изготовления прорезиненных тканей.

Основное применение резина находит в производстве шин — автомобильных, мотоциклетных, велосипедных и авиационных.

Вторичное использование автомобильных шин

Утилизация и переработка автомобильных покрышек с каждым годом приобретает все большее экологическое и экономическое значение. Это связано с тем, что порядка 80% всех производимых в мире шин созданы из синтетического каучука который получают из нефти — невозобновляемого природного ресурса. Вторичная переработка покрышек способствует сохранению природных запасов нефти. Утилизация резиновых отходов также стимулирует развитие ресурсосберегающих технологий, позволяет сократить площади свалок, улучшить экологическую обстановку.

Из продуктов переработки отслуживших свой век автомобильных покрышек можно изготовить новую востребованную продукцию:

• новые автомобильные шины;
• различные резинотехнические изделия;
• гидроизоляционные материалы;
• подошвы для обуви;
• тротуарную резиновую плитку, брусчатку, поребрики и бордюры;
• промышленные напольные покрытия;
• бесшовные и рулонные покрытия из резиновой крошки и др.

Основным сырьем для изготовления резиновых напольных покрытий является фракционированная резиновая крошка — продукт механической переработки старых автомобильных шин. Технологический процесс изготовления резиновой крошки заключается в измельчении автопокрышек, удалении нерезиновых компонентов и сортировке гранул по фракциям.

Измельчение покрышек с целью получения резиновой крошки — одно из наиболее перспективных направлений переработки. Полученный материал является ценным сырьем для производства широкого ассортимента травмобезопасных резиновых покрытий.

Из чего делают резину? | Мир вокруг нас

Каучук был открыт европейской научной экспедицией в середине XVIII века. Правда, тогда применения новому открытию люди не нашли. Мяч из каучука? Зачем и кому он нужен?

Попытки как-то стабилизировать каучук, который затвердевал и становился ломким при отрицательных температурах или начинал, теряя форму, течь на сильной жаре, велись от момента открытия каучука вплоть до 1839 года, когда появился процесс вулканизации.

Люди узнали, что нагревая нестабильный каучук вместе с серой, можно получить значительно более стабильную резину. Постепенно началось производство непромокаемой обуви и специальных, пропитанных резиной, роб для моряков.

В начале XX века были изобретены автомобили. А каждому автомобилю нужно четыре колеса. А их лучше делать резиновыми и надувными — так, при движении, лучше сглаживаются толчки от неровностей дороги. Автомобилей становилось все больше и больше, потребность в шинах возрастала все сильнее. А еще начали активно употребляться всевозможные резиновые трубочки, стали делать герметичное покрытие для электрических проводов.

Каучука требовалось все больше и больше, а получали-то его все еще из сока гевеи, которая росла тогда только в Южной Америке. Спрос начал явно превышать предложение. Как человечество решило эту проблему? Плантация гевеи на острове Пхукет, Таиланд
Фото: ru.wikipedia.org

Во-первых, в Бразилии начали увеличивать плантации гевеи. В 1932 году Генри Форд выкупил у правительства Бразилии свыше миллиона гектаров земли под плантации гевеи. В Юго-Восточной Азии, на полуострове Малакка, на Цейлоне, на Малайском архипелаге, в Камбодже, в Нигерии и в некоторых других африканских странах расположены огромные плантации гевеи бразильской. Из гевеи в настоящее время добывается до 92% всего натурального каучука.

Как-сагыз
Фото: ru.wikipedia.org

Это невзрачное растение называется кок-сагыз. Оно произрастает в Средней Азии (Казахстан, Узбекистан, Киргизия). В начале 1930-х ученые ВАСХНИЛ по заданию руководства ВКП (б) занялись поисками своих каучуконосов, растений, произрастающих на территории СССР. С 1933 года это растение культивировалось на территории СССР, в республиках Средней Азии, в Краснодарском крае, в Крыму и в Белоруссии. Каучук добывается из корней кок-сагыза, там его от 14% до 27% по весу.

Во времена Хрущова культивирование этого растения было прекращено, тем более что в СССР уже было налажено производство синтетических каучуков.

В наше время в промышленных масштабах в Индии и Индонезии культивируют для производства каучука фикус каучуконосный. Фикус каучуконосный
Фото: ru.wikipedia.org

Ствол этого растения содержит около 15% каучука. За пределами тропиков фикус выращивают в качестве декоративного комнатного растения. Если бы те, кто выращивает или выращивал на подоконнике фикус, знали, что это растение — еще и каучуконос!

Сколько каучуков производится в год? Натуральные каучуки производят в странах с очень теплым климатом.

1. На первом месте среди производителей находится Индонезия, в которой производят в год свыше 5 млн. тонн каучука.
2. На втором месте — Малайзия, в которой в 2019 году произвели свыше 4.8 млн. тонн каучука.
3. На третьем месте находится Вьетнам, в котором произвели 4.7 млн. тонн каучука.
4. Далее — Таиланд с производством 4.2 млн.тонн.
5. Бразилия, родина гевеи, находится на пятом месте по производству каучука (4.1 млн. тонн).
6. В Китае в 2019 году произвели 3. 6 млн. тонн, он на 6-м месте.
7. Далее идут Индия, Шри-Ланка, Аргентина и Перу.

При этом, согласно статистическим данным, производство синтетического каучука (СК) немного превышает производство натурального каучука (НК). В год производится до 30 млн. тонн каучуков, из которых примерно 58% — синтетические, а 42% — натуральные. При этом в течение последнего десятилетия спрос и на синтетический, и на натуральный каучук из года в год растет на 3−5%. Фото: Depositphotos

Синтетический каучук широко используется для производства непромокаемой одежды, обуви и автомобильных шин. Их производство превышает 1 миллиард в год и продолжает постоянно расти.

Теги: каучук, гевея бразильская, резина, непромокаемая обувь, непромокаемая одежда

Как изготавливают резину для промышленного использования

Резина — один из самых универсальных материалов для промышленного использования. От коммерческой кровли до автомобильных шин из натурального каучука — возможности безграничны. Тем не менее, многие различные типы каучука подвергаются различным процедурам для получения конечных результатов. Основные различия заключаются в том, используют ли производители натуральный или синтетический каучук для своих промышленных материалов.

Натуральный каучук начинается в природе. Это начинается во время сбора урожая, когда латексный сок срезается или отделяется от коры каучуковых деревьев. Это позволяет белому соку стекать из дерева в чаши, которые затем используются для наполнения больших резервуаров.

Одним из наиболее распространенных способов последующей обработки латекса является коагуляция вещества путем добавления муравьиной кислоты. Это может занять около 12 часов. Ролики выжимают воду из коагулянтов и создают плоские листы резины, которые затем сушат на стеллажах. В некоторых случаях эти материалы сушат в коптильнях, но вместо этого можно использовать горячий воздух.

Как производится синтетический каучук?

Существует несколько различных типов синтетического каучука, каждый из которых имеет свое назначение. Следовательно, производственные процессы могут сильно различаться. Отправной точкой, которую они разделяют, является то, что они созданы из химикатов и полимеризации, а не из природных ресурсов. Некоторые из наиболее распространенных исходных материалов включают уголь, нефть и другие углеводороды.

Затем производители производят нафту путем очистки этих ингредиентов. Затем нафта соединяется с природным газом для создания мономеров. Каучук создается путем преобразования его в цепочки полимеров, которые требуют пара и вулканизации.

Как обрабатывается каучук?

Независимо от того, является ли каучук натуральным или синтетическим, варианты обработки, как правило, одинаковы. Дополнительная обработка смешивает каучук, поэтому его можно использовать для различных промышленных целей. Это четыре основных шага.

1.

Составление рецептуры

Добавление химикатов к резиновой основе создает резиновые смеси. Химические вещества могут стабилизировать полимеры или усилить прочность каучуков. Иногда компаундирование также может растягивать резину, что снижает конечную стоимость.

2. Смешивание

Подобно компаундированию, этот этап включает добавки, которые смешиваются с каучуком. Чтобы улучшить дисперсию ингредиентов и избежать слишком высокого повышения температуры, профессиональные миксеры делают это в два этапа. Сначала они создают маточную смесь, включающую добавки, такие как сажа. После охлаждения резины добавляют химические вещества, необходимые для вулканизации.

3. Формование

Некоторые из распространенных методов формования включают покрытие, экструзию, литье, каландрирование и формование. В зависимости от конечного продукта производители могут полагаться на несколько методов формования.

4. Вулканизация

Вулканизация – это химический процесс, при котором каучук, натуральный или синтетический, нагревается с серой, ускорителем и активатором. Этот процесс образует поперечные связи между длинными молекулами каучука, что улучшает эластичность, упругость, прочность на растяжение, вязкость, твердость и устойчивость к атмосферным воздействиям. Это последний шаг процесса. Раньше на это уходило до пяти часов. Благодаря современным достижениям вулканизация может быть завершена за 15-20 минут.

В Airboss мы являемся лидерами в создании инновационных инженерных продуктов на основе каучука. Наши продукты помогают компаниям по всему миру решать многие проблемы, с которыми они сталкиваются в стремлении обеспечить современную жизнь энергией.

Close Menu

Как делают каучук

Люди начали обрабатывать каучук еще в 1600 г. до н.э. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что коренные жители Мезоамерики придумали, как стабилизировать натуральный каучук для контейнеров, гидроизоляции и даже предметов для отдыха, таких как мячи и игрушки.

В 1839 году Чарльз Гудиер открыл процесс вулканизации каучука, который заложил основу для современных методов обработки натурального каучука. Как гласит история, в момент рассеянности Гудиер уронил кусок натурального каучука на горячую плиту. Тепло заставило резину затвердеть и стабилизироваться или вулканизироваться, что вдохновило Goodyear на эксперименты с более контролируемым процессом для достижения того же результата.

Открытие Goodyear в конечном итоге привело к резкому скачку спроса на натуральный каучук, который продолжается и по сей день. Фактически, глобальный спрос на каучук уже давно превысил мировые производственные мощности по натуральному каучуку, и многие резиновые изделия на рынке вместо этого изготавливаются из синтетического каучука. По состоянию на 2005 год синтетический каучук содержится в более чем 58% резиновых изделий.

В то время как натуральный и синтетический каучук имеют много общих качеств, процесс производства каждого из них совершенно различен. Например, производство натурального каучука начинается с дерева, тогда как производство синтетического каучука начинается с нефтехимии. Силиконовая резина начинается с большого количества кварцевого песка. Все три продукта и процесса жизненно важны для многих отраслей промышленности и повседневных нужд.

Натуральный каучук

Натуральный каучук прочен и гибок и хорошо устойчив к износу, например, к истиранию, усталости, воздействию воды и некоторых химических веществ. Натуральный каучук также хорошо прилипает к другим материалам, что идеально подходит для изготовления усиленных изделий, таких как шины.

Натуральный каучук имеет приемлемый диапазон рабочих температур, но может быть не идеальным выбором для экстремальной жары, резкого освещения или воздействия озона. Кроме того, натуральный каучук не очень устойчив к воздействию топлива, масла и других веществ.

Для чего используется натуральный каучук?

Натуральный каучук можно найти в тысячах различных продуктов, от промышленных компонентов до товаров повседневного спроса. Это могут быть шланги и ремни, медицинские приборы, защитные перчатки и детские игрушки.

Шинная промышленность потребляет большую часть мировых запасов натурального каучука. Натуральный каучук часто используется в высокопроизводительных автомобильных шинах из-за его превосходной прочности на разрыв даже при высоких температурах, вызванных трением. Пробки для самолетов, тяжелых грузовиков и шины для гоночных автомобилей часто изготавливаются из натурального каучука.

Шина — не единственная часть автомобиля, содержащая натуральный каучук. Тормозные колодки, подушки безопасности, уплотнения и другие автомобильные компоненты также зависят от желательных свойств резины для выполнения важных функций во время эксплуатации автомобиля.

Какие ингредиенты используются для производства натурального каучука?

Каждое изделие из натурального каучука будет иметь несколько иной профиль состава в зависимости от условий эксплуатации. Базовый рецепт натурального каучука включает:

• Латекс, молочно-белое вещество, получаемое из каучукового дерева.
• Кислоты, вызывающие комкование отфильтрованного латекса.
• Химикаты для процесса предварительной вулканизации.
• Добавки, такие как наполнители, отвердители, антидеграданты и т.д.

Как производится натуральный каучук?

Сегодня большая часть натурального каучука поступает из одного вида каучукового дерева, Hevea brasiliensis . Hevea brasiliensis произрастает в Южной Америке, но плантации Hevea brasiliensis можно найти по всей Юго-Восточной Азии. Некоторые крупные компании экспериментируют с производством каучука из других растений, но основным источником остается Hevea brasiliensis .

Первым этапом процесса производства натурального каучука является сбор урожая. Каучуковым деревьям должно быть не менее шести лет, прежде чем их можно будет собирать. Как только дерево достигает зрелости, сборщик отодвигает тщательно срезанный участок коры дерева, который разрушает протоки растения и высвобождает латекс, молочно-белое вещество. Латекс стекает по канавкам зачищенной панели и собирается в стаканчики или мешочки. Затем сборщики резины собирают весь собранный латекс и отправляют его на переработку.

Свежесобранный латекс фильтруется и упаковывается в бочки. На этом этапе к латексу добавляют кислоту, которая образует комки. Эта комковатая жидкость скатывается в листы на мельнице, которая удаляет воду и подготавливает материал для сушки и копчения.

Затем латексные листы обрабатываются химическими веществами и при низком, осторожном нагреве. Этот процесс называется предварительной вулканизацией. Стабилизаторы и другие ингредиенты могут быть введены на этой стадии в зависимости от желаемых конечных свойств каучука. Дальнейшее нагревание превращает листы в прочный черный материал, который большинство людей признает резиной. На этом этапе каучук может быть отформован, отформован или иным образом переработан в конечный продукт.

Синтетический каучук

Синтетический каучук обладает многими наиболее привлекательными качествами натурального каучука, но между ними есть важные различия. Синтетический каучук довольно прост в производстве и легко доступен. Синтетический каучук более устойчив к истиранию, жиру, маслу и теплу по сравнению с натуральным каучуком. На самом деле, некоторые разновидности синтетического каучука даже огнестойки. Как и натуральный каучук, синтетический каучук обладает высокой гибкостью, но синтетический каучук сохраняет эту гибкость даже при низких температурах. При правильных методах производства синтетический каучук также может быть очень устойчивым к экстремальным температурам и коррозии.

Для чего используется синтетический каучук?

Существует множество типов синтетического каучука, и их использование во многом определяется их уникальными свойствами. Например, полиизобутиленовый каучук, или «бутил», обладает отличными демпфирующими свойствами и обычно используется для изготовления массивных сейсмопоглотителей для небоскребов в городах, подверженных землетрясениям. Этилен-пропилен-диеновый каучук (EPDM) хорошо противостоит факторам окружающей среды, что делает его популярным выбором для защиты от атмосферных воздействий, кровли и всех видов уплотнений. Стирол-бутадиен-каучук (SBR) — хороший универсальный синтетический каучук, который можно найти в шинах, подошвах обуви и т. д. Область применения синтетического каучука практически безгранична.

Какие ингредиенты используются для производства синтетического каучука?

Синтетический каучук относится к ряду полимерных материалов, созданных из нефтехимических продуктов. Точная разбивка ингредиентов для каждого синтетического каучука будет отличаться. Базовый рецепт синтетического каучука включает:

• Нефтехимическую основу углеводородов, таких как нефть или уголь.
• Природный газ для запуска образования мономеров.
• Наполнители, технологические добавки, системы отверждения, антидеграданты и другие добавки, в зависимости от условий эксплуатации продукта.

Как производится синтетический каучук?

Производство синтетического каучука начинается со смеси углеводородов, обычно из нефти или угля. Эта смесь очищается для получения нафты, легковоспламеняющейся нефти. Нафта соединяется с природным газом для создания мономеров, таких как бутадиен, стирол, изопрен, хлоропрен, этилен и пропилен. Затем это вещество полимеризуется с использованием катализатора и технологического пара, образуя цепочки полимеров для создания каучука. На этом этапе синтетические каучуки при необходимости можно дополнительно вулканизировать.

Силиконовый каучук

Силиконовый каучук, как и натуральный каучук, является эластомером. Разница между ними заключается в их атомной структуре. Большинство каучуков имеют основу из углерод-углеродных связей, но основа силикона состоит из кремния и кислорода.

Силикон обычно нереактивен, стабилен и устойчив к экстремальным условиям. Силиконовый каучук намного лучше, чем натуральный каучук, выдерживает воздействие тепла, холода, химикатов и озона. Силикон также может выдерживать длительное воздействие воды с очень небольшим поглощением или другим воздействием на механические свойства. Другие преимущества включают биосовместимость и радиационную стойкость.

Для чего используется силиконовая резина?

Силиконовый каучук обладает многими полезными свойствами и обычно используется в широком диапазоне продуктов.

Силиконовый каучук не разлагается при высоких температурах и безопасен для пищевых продуктов, что делает его популярным выбором для инструментов для приготовления пищи и выпечки. Силиконовые формочки для кексов, шпатели и многие другие инструменты в последние годы становятся все более популярными. Многие другие потребительские товары содержат силикон, например спортивная одежда, контейнеры для хранения, электроника, косметика и обувь.

Силикон в промышленности используется в автомобильной промышленности, герметиках и изоляторах. Силикон также можно найти во многих медицинских изделиях, таких как трубки, компоненты шприцев, компоненты для управления жидкостями и многое другое.

Какие ингредиенты используются для изготовления силиконовой резины

Силиконовая резина — это материал с широкими возможностями настройки, который можно адаптировать для удовлетворения требований различных условий эксплуатации. Базовый рецепт силиконового каучука включает:

• Силикатный кварц, из которого извлекают кремнезем.
• Метилхлорид для создания полидиметилсилоксана.
• Отвердитель.
• Прочие добавки, такие как пигменты, наполнители и др.

Как изготавливается силиконовая резина?

Силиконовый каучук начинается с диоксида кремния, соединения диоксида кремния. Кремнезем можно найти во всем мире природы, но его легче всего извлечь из кварцевого песка. Огромное количество кварцевого песка нагревают до 1800°C для извлечения атомов кремния. Затем чистый кремний смешивают с метилхлоридом, нагревают и перегоняют в полидиметилсилоксан. Заключительные этапы процесса включают полимеризацию, формование или экструзию и отверждение.

Существует много различных сортов силиконового каучука, каждый из которых обладает уникальным профилем эксплуатационных свойств, уровней упругости и других характеристик. Эти марки часто достигаются с помощью различных добавок и других этапов процесса производства силиконового каучука.

Услуги по тестированию каучука от ACE Laboratories

Специалисты ACE имеют многолетний опыт работы с материалами и изделиями из натурального, синтетического и силиконового каучука всех видов. Наша современная лаборатория, аккредитованная в соответствии со стандартом ISO/IEC 17025, оснащена оборудованием для проведения стандартных испытаний, а также для комплексных индивидуальных протоколов испытаний. Если вы хотите оценить сырье или расследовать отказ всего продукта, наша команда может помочь. Свяжитесь с нами > 

В новостях

Процесс обратного проектирования резины

Что такое обратное проектирование? Обратный инжиниринг — это исследовательский процесс, который включает в себя разделение продукта, материала или составного состава на отдельные компоненты и элементы. Общая цель реверсивного проектирования состоит в том, чтобы понять.