Содержание
История резины. Для чего нужна вулканизация
https://ria.ru/20060615/49520229.html
История резины. Для чего нужна вулканизация
История резины. Для чего нужна вулканизация — РИА Новости, 07.06.2008
История резины. Для чего нужна вулканизация
В России первое крупное предприятие резиновой промышленности было основано в Петербурге в 1860 году, впоследствии названное «Треугольником». Сегодня лидирующие позиции по объемам производства всех видов шин России занимают компании «Сибур–Русские шины», «Нижнекамскшина» и «Amtel-Vredestein».
2006-06-15T11:38
2006-06-15T11:38
2008-06-07T04:37
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/49520229.jpg?1212799045
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2006
РИА Новости
1
5
4. 7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
справки
Справки
Вулканизация является одной из существенных операций каучукового производства.
Изобретателем способа вулканизации считают американца Чарльза Гудьира (1800–1860), который с 1830 года пытался создать материал, способный оставаться эластичным и прочным в жару и холод. Он обрабатывал резиновую смолу кислотой, кипятил ее в магнезии, добавлял различные вещества, однако все его изделия превращались в липкую массу в первый же жаркий день. Открытие пришло к изобретателю случайно.
В 1839 году, работая на Массачусетской резиновой фабрике, он однажды уронил на раскаленную плиту ком резины, перемешанной с серой. Вопреки ожиданию, она не расплавилась, а наоборот, обуглилась, словно кожа. В первом своем патенте он предложил подвергать каучук воздействию нитрита меди и царской водки. Впоследствии изобретатель обнаружил, что резина становится невосприимчивой к температурным воздействиям при добавлении серы и свинца. После многочисленных испытаний Гудьир нашел оптимальный режим вулканизации; он смешал каучук, серу и свинцовый порошок и нагрел эту смесь до определенной температуры, в результате чего получилась резина, которая не изменяла свои свойства ни под влиянием солнечных лучей, ни под воздействием холода. Самой необыкновенной ее особенностью являлась упругость.
15 июня 1844 года он запатентовал способ вулканизации резины. Это изобретение, по мнению многих историков, поставило Чарльза Гудьира в один ряд с другими великими создателями автомобиля. А открытое явление по превращению каучука в резину получило название в честь бога огня Вулкана — вулканизация.
Для вулканизации резины прежде употребляли одну серу, но потом было предложено множество веществ, содержащих в составе серу: сернистые щелочи, сернистый кальций, сернистые мышьяк, сурьма, свинец, ртуть серноватисто-свинцовая, цинковые соли, хлористая сера и др. Таким образом, процесс вулканизации сделал возможным использование каучука в производстве, что дало толчок к промышленному производству резины и автомобильных покрышек. Начало применению каучука в шинной промышленности положили, сами того не подозревая, англичанин Роберт Вильям Томсон, который в 1846 году изобрёл «патентованные воздушные колеса», и ирландский ветеринар Джон Бойд Денлоб, натянувший каучуковую трубку на колесо велосипеда своего маленького сына.
По всему миру быстро стали множиться заводы и фабрики бытовых резиновых изделий, сильно возрос спрос на каучук в связи с развитием транспорта, особенно в автомобильной промышленности.
Крупнейшим производителем резинотехнических изделий является американская компания «Гудьир тайр энд раббер», известная прежде всего своими автомобильными покрышками. Ей принадлежат также торговые марки «Dunlop», «Fulda», «Kelly», «Debica», «Sava». История фирмы началась в 1898 году в США, когда братья Фрэнк и Чарлз Сейберлинги основали в Арконе (штат Огайо) компанию по производству шин для велосипедов и грузовиков. Новейшая история GoodYear ознаменована, прежде всего, появлением в 1992 году дождевых шин Aquatread. Идея разделить протектор глубокой центральной канавкой для лучшего водоотвода оказалась революционной. В настоящее время компания представлена на шести континентах. CoodYear продает свои шины в 185 странах. GoodYear отождествляется с безусловно высоким качеством и ведущими позициями в шинной промышленности мира.
В России первое крупное предприятие резиновой промышленности было основано в Петербурге в 1860 году, впоследствии названное «Треугольником» (с 1922 года «Красный треугольник»). За ним были основаны и другие русские заводы резиновых изделий: «Каучук» и «Богатырь» в Москве, «Проводник» в Риге и другие.
Сегодня лидирующие позиции по объемам производства всех видов шин России занимают компании «Сибур–Русские шины», «Нижнекамскшина» и «Amtel-Vredestein» (в совокупности 92,2% от общего объема производства).
Современная шинная промышленность требует постоянного обновления оборудования и технологии, так как требования к шинам стремительно повышаются. Например, в 1980-е годы легковые радиальные шины категории S (скорость до 180 км/час) являли собой одно из достижений технического прогресса, в 1990-х годах их заменили шины категории Н (скорость 210 км/час), а в настоящее время рынок требует шины категории Z (240 км/час). Для таких скоростей важнейшим эксплуатационным фактором становится силовая неоднородность. Сегодня используются новые материалы: высокопрочный текстильный корд, металлокорд, новые типы каучуков и техуглерода, кремнекислотные наполнители и другие химикатные добавки. В России только на шинных заводах «АК «Сибур» производятся такие уникальные виды шинной продукции, как цельнометаллокордные шины с металлокордом в каркасе (ЦМК, All steel), шинопневматические муфты для буровых установок, массивные шины и шины «Суперэластик».
Все справки>>
10 класс. Химия. Каучук и резина. Полимеры. — Каучук и резина
Комментарии преподавателя
1. История получения природного каучука
Многие растения содержат продукты ди-, три- и полимеризации сопряженных алкадиенов, прежде всего, изопрена (2-метилбутадиена-1,3). Природный полимер изопрена – это натуральный каучук (НК). На рис. 1 вы видите сбор каучука с растения гевея.
Рис. 1. Сбор каучука с растения гевея
2. Строение натурального каучука и его изомеров
При образовании каучука молекулы изопрена полимеризуются так, что происходит 1,4-сопряженное присоединение:
Природные полиизопрены
В натуральном каучуке содержится углеводород цис-полиизопрен (C5H8)n. Он является стереорегулярным полимером. Молекула может содержать 20–40 тыс. элементарных звеньев.
Натуральный каучук нерастворим в воде, зато хорошо растворяется в большинстве органических растворителей. Молекулы каучука закручены в клубки. При нагрузках они вытягиваются, при снятии нагрузки сворачиваются обратно. Т.е. каучук может подвергаться обратимой деформации (обладает эластичностью).
При нагревании каучук из эластичного состояния переходит в вязко-текучее. Силы взаимодействия между молекулами ослабевают, полимер не сохраняет свою форму. Он напоминает очень вязкую жидкость. При охлаждении каучук из эластичного переходит в стеклообразное состояние, становится похож на твердое тело. Такой полимер, если приложить нагрузку, сразу порвется. Полимеры в стеклообразном состоянии могут быть хрупкими, их можно сломать или даже разбить. Поэтому каучук можно использовать лишь в узком температурном интервале.
Природный геометрический изомер каучука – гуттаперча, транс-1,4-полиизопрен:
Молекулы гуттаперчи не закручены в клубки, они вытянуты даже в отсутствие нагрузок. Поэтому гуттаперча обладает намного меньшей эластичностью.
3. Вулканизация каучука
Каучук нагревают с серой. Рис. 2. При этом макромолекулы каучука «сшиваются» друг с другом серными мостиками. Из отдельных макромолекул каучука образуется единая трехмерная пространственная сетка.
Рис. 2. Вулканизация каучука
Изделие из полученного материала – резины – прочнее, чем из каучука, и оно сохраняет свою эластичность в широком интервале температур.
4. Синтетический каучук
Синтетический каучук
Основателем первого в мире крупномасштабного производства синтетического каучука считается русский ученый С.В.Лебедев (Рис. 3). Он впервые получил синтетический бутадиеновый каучук в 1910 г., промышленное производство началось в 1932 г.
n СН2=СН-СН=СН2 ® (-Ch3-CH=CH-Ch3-)n
В настоящее время выпускаются сотни сортов различных синтетических каучуков.
Рис. 3.
Подведение итога урока
На этом уроке вы получили представление о теме «Каучук и резина», которая входит в школьный курс химии за 10 класс. В ходе урока вы узнали о том, что представляет собой резина и каучук, познакомились с самыми важными видами алкадиенов, которые являются важнейшими материалами для промышленности.
источник видео — http://www.youtube.com/watch?t=3&v=_rfX4OoEbFo
https://sites.google.com/site/himulacom/zvonok-na-urok/10-klass—tretij-god-obucenia/urok-no62-sinteticeskie-kaucuki-stroenie-svojstva-polucenie-i-primenenie
источник презентации — http://ppt4web.ru/khimija/polimery-kauchuki-rezina.html
Как производится каучук для промышленного использования
Содержание
- 1 Как производится натуральный каучук?
- 1.1 Как производится синтетический каучук?
- 1.2 Как обрабатывается каучук?
- 1.2.1 1. Компаундирование
- 1.
2.2 2. Смешивание
- 1.2.3 3. Формование
- 1.2.4 4. Вулканизация
900 19
Резина — один из самых универсальных материалов. для промышленного использования. От коммерческой кровли до автомобильных шин из натурального каучука — возможности безграничны. Тем не менее, многие различные типы каучука подвергаются различным процедурам для получения конечных результатов. Основные различия заключаются в том, используют ли производители натуральный или синтетический каучук для своих промышленных материалов.
Натуральный каучук начинается в природе. Это начинается во время сбора урожая, когда латексный сок срезается или отделяется от коры каучуковых деревьев. Это позволяет белому соку стекать из дерева в чаши, которые затем используются для наполнения больших резервуаров.
Одним из наиболее распространенных способов обработки латекса после этого является коагуляция вещества добавлением муравьиной кислоты. Это может занять около 12 часов. Ролики выжимают воду из коагулянтов и создают плоские листы резины, которые затем сушат на стеллажах. В некоторых случаях эти материалы сушат в коптильнях, но вместо этого можно использовать горячий воздух.
Как производится синтетический каучук?
Существует несколько различных типов синтетического каучука, каждый из которых имеет свое назначение. Следовательно, производственные процессы могут сильно различаться. Отправной точкой, которую они разделяют, является то, что они созданы из химикатов и полимеризации, а не из природных ресурсов. Некоторые из наиболее распространенных исходных материалов включают уголь, нефть и другие углеводороды.
Затем производители производят нафту путем очистки этих ингредиентов. Затем нафта соединяется с природным газом для создания мономеров. Каучук создается путем преобразования его в цепочки полимеров, которые требуют пара и вулканизации.
Как обрабатывается каучук?
Независимо от того, является ли каучук натуральным или синтетическим, варианты обработки, как правило, одинаковы. Дополнительная обработка смешивает каучук, поэтому его можно использовать для различных промышленных целей. Это четыре основных шага.
1. Составление рецептуры
Добавление химикатов к резиновой основе создает резиновые смеси. Химические вещества могут стабилизировать полимеры или усилить прочность каучуков. Иногда компаундирование также может растягивать резину, что снижает конечную стоимость.
2. Смешивание
Подобно компаундированию, этот этап включает добавки, которые смешиваются с каучуком. Чтобы улучшить дисперсию ингредиентов и избежать слишком высокого повышения температуры, профессиональные миксеры делают это в два этапа. Сначала они создают маточную смесь, включающую добавки, такие как сажа. После охлаждения резины добавляют химические вещества, необходимые для вулканизации.
3. Формование
Некоторые из распространенных методов формования включают покрытие, экструзию, литье, каландрирование и формование. В зависимости от конечного продукта производители могут полагаться на несколько методов формования.
4. Вулканизация
Вулканизация – это химический процесс, при котором каучук, натуральный или синтетический, нагревается с серой, ускорителем и активатором. Этот процесс образует поперечные связи между длинными молекулами каучука, что улучшает эластичность, упругость, прочность на растяжение, вязкость, твердость и устойчивость к атмосферным воздействиям. Это последний шаг процесса. Раньше на это уходило до пяти часов. Благодаря современным достижениям вулканизация может быть завершена за 15-20 минут.
В Airboss мы являемся лидерами в создании инновационных инженерных продуктов на основе каучука. Наши продукты помогают компаниям по всему миру решать многие проблемы, с которыми они сталкиваются в стремлении обеспечить современную жизнь энергией.
Close Menu
Процесс производства каучука
В конце 1930-х годов Соединенные Штаты использовали более половины мировых запасов натурального каучука. Сегодня натуральный каучук можно найти в более чем 50 000 промышленных товаров в Соединенных Штатах, и США ежегодно импортируют более 3 миллиардов фунтов натурального каучука. Однако более 70 процентов каучука, используемого в современных производственных процессах, представляет собой синтетический каучук.
Фон из натурального каучука
Натуральный каучук начинается с латекса. Латекс состоит из полимера, называемого полиизопреном, взвешенного в воде. Молекулы с длинной цепью, состоящие из множества (поли) отдельных звеньев (меров), соединенных вместе, образуют полимеры. Резина — это особая форма полимера, называемая эластомером, что означает, что молекулы полимера растягиваются и изгибаются.
Более 2500 заводов производят латекс, материал наподобие молочного сока. Молочай может быть самым знакомым растением, производящим латекс, для многих людей, но коммерческий латекс получают из одного тропического дерева, Hevea brasiliensis. Как следует из названия, каучуковое дерево родом из тропиков Южной Америки. Более 3000 лет назад мезоамериканские цивилизации смешивали латекс с соком ипомеи для создания каучука. Изменение соотношения латекса и сока ипомеи изменило свойства каучука. От надувных мячей до резиновых сандалий жители Мезоамерики знали и использовали каучук.
До 1900 года большая часть натурального каучука производилась из диких деревьев в Бразилии. В начале 20-го века спрос и предложение опережали производство с ростом популярности велосипедов и автомобилей. Семена, вывезенные контрабандой из Бразилии, привели к появлению плантаций каучуковых деревьев в Юго-Восточной Азии. К 1930-м годам использование натурального каучука варьировалось от шин на транспортных средствах и самолетах до 32 фунтов, используемых в солдатской обуви, одежде и снаряжении. К тому времени большая часть поставок каучука в США поступала из Юго-Восточной Азии, но Вторая мировая война отрезала США от большей части его поставок.
Процесс производства натурального каучука
Процесс производства натурального каучука начинается со сбора латекса из каучуковых деревьев. Сбор латекса с каучуковых деревьев начинается с надрезания или разрезания коры дерева. Латекс стекает в чашу, прикрепленную к нижней части выреза в дереве. Латексный материал многих деревьев накапливается в больших резервуарах.
В наиболее распространенном методе извлечения каучука из латекса используется коагуляция – процесс, при котором полиизопрен свертывается или сгущается в массу. Этот процесс осуществляется путем добавления в латекс кислоты, такой как муравьиная кислота. Процесс коагуляции занимает около 12 часов.
Вода выдавливается из сгустка резины с помощью ряда роликов. Полученные тонкие листы толщиной около 1/8 дюйма сушат на деревянных стеллажах в коптильнях. Процесс сушки обычно занимает несколько дней. Полученная темно-коричневая резина, которая теперь называется ребристым дымовым листом, складывается в тюки для отправки на переработку.
Однако не вся резина дымится. Каучук, высушенный горячим воздухом, а не копчением, называется листом воздушной сушки. Этот процесс приводит к более качественному каучуку. Каучук еще более высокого качества, называемый светлым креп-каучуком, требует двух стадий коагуляции с последующей сушкой на воздухе.
Создание синтетического каучука
За прошедшие годы было разработано несколько различных типов синтетического каучука. Все они являются результатом полимеризации (связывания) молекул. Процесс, называемый аддитивной полимеризацией, связывает молекулы в длинные цепи. Другой процесс, называемый конденсационной полимеризацией, удаляет часть молекулы, поскольку молекулы связаны друг с другом. Примеры аддитивных полимеров включают синтетические каучуки, изготовленные из полихлоропрена (неопренового каучука), маслостойкой и бензостойкой резины, а также бутадиен-стирольный каучук (SBR), используемый для изготовления неотскакивающей резины в шинах.
Первые серьезные поиски синтетического каучука начались в Германии во время Первой мировой войны. Британская блокада не позволила Германии получить натуральный каучук. Немецкие химики разработали полимер из звеньев 3-метилизопрена (2,3-диметил-1,3-бутадиена), [CH 2 = C (CH 3 ) C (CH 3 ) = Ch3], из ацетона. . Хотя этот заменитель, метилкаучук, уступал натуральному каучуку, к концу Первой мировой войны Германия производила 15 тонн в месяц.
Непрерывные исследования привели к созданию синтетических каучуков более высокого качества. Наиболее распространенный тип синтетического каучука, используемый в настоящее время, Buna S (стирол-бутадиеновый каучук или SBR), был разработан в 1919 г.29 немецкой фирмы I.G. Фарбен. В 1955 году американский химик Сэмюэл Эмметт Хорн-младший разработал полимер, состоящий на 98% из цис-1,4-полиизопрена, который ведет себя как натуральный каучук. Это вещество в сочетании с бутадиен-стирольным каучуком используется для изготовления шин с 1961 года.
Резина для переработки
Каучук, натуральный или синтетический, поступает на перерабатывающие заводы в больших тюках. Как только каучук поступает на завод, обработка проходит четыре этапа: компаундирование, смешивание, формование и вулканизация. Состав резиновой смеси и метод зависят от предполагаемого результата процесса изготовления резины.
Компаундирование
Компаундирование добавляет химикаты и другие добавки, чтобы настроить резину для предполагаемого использования. Натуральный каучук меняется в зависимости от температуры, становясь ломким от холода и липким, липким от жары. Химические вещества, добавляемые во время компаундирования, реагируют с каучуком во время процесса вулканизации, стабилизируя полимеры каучука. Дополнительные добавки могут включать армирующие наполнители для улучшения свойств каучука или неармирующие наполнители для расширения каучука, что снижает стоимость. Вид используемого наполнителя зависит от конечного продукта.
Наиболее часто используемым армирующим наполнителем является технический углерод, полученный из сажи. Углеродная сажа повышает прочность резины на растяжение и устойчивость к истиранию и разрыву. Углеродная сажа также повышает устойчивость резины к разрушению ультрафиолетом. Большинство резиновых изделий имеют черный цвет из-за наполнителя сажи.
В зависимости от планируемого использования каучука другие используемые добавки могут включать безводные алюмосиликаты в качестве армирующих наполнителей, другие полимеры, переработанный каучук (обычно менее 10 процентов), соединения, снижающие усталость, антиоксиданты, химические вещества, устойчивые к озону, красящие пигменты , пластификаторы, смягчающие масла и смазки для форм.
Смешивание
Добавки должны быть тщательно смешаны с каучуком. Высокая вязкость (сопротивление течению) каучука затрудняет смешивание без повышения температуры каучука достаточно высоко (до 300 градусов по Фаренгейту), чтобы вызвать вулканизацию. Для предотвращения преждевременной вулканизации смешивание обычно происходит в две стадии. На первом этапе в каучук вмешиваются такие добавки, как сажа. Эта смесь называется маточной смесью. Когда каучук остынет, в него добавляют химические вещества для вулканизации и смешивают с каучуком.
Формование
Формование резиновых изделий происходит с использованием четырех основных методов: экструзии, каландрирования, нанесения покрытия или формования и литья. В зависимости от конечного продукта можно использовать более одной техники формования.
Экструзия заключается в продавливании высокопластичной резины через ряд шнековых экструдеров. При каландрировании резина проходит через ряд все более узких зазоров между валками. Роликовый процесс сочетает в себе экструзию и каландрирование, производя продукт лучшего качества, чем любой из этих процессов по отдельности.
При нанесении покрытий используется процесс каландрирования для нанесения слоя резины или вдавливания резины в ткань или другой материал. Шины, водонепроницаемые тканевые палатки и плащи, конвейерные ленты, а также надувные плоты изготавливаются путем обмазки материалов резиной.
Резиновые изделия, такие как подошвы и каблуки для обуви, прокладки, уплотнители, присоски и пробки для бутылок, отливают с использованием форм. Формование также является этапом изготовления шин. Три основных метода формования резины — это компрессионное формование (используемое, среди прочего, при производстве шин), трансферное формование и литье под давлением. Вулканизация каучука происходит в процессе формования, а не как отдельный этап.
Вулканизация
Вулканизация завершает процесс производства каучука. Вулканизация создает перекрестные связи между полимерами каучука, и процесс варьируется в зависимости от требований к конечному резиновому изделию. Меньшее количество перекрестных связей между полимерами каучука делает резину более мягкой и податливой. Увеличение количества поперечных связей снижает эластичность резины, в результате чего резина становится более твердой. Без вулканизации резина оставалась бы липкой в горячем состоянии и ломкой в холодном состоянии и гнила бы гораздо быстрее.