Что такое резиновые смеси, основные компоненты и виды

В этой статье мы рассмотрим

• Как разрабатывают рецептуры смеси
• Основные компоненты
• Виды наполнителей
• Вспомогательные ингредиенты
• Виды

Резина – хорошо известный эластичный материал, из которого изготавливают самые различные изделия, от детских надувных шариков, до обуви, автомобильных шин и конвейерных лент. Общие свойства резины – возможность обратимой деформации в значительных пределах, водоупорность, высокое электрическое сопротивление. Получают резину из заранее подготовленного сырья после вулканизации – обработки нагреванием.

Свойства резины находятся в очень широком диапазоне, в зависимости от компонентов, которые входят в состав исходного сырья – резиновой смечи. Основной ингредиент – каучук, натуральный или синтетический. Добавки – стабилизаторы, активизации вулканизации, наполнители… При вулканизации внутри аморфного мягкого вещества происходят ряд изменений на молекулярном уровне. В результате резиновая смесь теряет растворимость, текучесть и пластичность, превращаясь, собственно, в резину.

В промышленном производстве используют различные  виды резиновой смеси, в зависимости от того, какие свойства должны быть у конечного продукта. Например, только по температурному диапазону использования резина подразделяется на 7 основных групп, от 0 до 6.  Нулевой диапазон – от -15 до +130°С, шестой – -50…+200°С. Также от компонентов смеси зависят и другие характеристики:

• истираемость;
• упругость;
• долговечность;
• горючесть;
• диэлектрические свойства.

Как разрабатывают рецептуры смеси

Промышленное изготовление резиновых смесей производится по разработанным и проверенным опытным путем рецептурам. Компоненты и режимы вулканизации подбираются таким образом, чтобы на первое место выходили заданные характеристики, второстепенные не ухудшались по сравнению со стартовыми составами.

Вещества могут вноситься в полуфабрикат в любом состоянии – жидком, порошкообразном, кристаллическом. Большое значение имеет возможность дозировки – у большинства смесей требования к количеству компонента находится на уровне 0,1% от общей массы сырья. Важно соблюдать очередность загрузки в бункер смесителя и температурный режим перемешивания. В результате должна получиться однородная масса заданной плотности. Температура смешивания при приготовлении резиновых смесей должна быть ниже температуры вулканизации, чтобы исключить частичное протекание процесса, ухудшающее качество смеси.

После перемешивания, масса выгружается из бункера смесителя и поступает на специальную машину, оснащенную вальцами. На этом этапе в состав сырья добавляют специальные вещества – активаторы вулканизации. На вальцах материал уплотняется при температуре не выше +50°С, а после подвергается стренированию, то есть, очистке от нежелательных примесей, ухудшающих характеристики резиновой смеси.

Основные компоненты

Главная составляющая резины – каучук. Это полимерное вещество, существующее в десятках базовых марок. Каждая из марок, особенно синтетических, обладает собственными, зачастую оригинальными свойствами, определяющими характеристики резины. В процессе разработки материала конкретного назначения,  испытание резиновых смесей производится как при изменении базового каучука, так и при добавлении или удалении компонентов разного рода.

От базовой марки каучука зависят такие важные свойства, как маслобензостойкость, кислотоупорность, способность выдерживать высокие температуры и т.д.

Выпуск резины без каучука невозможен, но это достаточно дорогой материал. Некоторые производители экономят на каучуке за счет различных добавок, что приводит к ухудшению свойств, особенно в плане долговечности и прочности. Каучук относится к незаменимым компонентам резиновой смеси.

Виды наполнителей

Использующиеся в производстве резинового сырья вещества можно разделить  на три  группы:

• усиливающие;
• неусиливающие;
• полуусиливающие.

Первый тип наполнителей используется для получения резины с высокими  прочностными характеристиками. Обычно с этой целью в смесь вводят технический углерод. Цена такой резины достаточно высокая.

Полуусиливающие компоненты удешевляют продукцию, сохраняя при этом достаточно высокие характеристики. А применение неусиливающих наполнителей преследует только цель удешевления производства, не влияя на качество, определенное базовой маркой каучука. В качестве полуусиливающих компонетов используют твердые виды глины, а неусиливающих – карбонат кальция. Вещества приведены в качестве примера, разные производители применяют более широкий перечень наполнителей.

Вспомогательные ингредиенты

Это очень широкий спектр веществ, которые в значительной мере влияют на получение вальцованных и каландровых смесей. В перечень входят:

• Пластификаторы – вещества, снижающие вязкость смеси и повышающие степень текучести состава при перемешивании. Используя пластификаторы удается добиться максимального уровня однородности.
• Замедлители старения. Способствую сохранению целостности и свойств резиновых изделий в процессе эксплуатации. Как известно, срок службы резины невысокий, по сравнению с полимерами многих видов. Применение замедлителей старения позволяет увеличить срок службы вдвое и больше.
• Мягчители – смолы и масла, определяют жесткость и износостойкость резины при разных условиях эксплуатации. Как пример – свойства зимней и летней автомобильных шин во многом зависят от пропорции мягчителей в исходном сырье.
• Клеящие добавки, обеспечивают плотность слипания отдельных слоев под небольшим давлением;
• Защитные вещества – компоненты, замедляющие окисление при контакте с атмосферным воздухом, дезактивирующие вещества, исключающие самовоспламенение и нежелательные химические реакции с разными техническими жидкостями и газами.

В отдельную группу выводят вулканизирующие добавки, исполняющие роль катализаторов и реагентов при вулканизации. Это сера, кремниевая кислота, оксид цинка, стеариновая кислота.

Виды

Часто резиновые смеси называют сырой резиной. Это полуфабрикаты, которые выпускаются в виде листов, рулонов (вальцованные) или каландров. Каландрование резиновых смесей производится на специальных машинах, где сырье проходит поочередно через вальцы с разным расстоянием, формируется и снабжается специальными прокладками, предохраняющими слои от слипания при транспортировке и хранении. Смесь резиновая каландрованная выпускается в ширине до 1200 мм в диапазоне толщины 0,5-5 мм, в то время как толщина вальцованной сырой резины может достигать 30 миллиметров.