Производство резины и сферы применения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Резина является продуктом переработки каучуков. Природный полимер - каучук свое название получил от индийского слова «каочу», что означает - «слезы дерева», которые появляются на каучуконосном дереве при его порезе. Много сотен лет назад индийцы научились использовать белую древесную смолу - каучук.

Натуральный каучук (НК) получают из растений - так называемых каучуконосов. Натуральный каучук легко растворяется в воде. При нагреве до температуры 90°С каучук размягчается, становится липким, при температуре ниже нуля приобретает твердость и хрупкость [2].

Конструкция автомобиля включает в себя большое количество изделий из резины. Благодаря высокой упругости и способности поглощать вибрации и ударные нагрузки, изделия из резины являются незаменимым материалом в автомобилестроении. Кроме перечисленных свойств резина обладает и рядом других положительных качеств: сравнительно высокими показателями прочности, сопротивлением к износу и, что особенно важно - эластичностью, т.е. способностью восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия сил, вызывающих деформацию [1].

Компании, изготавливающие РТИ (резинотехнические изделия), серьезно подходят к вопросам партнерства с предприятиями автомобильной промышленности, ведь резинотехника в автомобилях -- далеко не маловажная деталь.

Производители РТИ стремятся выделиться среди сильной конкуренции и разрабатывают для привлечения покупателей новые виды продукции. К примеру, наиболее востребованными запчастями для автолюбителей являются манжеты и сальники, которые незамедлительно нужно менять, когда в транспортном средстве что-либо подтекает. Это недорогие, но довольно важные детали машины, неисправностями которых не следует пренебрегать. Изношенные запчасти поменять несложно, главное, чтобы они были в наличии.

И еще важно отметить, что сальники, которые изготавливают отечественные производители, лучше не использовать для машин иностранного производства, так как качество резины не позволяет автомобилям проехать без ремонта даже десять тысяч километров.

Следует отметить, что само производство РТИ -- достаточно сложный процесс. Правильная подготовка материалов, обработка сырой резины, а также специальных резиновых смесей для отдельных видов изделий -- составляет основу длительного производственного процесса. Высокая точность, которая требуется при изготовлении деталей, имеет определяющее значение. Все производители РТИ стремятся довести качество своих изделий до достойного уровня [7].



1. Разновидности

Бурное развитие техники не могло ограничиться использованием только натурального каучука и привело к созданию синтетических (искусственных) каучуков (СК). Промышленность различных стран производит чрезвычайно разнообразные синтетические каучуко-подобные материалы. Исходным сырьем для получения каучука являются: этиловый спирт, ацетилен, бутан, этилен, бензол, изобутилен, некоторые галогенпроизводные углеродов и др. При полимеризации мономеров (дивинил, стирол, хлоропрен, хлористый винил и т.п.) получаются синтетические каучуки. При сравнительно большой прочности натуральный каучук значительно уступает синтетическом по морозостойкости и стойкости против воздействия растворителей. Свойства резины в основном зависят от каучуков, входящих в ее состав. Качество синтетического каучука определяет стойкость резины к растворителям, к атмосферному воздействию, кислороду, агрессивным средам, теплостойкость, морозостойкость, упругость и эластичность, клейкость растворов резиновых смесей и другие свойства металла.

По назначению резины подразделяются на резины общего и специального назначения. В группу резин общего назначения входят синтетические каучуки: бутадиеновый (СКВ), бутадиен-стирольный (СКС), изопреновый (СКИ), дивинильный (СКД). Изопреновый синтетический каучук по химическому составу наиболее близок к натуральному и обладает высокой клейкостью. Каучук СКД не уступает натуральному по эластичности и превосходит его по сопротивлению истиранию. Основной недостаток СКД состоит в низкой его клейкости. С учетом этого, при производстве шин применяют смесь СКД и СКИ(СКИ-З).

Специальные резины подразделяются на несколько видов: износостойкие, маслобензостойкие, морозостойкие, теплостойкие и др. [2].



2. Способ получения

Процесс изготовления резины и резиновых деталей состоит из приготовления сырой резиновой смеси, получения из нее полуфабрикатов или деталей и их вулканизации.

Технологический процесс включает в себя следующие операции: вальцевание, каландрирование, получение заготовок, формование и вулканизацию, обработку готовых деталей.

Для приготовления сырой резины каучук разрезают на куски и пропускают через вальцы для придания пластичности. Затем, в специальных смесителях каучук смешивают с порошкообразными компонентами, входящими в состав резины (вулканизирующие вещества, наполнители, ускорители вулканизации и т.д.), вводя их в резиновую смесь точно по весовой дозировке. Перемешивание можно производить и на вальцах. Таким образом, получают однородную, пластичную и малоупругую массу -- сырую резину. Она легко формуется, растворяется в органических растворителях и при нагревании становится клейкой.

Провальцованная резиновая смесь поступает на каландр для получения листов заданной толщины - процесс получения листовой резины. Из каландрованных листов заготовки деталей получают вырезкой по шаблонам, вырубкой штанцевыми ножами, формированием на шприцмашине.

Для изготовления резиновых деталей формовым способом используются гидравлические вулканизационные прессы с электрообогревом. Прессование производят в пресс-формах методами прямого и литьевого прессования. Литье под давлением применяют для изготовления деталей сложной конфигурации. Детали, изготовленные литьем под давлением, имеют повышенную вибростойкость и хорошо воспринимают знакопеременные нагрузки.

Формование резин имеет много общего с формованием отвердевающих пластических масс, однако есть и некоторые отличия. Вследствие высокой пластичности резиновых смесей для заполнения форм, даже сложной конфигурации, не требуется давление выше 5 МПа (50 кгс/см2). В большинстве случаев изделия формуют под давлением 1--2 МПа (10--20 кгс/см2).

Для получения высокоэластичных прочных изделий (покрышек, трансмиссионных лент, ремней, рукавов) резиновую смесь наносят на высокопрочные ткани (корд, белтинг) из хлопчатобумажного волокна, полиамидного или полиэфирного волокна. Для сцепления резины с тканью применяют способы напрессовывания или пропитывания. В первом случае тонкие листы каландрованной сырой резины на специальных дополнительных дублировочных каландрах напрессовывают на ткань. Во втором случае ткань пропитывают раствором резиновой смеси (резиновым клеем) и сушат для удаления растворителя. Прорезиненную ткань раскраивают, собирают в пакеты и прессуют в изделия.

Многие резиновые изделия армируют металлическими деталями. Металлы или сплавы (за исключением латуни) не обладают адгезией (прилипаемостью) к резине, поэтому легко вырываются из изделия. Для придания адгезии металлической арматуры к резине на металл наносят клеевую пленку или осуществляют латунирование. Наиболее высокая прочность сцепления металла с резиной достигается путем нанесения на металлическую поверхность пленки изоционатного клея «лейконат» или ее латунирования.

Любой процесс формования заканчивается процессом вулканизации. Каучук состоит из линейных молекул. При нагревании с серой (вулканизации) происходит укрупнение молекул и образование сетчатой структуры молекул, при этом каучук превращается в резину. В резине кроме линейных есть и трехмерные молекулы.

Усложнение и укрупнение молекул приводит к тому, что вещество приобретает упругость, не снижая эластичности, а кроме того, и стойкость к температурным и химическим воздействиям. Резина примерно на одну треть состоит из сажи, которая создает кристалличность строения вещества, увеличивает его прочность.

Вулканизацию осуществляют с нагревом и без нагрева. Длительность и температура вулканизации определяются рецептурой резиновой смеси (типом каучука и эффективностью введенного ускорителя); но обычно вулканизацию проводят при температуре 120-150.

При формировании деталей вулканизация их производится в пресс-формах на вулканизационных гидравлических прессах с паровым или электрическим обогревом. Формовой метод вулканизации дает более плотную, однородную структуру, более точные размеры и более чистую поверхность резинового изделия. При невозможности вулканизации в пресс-форме особенно изделий, полученных на шприц-машине накатыванием и дублированием, вулканизацию проводят в вулканизационном котле.

Почти все синтетические каучуки получают методом эмульсионной полимеризации в водных средах. Образующийся в этих условиях полимер получается с частицами, близкими к размерам коллоидных частиц. В присутствии специально вводимых веществ (эмульгаторов) частицы полимеров образуют устойчивую эмульсию полимера в воде, которая называется латексом.

В настоящее время выпускается большое количество латексов, из которых непосредственно можно изготовлять резиновые изделия. Они применяются для получения фрикционных изделий, для пропитки корда, для изготовления абразивных шлифовальных камней, резиновых нитей, волосяных эластичных подушек, маканых изделий (перчатки, шары-пилоты), толстостенных изделий, для замены клеев латексными пастами, для получения резиновых пеноматериалов.

Для получения резиновых изделий толщиной не более 0,2 мм форму (обычно стеклянную) несколько раз погружают в латекс. После каждого погружения на форме остается слой латекса, из которого удаляют воду высушиванием.

Процесс изготовления изделий из латексов состоит из следующих операций: смешения латекса с вулканизирующими агентами и другими компонентами резиновой смеси: высаживания резины на форму в виде пленки по мере испарения воды; вулканизации.

Вулканизированные резиновые детали, в зависимости от предъявляемых к ним требований, подвергают дополнительной обработке. В большинстве случаев достаточно удаления облоя (заусенцев), что может выполняться и небольшими ножницами с загнутыми концами. При наличии в деталях сквозных отверстий применяют вырубные ножи. Для окончательного удаления следов облоя проводят дополнительную зашлифовку. В некоторых случаях для получения точных размеров требуется обточка и шлифовка всей поверхности детали. Эти операции проводятся в токарном патроне с помощью абразивных или фетровых кругов [4].

3. Применение

Техническая листовая резина предназначается для изготовления прокладок, клапанов, уплотнителей, амортизаторов и др.

Резиновый шнур круглого, квадратного и прямоугольного сечения -- используется для работы в качестве уплотнительных деталей. По свойствам резины шнуры подразделяются на пять типов: кислотощелочестойкие, теплостойкие, морозостойкие, маслобензиностойкие и пищевые.

Плоские ремни -- приводные тканевые, прорезиновые в зависимости от назначения и конструкции подразделяются на три типа: нарезные, применяющиеся для малых шкивов и больших скоростей; послойно завернутые -- для тяжелых работ с прерывной нагрузкой и средних скоростей; спирально завернутые ремни применяются для работ с небольшими нагрузками и при малой скорости (до 15 м/с). Ремни всех типов могут изготовляться как с резиновыми обкладками (одной или двумя), так и без них. Приводные клиновые ремни состоят из кордткани или кордшнура, оберточной ткани, свулканизированных в одно изделие. Вентиляторные клиновые ремни предназначены для автомобилей, тракторов и комбайнов [6].

Рукава (шланги) и трубы. Рукава резинотканевые с металлическими спиралями подразделяются на две группы, всасывающие -- для работы под разрежением и напорно-всасывающие -- для работы под давлением и под разряжением. В каждой группе в зависимости от перекачиваемого вещества рукава подразделяются на следующие типы: бензомаслостойкие, для воды, для воздуха, кислорода и нейтральных газов, для слабых растворов неорганических кислот и щелочей концентрацией до 20%, для жидких пищевых продуктов.

Резинотканевые напорные рукава применяются в качестве гибких трубопроводов для перемещения под давлением газов, жидкостей и сыпучих материалов; они состоят из внутреннего и наружного резиновых слоев или одной или нескольких прокладок из прорезиненной ткани.

Резинотканевые паропроводные рукава состоят из внутреннего слоя резины, промежуточных прокладок и наружного слоя резины. Они применяются в качестве гибких паропроводов для насыщенного пара при давлении до 0,8 МПа (8 кгс/см2) и температуре 175° С.

Технические резиновые трубки кислотощелочестойкие предназначаются для перемещения растворов кислот и щелочей концентрацией до 20% (за исключением азотной и уксусной кислот); теплостойкие при температуре: в среде воздуха до -f-90° С, в среде водяного пара до +140° С; морозостойкие до --45° С; маслобензостойкие.

Резинотканевые шевронные, многорядные уплотнения -- служат для обеспечения герметичности в гидравлических устройствах при возвратно-поступательном движении плунжеров, поршней и штоков, работающих в среде воды, эмульсии и минеральных масел.

Резиновые уплотнения применяются для валов, для работы в среде минеральных масел и воды при избыточном давлении.

Резиновые уплотнительные кольца--для соединительных головок тормозных рукавов, изготовляемых формованием; для гаек пожарных рукавов формованные.

Сальниковые набивки предназначаются для заполнения сальниковых уплотнений с целью герметизации места выхода движущейся детали механизма от рабочего пространства одной среды и одних параметров в пространство другой среды и других параметров; пропитанные набивки обеспечивают смазку подвижной детали механизма.

В электротехнике её используют как изоляционный материал, особенно при высоких температурах, а также в тех случаях, которые связаны с воздействием влаги и озона. Из силиконовой резины делают оболочку для кабеля и проводов. В других случаях из неё изготовляют изоляционные трубы, либо без укрепляющих добавок, либо совместно со стеклонаполнителем. Ленты, изготовленные из стеклонитей или полиэфирного волокна и покрытые силиконовой резиной, в вулканизированной форме, служат как изоляционный материал, который накручивается внахлёст на электрический провод.

В машиностроении силиконовая резина играет большую роль как уплотнительный материал. Широкое распространение нашли мембранные вентили и диафрагмы из силиконовой резины. Большое значение имеют, прежде всего, воздуходувки (шланги) горячего воздуха с тканевыми фильтрами и без них.

Транспортёры покрывают силиконовой резиной в тех случаях, когда они транспортируют горячие или липкие изделия [2].

резиновый синтетический каучук вулканизированный

4. Государственные стандарты

ГОСТ 12.2.045-94 Система стандартов безопасности труда. Оборудование для производства резинотехнических изделий. Требования безопасности.

Данный ГОСТ находится в:

Раздел: Общероссийский классификатор стандартов

Подраздел: ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, ЗАЩИТА ЧЕЛОВЕКА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. БЕЗОПАСНОСТЬ

Подраздел: Безопасность профессиональной деятельности. Промышленная гигиена

А также в:

Раздел: Общероссийский классификатор стандартов

Подраздел: РЕЗИНОВАЯ, РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКАЯ, АСБЕСТО-ТЕХНИЧЕКАЯ И ПЛАСТМАССОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Подраздел: Оборудование для производства резины и пластмасс

А также в:

Раздел: Классификатор государственных стандартов

Подраздел: Общетехнические и организационно-методические стандарты

Подраздел: Система документации

Подраздел: Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов, безопасности труда, научной организации труда

А также в:

Раздел: Тематические сборники

Подраздел: Система стандартов безопасности труда.

А также в:

Раздел: Тематические сборники

Подраздел: Система проектной документации для строительства

Подраздел: Обязательная сертификация

Подраздел: Продукция химического и нефтяного машиностроения

Подраздел: Оборудование для производства резинотехнических изделий(a)

А также в:

Раздел: Тематические сборники

Подраздел: Система проектной документации для строительства

Подраздел: Обязательная сертификация

Подраздел: Продукция химического и нефтяного машиностроения

Подраздел: Оборудование формовочное и вулканизационное в производстве; резиновых изделий, в том числе пресс-формы для изготовления шин и; медицинских резиновых изделий(a)

А также в:

Раздел: ОКП

Подраздел: ПРОДУКЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО И НЕФТЯНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

Подраздел: ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЗАПАСНЫХ [5]

5. Информация от Российских производителей РТИ

Заводы резинотехнических изделий (РТИ) - предприятия химической промышленности, производящие огромный ассортимент изделий из натурального и искусственного каучука (резины), применяемых во всех промышленных сферах и в быту.

Продукция заводов РТИ в зависимости от ее назначения представлена следующими группами:

оснащение движущихся механизмов и устройств (приводные ремни, гусеничные, транспортерные, эскалаторные, элеваторные и другие виды лент);

оснащение передаточных механизмов и устройств, действующих под разрежением или давлением (всасывающие, напорные, напорно-всасывающие рукава);

эластичные конструкции, подверженные нагрузкам (резиновые опоры, подшипники, подвески, буферы, амортизаторы, манжеты, клапаны, «сальники», уплотнители для подвижных контактов, обкладки валов, мембраны);

уплотнители неподвижных контактов (прокладочные пластины, кольца, шнуры);

изделия и материалы с электроизоляционными свойствами (изоляционные ленты и трубки, детали высокочастотной и слаботочной аппаратуры, аккумуляторные баки);

защитные покрытия для химической аппаратуры;

строительные конструкции, водо- и воздухоплавательные средства, изготовляемые с применением прорезиненных тканей;

губчатые и полые изделия из резины и латекса (игрушки, губки, мячи, санитарно-гигиенические средства, медицинские перчатки, катетеры и др. изделия).

В производстве РТИ наряду с резиной в качестве армирующих средств применяются текстиль (пряжа, трикотаж, ткани) и металлоизделия (тросы, плетенка, проволока).

Несмотря на большое разнообразие видов РТИ, технологическая схема их изготовления представлена следующими основными этапами: изготовлением полуфабрикатов, выполнением заготовок, осуществлением вулканизации. Тем не менее, обширный ассортимент изделий определяет существенные различия в их производстве, наблюдаемые как в применяемых полуфабрикатах, так и в оборудовании и разнообразных приемах обработки.

В зависимости от способа производства, выделяют две группы РТИ:

формовые;

неформовые.

В группе формовых РТИ насчитывается около 30 тыс. разнообразных наименований. Данные изделия производятся с применением специальных форм в процессе вулканизации либо литья под давлением.

В группе неформовых РТИ представлено 12 тыс. наименований продукции, производство которой осуществляется в два технологических этапа:

экструзия резиновой смеси, в процессе которой расплав выдавливается через формующие головки (фильеры) с каналами определенного профиля;

вулканизация, осуществляемая с применением специальных аппаратов-вулканизаторов.

Производство РТИ в России началось еще в первой половине XIX в. До революции в резиновой промышленности были задействованы 4 завода: «Проводник», «Треугольник» «Каучук» и «Богатырь». По данным 1913 г., на них трудилось 23 тыс. чел., продукция предприятий была представлена главным образом обувью, выпускаемой на зарубежном оборудовании из импортного сырья (натурального каучука). В 1932 г. в Ярославле заработал первый советский завод по производству искусственного каучука. А с 1951 г. в качестве исходного сырья для искусственного каучука в СССР стали применяться продукты нефтепереработки.

Перечень заводов производящих РТИ

Астраханский завод РТИ, Астрахань

Барнаульский завод резиновых технических изделий, Барнаул

Баковский завод резинотехнических изделий, Одинцово

Балаковорезинотехника, Балаково

Волжский завод резинотехнических изделий, Волжский

Егорьевский завод резинотехнических изделий, Егорьевск

Завод АЗРИ, Армавир

Завод «Ярославль-Резинотехника», Ярославль

Курский завод РТИ, Курск

Красноярский завод резинотехнических изделий, Красноярск

Краснодарский завод резиновых технических изделий, Краснодар

Коломенский завод резиновых технических изделий, Коломна

Камско-Волжское акционерное общество резинотехники, Казань

Московский завод РТИ, Москва

Нижегородский завод по переработке РТИ, Богородск

Ногинский завод резинотехнических изделий, Ногинск

Оренбургский завод резиновых технических изделий, Оренбург

Опытный завод РТИ-Подольск, Подольск

Ростовский завод резинотехнических изделий, Ростов-на-Дону

Саранский завод резиновых технических изделий, Саранск

Тульский завод резиновых технических изделий, Тула

Уральский завод резиновых технических изделий, Екатеринбург

Уфимский завод эластомерных материалов, изделий и конструкций, Уфа

Чайковский завод РТД, Ольховское

Чебоксарский завод РТИ, Чебоксары

Черкесский завод резиновых технических изделий, Черкесск

Ярославский завод резиновых технических изделий, Ярославль [3]



Заключение

Современная техника не может обойтись без резины. Из резины делают шины автомобилей, изоляцию проводов, различные уплотнения, шланги, и многое другое.

Самые ходовые изделия из резины для автомобиля -- это ремни, манжеты, рукава. Все они имеют довольно маленький ресурс работы, поэтому их часто относят не к запасным частям автомобиля, и считают расходными материалами [1]

Особенно часто приходится менять наши отечественные РТИ. Резина изнашивается гораздо быстрее, чем металлические запчасти. При этом несвоевременная замена может привести к весьма плачевным результатам -- излишнему износу металлических деталей, протечки масел или других жидкостей. Иногда такое отношение к резиновым изделиям может оказаться потерей денежных средств, которые можно было использовать на более приятные цели.

На отечественные модели автомобилей, да и для иномарок, изготавливаются ремкомплекты, которые имеют все необходимые РТИ для конкретной марки. Такой ремонт по замене основных и важных резинотехнических частей можно провести совершенно самостоятельно, не прибегая к услугам автомастерских, что, несомненно, очень удобно. Однако в серьезные иностранные машины без опыта и знаний лучше самим не соваться -- можно испортить нежную заграничную электронику, а замена простой прокладки -- превратиться в капитальный ремонт [7].



Список используемой литературы

1. Васильева Л. С. Автомобильные эксплуатационные материалы: учебник для вузов. - М.: Транспорт, 1996

2. Современная энциклопедия промышленности России заводы и их продукция, промышленные выставки - http://www.wiki-prom.ru/

http://www.wiki-prom.ru/65otrasl.html

3. Топливо, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справ./ под ред. В. М. Школьникова. - М.: Техинформ, 1999

4. Открыта база ГОСТов - http://standartgost.ru/ http://standartgost.ru/ГОСТ%2014901-93

5. Кириченко Н. Б. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учеб. Пособие. - М.: Академия, 2003

Размещено на Allbest.ru