Основы технологии производства резинотехнических изделий

Каучук и полученная из него резина являются важными продуктами химической промышленности. Натуральный каучук – млечный сок гевеи бразильской. Стал широко применяться с 1839г. После изобретения процесса вулканизации, т.е. преобразование сырого каучука в резину.

В 1932г. в СССР были сданы в эксплуатацию первые в мире заводы синтетического каучука.

Каучук – полимерный материал, обладающий высокой пластичностью, которая объясняется тем, что образуются его макромолекулы. Макромолекулы имеют линейную структуру, а по форме являются изогнутыми, газообразующими или изогнутыми в спираль.

При температуре 120-150⁰С каучук является вязкой жидкостью. Для превращения каучука в резину его необходимо подвергнуть процессу вулканизации.

Вулканизация – процесс образования мостиков между линейными молекулами и образования трехмерных пространств молекулярной структуры. Такой каучук характеризуется повышенной термической стойкостью и прочностью, пониженной растворимостью. Для вулканизации каучук добавляют в вулканизаторы (серу) до 15%. Затем образуется прочная термостойкая резина. Если содержание серы в каучуке 30-50% , получается твердый, резиновидный материал (эбонит). Эбонит превосходит резину по прочности, химической стойкости, водостойкости, не коробится. Эбонит является хорошим изолятором, поддается механической обработке, но уступает резине по эластичности.

Резинотехнические изделия (РТИ). Эти изделия подразделяют обычно на следующие основные группы: формовые РТИ; неформовые РТИ; транспортёрные ленты; ремни; рукава. Для производства РТИ используют практически все каучуки общего и специального назначения.

Формовые РТИ ‑ обширная группа (около 30 000 наименований) прокладочных, уплотняющих и амортизирующих деталей (сальники, кольца различного сечения, пыле-, влаго- и маслозащитные колпачки, резинометаллические амортизаторы и др.). Эти РТИ получают формованием резиновой смеси с одновременно ее вулканизацией в пресс-форме, установленной на прессе, или методом литья под давлением.

В группу неформовых РТИ входят изделия (около 12 000 наименований), используемые главным образом для уплотнения окон и дверей автомобилей, самолётов, ж.-д. вагонов, для герметизации стыков строительных панелей и др. Изготовляют их в виде профилированных жгутов различной длины и поперечного сечения экструзией резиновой смеси и последующей вулканизацией полуфабриката в аппаратах непрерывного действия или в котлах (периодический способ). Уплотнители могут быть как монолитными, так и пористыми.

Транспортёрные (конвейерные) ленты, которые являются элементами конвейеров различного назначения, предназначены для перемещения сыпучих и др. материалов. Ленты армируют главным образом тканями (из синтетических волокон, хлопчато-бумажными, комбинированными) с диапазоном разрывных усилий 65‑300 кН/м, или кгс/см; для армирования лент, которые должны иметь особенно высокую прочность, используют латунированный стальной трос. Технология производства резинотканевых лент включает сборку тканевого сердечника на дублировочных агрегатах, обкладку сердечника слоем резиновой смеси необходимой толщины на каландрах и вулканизацию ленты в прессе, плиты которого имеют длину около 10 м.

Ремни, служащие гибким элементом ремённой передачи, в двигателях автомобилей, с.-х. машин, различных промышленных установок, подразделяют на плоские и клиновые. Технология производства плоских ремней, которые представляют собой многослойную резинотканевую пластину, аналогична технологии производства транспортерных лент (для получения ремня необходимой ширины пластину до или после её вулканизации режут на полосы). Клиновые ремни имеют замкнутую конструкцию, а их сечение ‑ трапециевидную форму. Основные детали таких ремней: центральный (несущий) слой из прорезиненной корд-ткани или кордшнура; резиновый слой, расположенный между широким основанием трапеции и несущим слоем (т. н. слой растяжения); резиновый слой, который размещен между несущим слоем и узким основанием трапеции (т. н. слой сжатия); наружный (обёрточный) тканевый слой. Ремни собирают на станках, а затем вулканизуют в котле, в прессе или в специальных (ротационных или диафрагменных) вулканизаторах; выбор вулканизационного оборудования зависит от длины и сечения ремня.

Рукава ‑ гибкие трубопроводы, применяемые для подачи жидкостей, газов, сыпучих материалов и др. под избыточным давлением (напорные рукава) или вакуумом (всасывающие рукава). Общие элементы конструкции этих РТИ: внутренний (герметизирующий) резиновый слой, силовой каркас и наружный резиновый слой. Силовой каркас для рукавов, рассчитанных на давление до 2 Мн/м² (20 кгс/см²), представляет собой тканевую прокладку; для рукавов, эксплуатируемых при давлениях до 10 и до 70 Мн/м²(100 и 700 кгс/см²), ‑ соответственно нитяную и металлическую оплётку. Всасывающие рукава снабжены, помимо силового каркаса, металлической спиралью. Внутренний и наружный слои рукавов изготовляют экструзией, прокладочный силовой каркас накладывают на сборочных станках, нитяную или металлическую оплётку ‑ на специальных оплёточных машинах. Собранный рукав бинтуют тканевой лентой или опрессовывают свинцовой оболочкой и вулканизуют в котле (после вулканизации ленту или оболочку удаляют).