Вулканизация каучука

Вулканизация каучука

Вулканизация каучука — это процесс химической обработки каучука, который включает применение химических веществ — обычно серы — для изменения физических свойств каучука. В своем естественном состоянии каучук обладает многочисленными привлекательными качествами, включая стойкость к ржавчине, коррозии и плесени. Но каучук очень мягкий и эластичный материал, что может ограничивать его применение в определенных условиях. Это привело к тому, что компании-производители резинотехнических изделий используют процесс вулканизации каучука для решения этой проблемы. При этом повышаются прочностные характеристики каучука, его твёрдость и эластичность, снижаются пластические свойства, степень набухания и растворимость в органических растворителях.

Вулканизующие группы

Чтобы обеспечить требуемые технические и эксплуатационные характеристики резины используются добавки всевозможных веществ в каучук – мела, сажи, мягчителей и прочих. Практическое применение нашло несколько подходов к вулканизации, объединенные одним общим свойством – сырье проходит обработку вулканизационной серой.

Ряд нормативов и учебников указывает на то, что агентами вулканизации способны послужить сернистые соединения, которые признаются таковыми исключительно из-за содержания в них серы. В противном случае они оказывают на процесс вулканизации такое же влияние, как и прочие вещества, не имеющие в своем составе серных соединений.

Изготовление РТИ по индивидуальному заказу

Определенное время назад были проведены исследования, и в процессе определялось воздействие на каучук органических соединений и определенных компонентов: фосфора, селена, тринитробензола и остальных. Но данные соединения не продемонстрировали никакой ценности на практике в плане вулканизации.

Выделяется холодный и горячий подход к вулканизации. Холодный условно делится на типы. Для первого из них используется полухлористая сера. При этом механизм процедуры с ее применением имеет определенные особенности.

Заготовка из натурального материала помещается в парах данного вещества или в растворе на базе определенного растворителя, соответствующего паре запросов: растворяет каучук, не начинает реакцию с полухлористой серой. Традиционно применяются растворители на базе сероуглерода, бензина и аналогичных составов. Полухлористая сера, растворенная в жидкости, не позволяет каучуку менять свое агрегатное состояние. Этот процесс предполагает, что каучук насытится данным химикатом. Продолжительность вулканизации влияет на технические параметры заготовки, на показатели прочности и эластичности конечного продукта.

В 2% растворе вулканизация длится от пары секунд до нескольких минут. При больше продолжительности возникает вероятность перевулканизации, в результате которой заготовка утрачивает пластичность, переходя в хрупкое состояние. Опытным путем установлено, что для изделий толщиной около миллиметра процедура должна длиться считанные секунды. Такая технология становится лучшим решением при обработке тонкостенных элементов – перчаток, трубок и аналогичных. В данном случае обязательно четко следить за соблюдением режимов обработки, чтобы не допустить, что вулканизация наружного слоя сильнее, чем нижнего. Когда процедура завершена, требуется обработать полученные изделия щелочным раствором либо водой. Холодная вулканизация может проводиться и иным способом. Каучуковые тонкостенные заготовки переносятся в атмосферу, которая насыщена SO2. Спустя заданное время заготовки устанавливаются в камеру с H2S (сероводородом). В подобных камерах изделия находятся примерно 15-25 минут. Процесс вулканизации за это время полностью завершается. Такая процедура успешно используется для финального покрытие клееных швов, которые за счет этого получают повышенную прочность. Для обработки особых видов каучуков могут использоваться синтетические смолы, при этом вулканизация по своим параметрам не имеет отличий от описанного процесса.

Длительный срок эксплуатации и плохое качество дорог не наилучшим образом сказываются на состоянии автомобильных шин. Агрессивное влияние внешних факторов приводит к тому, что на их поверхности образуются повреждения. Оптимальный вариант в данном случае — отправиться в станцию техобслуживания, где специалисты проведут вулканизацию покрышек.

Вулканизациявысокотехнологичный процесс, при котором каучук образуется в резину. Данное сырьё позволяет в разы минимизировать расходы на обслуживание и ремонтные работы покрышек.

Любая автомастерская предлагает несколько вариантов вулканизации:

  • горячая — «сырая резина» поддается термической обработке и крепится на порезанном участке;
  • холодная — применяется подобранная заплатка и клеевое вещество.

Первая разновидность ремонта проблемы более эффективна и отличается надежностью, поскольку колесо можно использовать в обычной среде длительное время. Второй тип чаще всего применяется в качестве временной закладки. Согласно инструкции, вулканизацию допустимо применять при следующих разрезах: при поперечных порезах — до 25 мм, продольных — до 35 см.

«Горячая вулканизация»

Метод «горячей вулканизации» основывается на обработке пореза каучуком при помощи высоких температур. Термическое воздействие позволяет превратить резиновые компоненты в один монолитный слой. Время проведения процедуры в среднем составляет 1-2 часа (в зависимости от уровня повреждения).

Горячая вулканизация включает в себя несколько этапов:

  1. Демонтаж покрышки и обработка пореза фрезой.
  2. Покрытие ранее обработанного участка защитными средствами.
  3. Тщательно высушенный участок равномерно заполняется каучуком и отправляется на специализированный станок.
  4. Вулканизация шины проводится при температуре 120-140 градусов.
  5. Нанесения кордовой заплатки для улучшения технических характеристик.
  6. Финишная обработка покрышки и ее монтаж на место.

Расценки на такую процедуру составляют от 400 рублей и напрямую зависят от радиуса шины, определенного региона и стоимости исходных материалов.

«Холодная вулканизация»

Такой способ не нуждается в нагреве и применяется в экстренных ситуациях. Заплатки или так называемые жгуты скрепляются при помощи «цемента». Проводится холодная вулканизация следующим образом:

  1. Демонтаж колеса и визуальная диагностика пореза.
  2. Обезжиривание и очищение повреждения.
  3. На обработанное место наносится клей.
  4. Колесо накачивается и монтируется обратно.

Полное схватывание и адгезия материалов осуществляется спустя несколько дней, поэтому в ближайшее время рекомендуется не ездить на дальние дистанции.

Предварительная стоимость данной процедуры составляет 250 рублей (все исходит от марки используемых материалов и степени сложности повреждения).

Надежность шин после ремонтных работ

  • Ремонт боковых и продольных порезов на шине при помощи вулканизации позволяет в разы продлить срок службы покрышки. При соблюдении технических требований во время проведения процесса, отремонтированное колесо может прослужить еще несколько сезонов в условиях ежедневной эксплуатации транспортного средства.
  • Холодная вулканизация должна применяться исключительно с использованием качественных клеевых составов. В особо сложных случаях необходимо проводить разбортовку колеса и наносить дополнительную заплатку на покрышку с внутренней стороны.
  • Наиболее распространенным дефектом, который появляется в следствие непрофессиональной работы является появление грыжи на заклеенном участке покрышки. Они также незамедлительно требуют ремонта и вмешательства специалистов. При повторном возникновении проблемы рекомендуется заменить комплектующие детали.

Балансировка колеса после проведения вулканизации

Вулканизация оказывает влияние на структуру колеса, смещая в сторону его центр тяжести. Это приводит к дисбалансу векторов приложения, что может сказаться на качестве езды и привести к возникновению аварийной ситуации. Помимо этого, может случится следующее:

  • Преждевременный износ подвески и протектора;
  • увеличение тормозного расстояния;
  • неприятные вибрации в рулевой системе управления.

Чтобы свести всевозможные риски на автомагистралях, необходимо провести балансировку шин сразу же после вулканизации. Балансировку колеса проводят на специализированном станке. Более эффективного результата удается достичь благодаря использованию инновационных электронных стендов.

В любом случае крайне важно следить за «здоровьем» своего «железного коня». Регулярно проходите ТО, соблюдайте все рекомендации специалистов. Тогда он прослужит нам не один десяток лет.

Что такое вулканизация каучука и что она дает?

Технологический процесс вулканизации подразумевает смешение каучука, серы и других веществ в необходимых пропорциях. Их подвергают тепловой обработке. При нагревании каучука с агентом серы молекулы этого вещества скрепляются друг с другом серными связями. Некоторые их группы образуют единую трехмерную пространственную сетку.

Читайте также  Для чего нужны трансформаторы

В состав каучука входит большое количество углеводорода полиизопрена (C5H8)n, белков, аминокислот, жирных кислот, соли некоторых металлов и другие примеси.

В молекуле природного каучука может присутствовать до 40 тысяч элементарных звеньев, он не растворяется в воде, но прекрасно расщепляется в органических растворителях. Однако если каучук способен практически полностью раствориться в бензине, то резина в нем лишь разбухнет.

Вулканизация этого материала способствует снижению пластических показателей резины, оптимизирует степень ее набухания и растворимость при непосредственном контакте с органическими растворителями.

Процесс вулканизации каучука обеспечивает полученный материал более прочными свойствами. Резина, изготовленная по такой технологии, способна сохранять эластичность в широком диапазоне температур. В то же время нарушения технологического процесса в виде увеличения добавления серы приводят к появлению твердости материала и утрате эластичных способностей. В результате получается совсем другое вещество, которое называют эбонитом. До появления современных видов пластмасс эбонит считался одним из лучших изолирующих материалов.

Технология горячей вулканизации шин своими руками

Такая технология применяется несколько дольше, чем холодная. Во времена, когда вокруг не было такого количества шиномонтажек, авто- и велолюбители ремонтировали свои транспортные средства в гараже при помощи именно такого метода, для которого применяется электрический или бензиновый вулканизатор, который можно легко собрать своими руками. технология здесь заключается в следующем: мастер сжигает бензин, который прогревает резину при помощи поршня. Как только температура поднимается до 90 градусов, сырая резина для вулканизации начинает укрепляться, если поднять температуру до 147 градусов, процесс идет заметно быстрее и качественнее. А вот выше 150 лучше не поднимать, т.к. материал начинается разрушаться и теряет свои свойства. После 160 градусов сырая резина начинается обугливаться. Идеальное время прогрева при горячей вулканизации сырой резины – около 8-10 минут. Фрагмент материала прикладывается к месту прокола на камере и сдавливается при помощи струбцины, чтобы в процессе химической реакции не образовывались пузырьки и не собирался воздух, образуя опасные пустоты.

В походных условиях провести такую операцию для камер гораздо сложнее, но все же возможно: если есть фрагмент сырой резины, можно нагреть его над костром. Определить температуру пламени можно по кусочку сахара или листку бумаги: и то, и то начинает плавиться/обугливаться при температуре 145 градусов – как раз той, что требуется для вулканизации. В качестве струбцины можно использовать плоский тяжелый камень, деревянное полено или любой другой подходящий предмет.

На всю операцию вы потратите около 20 минут. Не забывайте, что место проклейки заплатки камеры нужно обязательно зачищать шкуркой или хотя бы протереть бензином, чтобы удалить загрязнения с шины.

Механизм из поршня

В качестве элемента конструкции используется поршень от машины или мотоцикла. Такому вулканизатору не нужна электроэнергия. Для этого требуется запас 50 г бензина.

  1. Из дерева выпиливается основание. Древесина не препятствует прогреву резины.
  2. Из металла изготавливается балка, толщиной 10 мм.
  3. В деревянном основании и балке по краям сверлятся 2 отверстия под болты М12.

На деревянную планку ставится камера с заплаткой. Сверху помещается цилиндр, заполненный бензином. И вся конструкция стягивается болтами. Бензин поджигается. После его прогорания дается время на остужение. А затем разбирается.

Вулканизатор — очень важный прибор для автомобилиста. Особенно он необходим в дороге в случае непредвиденной ситуации. В домашних условиях нет смысла делать дорогостоящую покупку. Поскольку изготовить такое приспособление можно из отслуживших свой срок приборов.

Что такое вулканизированная резина

Резина, прошедшая процесс вулканизации, называется вулканизированной резиной. В процессе вулканизации между независимыми полимерными цепями конкретного каучука образуются химические связи, в результате чего образуется молекулярная сеть внутри полимерной матрицы. Эти новые химические связи часто называют поперечными связями. Цепочки из атомов серы, отдельных атомов серы, атомов углерода и углерода или ионов поливалентных металлов могут образовывать эти поперечные связи. Вулканизированный каучук становится жестким и менее липким из-за образования этой молекулярной сети. Наиболее важно то, что вулканизированные каучуки возвращаются к своей первоначальной форме при снятии больших механических напряжений. Таким образом, процесс вулканизации уменьшает количество постоянных деформаций и увеличивает обратные силы. Другими словами, процесс вулканизации снижает пластичность при одновременном повышении эластичности.

Существует четыре типа систем вулканизации (системы отверждения);

Система серы является самой распространенной и широко применяемой системой отверждения в мире. Это медленная вулканизирующая система, которая требует большого количества серы, высоких температур и длительных периодов нагрева. Наиболее важные параметры процесса вулканизации включают время, прошедшее до его начала (время обжига), скорость вулканизации и степень вулканизации. Инструмент, называемый реометром, может быть использован для определения этих параметров.

Система вулканизации серы

Стыковка конвейерных лент

Конвейерные ленты используют в различных областях промышленности. Часто приходится сталкиваться с необходимостью их соединения (состыковки) между собой. В таких случаях используют метод горячей, холодной или механической вулканизации.

Это заготовка статьи по химии. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Литература

  • Шейпак А.А.История науки и техники. Ч.1. — МГИУ, 2007. — С. 55-57. — 274 с. — ISBN 9785276016641.
  • Калисский В. С., Манзон А. И., Нагула Г. Е. Учебник водителя автомобиля категории C. — Москва, издательство «Транспорт», 1983. — 352 с.

Что такое Wiki.cologne Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.

Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.