Производство резины и резинотехнических изделий: оборудование и технология. из чего делают резину

Типы профиля автомобильных шин

Все шины имеют определенные параметры – ширину и высоту. Соотношение этих величин называют «профиль». Широкопрофильными считаются те покрышки, соотношение ширины и высоты которых составляет более 55%. Если этот показатель ниже, то их называются низкопрофильными.


Низкопрофильная резина Широкопрофильная резина

Широкопрофильные шины обеспечивают хорошую проходимость транспортного средства. Чем шире профиль – тем лучше автомобиль передвигается по бездорожью, поэтому шины такого  формата ставят на внедорожники, сельскохозяйственную и военную технику.

Специально для тракторов и экскаваторов выпускаются широкопрофильные шины низкого давления. Эта технология создает хорошую амортизацию транспортного средства и проходимость на мягких грунтах.

Низкопрофильная резина обеспечивает высокие скоростные показатели. Она намного улучшает управляемость автомобиля, особенно при вхождении в поворот на высокой скорости.(от 80 км/ч). За счет малой высоты резины она не отличается высокой проходимостью и довольно быстро изнашивается, особенно на некачественных дорогах.

Сравнение широкопрофильных и низкопрофильных шин

Достоинства Недостатки
Широкопрофильные 1. Высокая проходимость.

2. Малый износ.

3.Хороший уровень амортизации.

4. Устойчивость к качению.

1. Плохая управляемость на асфальтном покрытии.

2. Быстрый износ на асфальтном покрытии.

3. Невысокая скорость автомобиля.

Низкопрофильные 1. Высокая скорость.

2. Хорошая маневренность.

3. Прочность.

4. Короткий тормозной путь.

5. Стильный внешний вид.

1. Быстро изнашиваются.

2. Имеют малую проходимость.

3. Создают шум во время движения.

4.Обеспечивают маленькую амортизацию.

5. Имеют высокую стоимость.


Учитывая все нюансы, каждый владелец транспортного средства должен выбирать наиболее подходящий для себя вариант соотношения высоты и ширины резины

Принимать во внимание нужно, прежде всего, условия, в которых эксплуатируется автомобиль

Профиль обязательно указывается на каждом экземпляре. В маркировке изделия его ширина пишется самой первой, а дальше идет высота, которая указывается в процентном соотношении к ширине. Например, если на покрышке выбито 205/50, то это значит, что ширина ее составляет 205мм, а высота 50% от ширины, то есть — 102.5 мм.  

Стоимость низкопрофильной спортивной резины по карману не каждому автолюбителю. Она гораздо дороже широкопрофильной. Например, если взять легковые летние шины производителя  MICHELIN с низким профилем, их цена будет колебаться в пределах 68-70 долларов. Широкопрофильные колеса этой же марки обойдутся автовладельцу примерно 50 долларов за одну шину. (Цены актуальны на состояние 16.10.2018)

Из какого сырья делают резину?

Большая часть резиновых материалов получается в результате промышленной обработки синтетических и натуральных каучуковых смесей. Достигается эта обработка посредством сшивки каучуковых молекул химическими связями. Последнее время используется порошкообразное сырье для производства резины, характеристики которого специально рассчитаны на образование литьевых форм. Это готовые композиции на базе жидкого каучука, из которых в том числе выпускают эбонитовые изделия. Сам процесс вулканизации не обходится без специальных активаторов или агентов – это химические вещества, способствующие сохранению оптимальных рабочих качеств смеси. Обычно для данной задачи используют серу. Это компоненты, составляющие основу набора, требуемого для изготовления резины. Но, в зависимости от требуемых эксплуатационных качеств и назначения продукта, технологи вводят производственные этапы, на которых структура изделия обогащается и модифицирующими элементами.

Использование целых шин

Изношенные шины применяются для устройства искусственных рифов, служащих местом обитания рыб и устриц. Фирмой «Гудьир» в 1970 г. у берегов Австралии был создан искусственный риф из 15 тыс. шин. Рифы созданы у берегов Флориды из 215 тыс. шин; Новой Зеландии, Ямайки, Греции, Японии и др. Загрязнение морской воды при этом не происходит. Около 200 искусственных нерестилищ из изношенных шин создано в Германии.

Согласно разработке фирмы «Органикой» (Германия), при создании звукоизолирующих ограждений вдоль автострад у шин удаляют одну боковину, после чего их соединяют и заполняют землей. В результате образуется наклонный спуск, который можно озеленить. Такая конструкция поглощает звук и одновременно служит барьером безопасности. Для изготовления такого барьера требуется 5 тыс. шин на 100 погонных метров. 

По каким признакам классифицируются автошины

Виды автомобильных шин разделяют по целому ряду параметров, это упрощает выбор. В первую очередь разделяют по типу транспорта. Покрышки могут быть рассчитаны на легковые автомобили, грузовики, мототехнику, спецтранспорт. У грузовой резины существует подразделение еще и по особенностям конкретных автомобилей и осям. В зависимости от типа транспорта шины могут иметь разные размеры, протектор, допустимые нагрузки и прочие параметры.

Также разделяют по допустимым дорожным покрытиям. От правильного выбора зависит управляемость и некоторые другие нюансы.

По типу конструкции выделяют несколько разновидностей, отличающихся расположением корда.

Важным является разделение по сезону. Покрышки разделяют по возможности применения в определенное время года. От этого зависит безопасность движения, а также продолжительность эксплуатации покрышек.

Еще существует деление по протектору. Этот фактор влияет на управляемость, безопасность, а также возможность движения по разным покрытиям. Поэтому, его стоит учитывать при выборе.

Из каких элементов состоит конструкций шины?

Строение шины стандартизировано. Состоит покрышка из следующих элементов.

  • Каркас. Это основная часть авторезины. Состоит из кордовой нити, обеспечивающей достаточную прочность.
  • Брекер. Слой кордовой нити, залитый резиновой смесью. Используется для усиления слабых мест. Обычно располагается под протектором.
  • Протектор. Резиновая лента с определенным рисунком, размещается на скате. Отвечает за сцепление с дорогой. В протекторе зачастую размещаются шипы.
  • Канавка. Элемент рисунка протектора. Улучшает сцепление с дорогой, обеспечивает курсовую устойчивость. Улучшается отведение воды из пятна контакта.
  • Плечо. Зачастую считают частью протектора. На самом деле — самостоятельный элемент, продолжает рисунок протектора, являясь переходным звеном между скатом и боковиной.
  • Боковина — по логике находится на боку покрышки, защищает внутреннюю полость. Имеет достаточную прочность, чтобы амортизировать удары при наезде на препятствия.
  • Бортовое кольцо. Придает достаточную жесткость шине, позволяя надевать ее на обод диска. Представляет собой проволочное кольцо, покрытое резиной.

Помимо перечисленного в конструкции имеются ламели и шашки протектора, борт делится на несколько более мелких элементов.

Этапы процесса изготовления резиновых изделий


Промышленное изготовление резины начинается с процесса пластификации сырья, то есть каучука. На этом этапе обретается главное качество будущей резины – пластичность. Посредством механической и термической обработки каучук смягчается до определенной степени. Из полученной основы в дальнейшем будет осуществлено производство резины, но перед этим пластифицированная смесь подвергается модификации рассмотренными выше добавками. На этой стадии формируется резиновый состав, в который добавляют серу и другие активные компоненты для улучшения характеристик состава.

Важным этапом перед вулканизацией является и каландрование. По сути, это формование сырой каучуковой смеси, прошедшей обогащение добавками. Выбор способа каландрирования определяет конкретная технология. Производство резины на этом этапе может предполагать также и выполнение экструзии. Если обычное каландрование ставит целью создание простых резиновых форм, то экструзия позволяет выполнять сложные изделия в виде шлангов, кольцевых уплотнителей, протекторов для автомобильных шин и т. д.

Возможные направления использования резиновой крошки

Порошковая резина с размерами частиц от 0,2 до 0,45 мм используется в качестве добавки (5…20%) в резиновые смеси для изготовления новых автомобильных покрышек, массивных шин и других резинотехнических изделий. Применение резинового порошка с высокоразвитой удельной поверхностью частиц (2500-3500 см. кв. /г), получаемой при его механическом измельчении, повышает стойкость шин к изгибающим воздействиям и удару, увеличивая срок их эксплуатации.

Порошковая резина с размерами частиц до 0,6 мм используется в резинотехнических изделий. При этом свойства таких резин (прочность, деформируемость) практически не отличаются от свойств обычной резины ,изготовленной из сырых каучуков.

С экономической точки зрения наиболее целесообразным кажется использование резиновой крошки в рецептуре резиновых смесей. Однако, при самом оптимистическом прогнозе в смесях для шин и резинотехнических изделиях можно использовать не более 20% резиновой крошки, полученной при переработке всех шин, выходящих из эксплуатации. Поэтому важны другие области использования дробленой резины, особенно в связи с прогнозируемым увеличением объемов переработки изношенных шин.

Порошковую резину с размерами частиц до 1,0 мм можно применять для изготовления композиционных кровельных материалов (рулонной кровли и резинового шифера), подкладок под рельсы, резинобитумных мастик, вулканизованных и не вулканизованных рулонных гидроизоляционных материалов.

Порошковая резина с размерами частиц от 0,5 до 1,0 мм применяется в качестве добавки для модификации нефтяного битума в асфальтобетонных смесях. При небольших размерах частиц резиновая крошка распределяется по массе асфальтобетонной смеси более равномерно повышая упругую деформацию при отрицательных температурах. Объем дробленой резины в составе таких усовершенствованных покрытий должен составлять около 2% от массы минерального материала, т.е. 60…70 тонн на 1 км дорожного полотна. При этом срок эксплуатации дорожного полотна увеличивается в 1,5 -2 раза.

Порошки размерами частиц от 0,5 до 1,0 мм используются также в качестве сорбента для сбора сырой нефти и жидких нефтепродуктов с поверхности воды и почвы, для тампонирования нефтяных скважин, гидроизоляции зеленых пластов и т.д. Резиновая крошка с размерами частиц от 2 до 10 мм используется при изготовлении массивных резиновых плит для комплектования трамвайных и железнодорожных переездов, отличающихся длительностью эксплуатации, хорошей атмосферостойкостью, пониженным уровнем шума и современным дизайном; спортивных площадок с удобным и безопасным покрытием; животноводческих помещений.

Натуральные и синтетические составляющие

Как добывается натуральный каучук

Резину для автомобилей делают из каучука, который может быть природного либо синтетического происхождения. Натуральный каучук добывают из каучуковых деревьев. Дословно название «каучук» переводится как плачущее дерево. Сок указанного дерева имеет очень большую ценность, из него производится авторезина. Синтетический каучук имеет меньшую себестоимость, его чаще применяют для производства.

Примерно 30% от общего состава резины составляет технический углерод (сажа). Он выступает скрепляющим компонентом, действующим на молекулярном уровне. Сажа увеличивает такие характеристики резины:

  • эксплуатационный период;
  • прочность изделия;
  • износостойкость.

Иногда технический углерод заменяется кремниевой кислотой. Этот компонент используют с целью уменьшения себестоимости продукции. Указанная кислота дешевле сажи. При ее использовании увеличивается сцепление колес с мокрым дорожным покрытием, при этом уменьшается стойкость шин к износу.

При производстве резины, для обеспечения ей определенных свойств домешивают разнообразные масла и смолы. Они уменьшают жесткость покрышек, предназначенных для зимы.

Каждый производитель покрышек применяет особый состав авторезины, делает упор на определенные характеристики покрышек:

  • сцепление с дорожной поверхностью;
  • устойчивость к абразивным частицам дороги;
  • улучшение скоростных характеристик и так далее.

Рекомендуем посмотреть видео о том, из чего делают резину:

https://youtube.com/watch?v=arF5fc14hpM

Применение резины

Резины широко используют в технике, сельском хозяйстве, быту, медицине, строительстве, спорте. Ассортимент резиновых изделий насчитывает более 60 тыс. наименований. Среди них: шины, транспортные ленты, приводные ремни, рукава, амортизаторы, уплотнители, сальники, манжеты, кольца и др., кабельные изделия, обувь, ковры, трубки, покрытия и облицовочные материалы, прорезиненные ткани, герметики и др. Более половины объема вырабатываемой резины используется в производстве шин.

Мировое производство резиновых изделий более 20 млн. т/год (1987).


Лит.: Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М., 1971; Кузьминский А.С., Кавун С.М., Кирпичев В.П., Физико-химические основы получения, переработки и применения эластомеров, М., 1976; Энциклопедия полимеров, т. 3, М., 1977, с. 313-25; Кошелев Ф.Ф., Корнев А.Е., Буканов А.М., Общая технология резины, 4 изд., М., 1978; Догадкин Б.А., Донцов А.А., Шершнев В.А., Химия эластомеров, 2 изд., М., 1981; Федюкин Д.Л., Махлис Ф.А., Технические и технологические свойства резин, М., 1985; Применение резиновых технических изделий в народном хозяйстве. Справочное пособие, М., 1986; Зуев Ю.С., Дегтева Т.Г., Стойкость эластомеров в эксплуатационных условиях, М., 1986; Лепетов В.А., Юрцев Л.Н., Расчеты и конструирование резиновых изделий, 3 изд., Л., 1987.

Ф.Е. Куперман.

Как наносить жидкую резину на плоскую кровлю?

Перед нанесением изолирующего состава на плоскую кровлю важно удалить с нее все лишние предметы и устранить выступающие части. При соблюдении этого условия состав наносится равномерно и обеспечивает максимальную защиту поверхности

Слой жидкой резины толщиной 2 мм по своим гидроизолирующим свойствам идентичен нескольким слоям рубероида.

Распыление жидкой резины на относительно ровную кровлю образует бесшовную мембрану. Это справедливо для случаев, когда применяются мощные устройства, распыляющие состав под давлением. Маломощные агрегаты, скорее всего, приведут к образованию бугорков и неровностей.

Жидкая резина – высококачественный современный материал, который активно используется по всему миру. Благодаря уникальным свойствам ее повсеместно используют при возведении серьезных промышленных объектов. Но и владельцу небольшого дома для проведения текущего ремонта она тоже вполне подойдет.

Вулканизация как завершающий этап производства

В процессе вулканизации заготовка проходит финальную обработку, благодаря которой изделие получает достаточные для эксплуатации характеристики. Сущность операции заключается в воздействии давления и высокой температуры на модифицированную каучуковую смесь, заключенную в металлическую форму. Сами формы устанавливаются в специальной автоклаве, подключенной к паровому нагревателю. В некоторых сферах производство резины может предусматривать и заливку горячей воды, которая стимулирует процесс распределения давления через текучую среду. Современные предприятия также стремятся к автоматизации этого этапа. Появляются все новые пресс-формы, которые взаимодействуют с подающими пар и воду форсунками на основе компьютерных программ.

Советский каучук

Еще в 1901 году русский химик Иван Кондаков синтезировал эластичный полимер из диметилбутадиена. Именно этот способ немцы взяли за основу при производстве синтетической резины. Однако в России никогда такой резины не производили. До Первой мировой наши заводы покупали за рубежом до 12 000 т латекса ежегодно, с приходом советской власти объемы импорта возросли еще больше, что не могло не огорчать руководство страны.

В конце 1920-х годов Сталин заявил: «У нас в стране имеется все, кроме каучука. Но через год-два и у нас будет свой каучук». Чтобы удовлетворить призыв вождя, советские ботаники стали искать растения, способные заменить гевею. Выяснилось, что каучук можно производить из одуванчика кок-сагыз, росшего в горах Средней Азии. Его начали выращивать в советских колхозах, но ожидания не оправдались: импортируемый латекс был и качественней, и дешевле.

Рецепт «легковой» шины компании Michelin У специалистов компании Michelin мы узнали, какие вещества необходимы для получения протектора шины для легкового автомобиля. Итак, вот что нужно для того, чтобы получить 200 кг такого материала: 100 кг резины (примерно 85 кг синтетической и 15 кг натуральной), 35 кг сажи, 35 кг кремнезема, 20 кг минерального масла, 4 кг смолы, 2 кг антиоксиданта, 2 кг воска, 4 кг оксида цинка, 1,5 кг стеариновой кислоты, 1 кг ускорителя вулканизации и 1,5 кг серы.

Поскольку ботаники не справились с заданием, отдуваться пришлось химикам. И здесь стране повезло: исследователь Сергей Лебедев, который еще до революции пытался синтезировать резину, смог в сжатые сроки предложить недорогой способ получения искусственного латекса. По технологии Лебедева его производили из бутадиена, который, в свою очередь, изготавливали из спирта. В 1931 году в Ленинграде заработал единственный в мире на тот момент завод по выпуску синтетического каучука. После удачного дебюта тут же строятся заводы-гиганты по производству синтетической резины в Ярославле, Воронеже и Ефремове… С 1934 по 1936 год объемы выпуска синтетического каучука возросли с 11 000 до 40 000 т. Так что в 1937 году уже более 70% резины в СССР изготавливали из отечественного синтетического латекса.

Примерно в то же самое время, что и в Советском Союзе, технологию получения искусственного латекса на основе бутадиена разработали и в Германии. Однако в ходе очередной войны немцам она не пригодилась. Малайские запасы каучука на этот раз контролировала Япония, а роль державы, страдающей от резинового голода, выпала Соединенным Штатам. Поскольку Америка никогда не испытывала нужды в этом материале, опыта производства синтетической резины у нее не было. Зато здесь трудились многие известные химики и технологи, так что буквально за несколько месяцев было налажено производство резины по технологии, аналогичной той, что применялась в СССР. Чуть позднее в Америке появился и другой синтетической латекс, получивший название неопрен. Было выяснено, что новый материал более устойчив к органическим растворителям, чем натуральная резина. Впервые в истории было четко продемонстрировано, что синтетический материал может не просто быть заменителем природного, но и превосходить его по качеству. С тех пор были разработаны десятки заменителей латекса, каждый для конкретной задачи. А шинные производители нашли оптимальное соотношение между натуральной резиной и синтетикой для каждого типа колес.

Срок эксплуатации автомобильной резины

Срок эксплуатации регламентируется ГОСТ 4754-97 и 5513-97. Согласно этим документам покрышки можно использовать не больше 5 лет. Помимо этого, существует срок хранения шины. Он не должен превышать 3 года. Итого, обычный срок использования авторезины не должен превышать 8 лет с момента изготовления. Эту информацию можно увидеть на боковой стороне покрышки.

Также следует учитывать пробег. На допустимый пробег влияет модель шины, а также ее типоразмер. Для легковых автомобилей допустимый пробег колеблется в пределах 45–70 тысяч километров.

Еще один параметр, который стоит учитывать – остаточная глубина протектора. Эти данный указаны в ПДД, в разделе о допуске транспортных средств к эксплуатации.

  • Для легковых автомобилей и грузовиков с массой до 3,5 тонны минимальная глубина протектора – 1,6 мм;
  • Грузовики и прицепы с массой свыше 3,5 тонны – не менее 1 мм;
  • Мотоциклы – минимум 0,8 мм.

Когда используется жидкая резина?

Основной областью применения жидкой резины являются любые виды гидроизоляционных работ. Кроме того, она используется:

  • в гражданском строительстве – для усиления пароизоляции и гидроизоляции несущих стен, перекрытий, фундаментов, резервуаров и емкостей, внешних поверхностей стен в условиях повышенной влажности;
  • при возведении опасных промышленных объектов – метрополитена, туннелей, мостов, для стабилизации откосов и насыпей, укрепления горной породы;
  • при гидроизоляции труб, фундаментов, стен, подвалов, полов, при восстановлении имеющейся и устройстве новой кровли;
  • в сельском хозяйстве – при возведении дамб и ирригационных каналов;
  • при организации системы водоснабжения и в индустриальном строительстве – для изоляции водонапорных башен, подземных хранилищ, бассейнов, отстойников, водостоков и защиты бетонных конструкций.

Заключение

Процессы изготовления резиновых изделий во многом стандартизированы как в плане механической обработки, так и в части химического воздействия. Но даже при условии использования одинаковых производственных аппаратов характеристики получаемых изделий могут быть разными. Это доказывает и резина отечественного производства, предлагающая разные наборы эксплуатационных свойств. Наибольшую долю резиновой продукции в российском сегменте промышленности занимают автомобильные шины. И в этой нише особенно ярко проявляются способности технологов к гибкой модификации составов в соответствии с жесткими требованиями к конечной продукции.

Выбирая детали, обращайтесь в РТИ-Промэкспорт, Наши изделия – стабильность и надежность вашего оборудования!

Не забывайте ставить «палец вверх»и подписываться на, чтобы получать больше полезной информации каждый день.


С этим читают