Основы технологии производства изделий из резины

Резины представляют собой продукт вулканизации каучука в смеси с добавками и наполнителями [22]. Под вулканизацией понимают процесс сшивки макромолекул каучука в пространственно-сетчатую структуру с целью получения высокоэластичного материала. Основой резины является каучук натуральный (НК) или синтетический

(CK). Подавляющее большинство резиновых материалов производится на основе синтетических каучуков (известно около 250 видов). Наиболее важное практическое применение имеют каучуки бутадиеновые, бутадиенстиролъные, бутадиеннитрилъные, хлоропреновые, бутиловые, этиленпропиленовые, кремнийорганические, полиуретановые и др.

Помимо каучуковой основы в состав вулканизируемой смеси входят следующие ингредиенты.

Вулканизирующие вещества (агенты). Для большинства каучуков вулканизирующим агентом номер один является сера, сшивающая макромолекулы каучука за счет образования поперечных связей между ними. При небольших добавках серы (массовая доля до 5%) образуется редкосетчатый полимер, обладающий высокой пластичностью. По мере увеличения содержания серы твердость полимера возрастает и при массовой доле серы свыше 30% образуется твердый материал — эбонит. Кроме серы в качестве вулканизирующих агентов могут использоваться селен, оксиды некоторых металлов и другие вещества.

Наполнители вводят для улучшения механических свойств (сажа, оксид цинка) и снижения стоимости (мел, барит, тальк) резины. Иногда в качестве наполнителей используются измельченные производственные отходы резины и старые резиновые изделия.

Антиоксиданты (противостарители) замедляют процесс старения резины в результате окисления. К ним относятся альдоль и неозон Д.

Мягчители (пластификаторы) составляют 8—30% от массы каучуковой основы. Мягчителями служат вазелин, парафин, растительные масла, битумы и другие вещества.

Для приготовления резиновой смеси каучук разрезают на куски и пластифицируют (размягчают) путем многократного пропускания через нагретые валки, предварительно подогретые до температуры 40—50°С. Находясь в пластичном состоянии, каучук обладает способностью хорошо смешиваться с другими компонентами. Получается сырая резина — пластичная клейкая масса.

Листовую резину (сырую) и прорезиненную ткань получают каландрированием (рис. 9.7). Операцию выполняют на многовалковых машинах — каландрах.

В процессе получения прорезиненной ткани в зазор между валками каландров одновременно пропускают пластифицированную сырую резиновую смесь и ткань.

Резиновая смесь поступает в зазор между верхним и средним валками, обволакивает средний валок и поступает в зазор между средним и нижним валками, через который проходит ткань. Средний валок вращается с большей скоростью, чем нижний. Разность скоростей обеспечивает втирание резиновой смеси в ткань. Толщину резиновой пленки на ткани регулируют, изменяя зазор между валками каландра. Полученную ткань наматывают на барабан и затем вулканизируют.

Рис. 9.7. Схема получения прорезиненных тканей

Валки каландров снабжают системой внутреннего обогрева или охлаждения, что позволяет регулировать температурный режим. Листы резины, полученные прокаткой на каландрах, сматывают в рулоны и используют затем в качестве полуфабриката для других процессов формообразования резиновых деталей.

Во избежание слипания резины в рулоне ее посыпают тальком или мелом при выходе из каландра.

Резиновые изделия сложной формы получают выдавливанием, прессованием, литьем под давлением. Схемы аналогичны схемам обработки пластмасс. Сам процесс вулканизации проводят при температуре 140— 180 °C с использованием различного технологического оборудования.

Высокая эластичность, способность к большим обратимым деформациям, стойкость к действию активных химических веществ, малая водои газопроницаемость, хорошие диэлектрические и другие свойства резины обусловили ее применение во всех отраслях народного хозяйства.