Химический состав автомобильных покрышек — Ремонт и обслуживание авто

Опубликовано: 09.11.2017

Содержание

1. Из чего делают шины для машин
2. Химический состав резины автомобильных шин
3. Вот к примеру химическая формула резины и каучука соответственно

Основным использующемся материалом для шины считается резина. Она бывает различной и может производиться как из искусственного, так и из настоящего каучука. Более часто встречаются покрышки сделанные из искусственного каучука, так как он элементарен в разработке и гораздо экономичнее и по свойству не уступает натуральному каучуку.

Другой по численным показателям элемент состава покрышек – углерод промышленный или, обычным языком, сажа. На его часть приводится приблизительно 30% всей смеси.

Для чего применяется углерод? По сути, это упрочивающий элемент смеси, работающий на молекулярном уровне. Без применения сажи шины были бы недолговечными, хрупкими и выделялись бы завышенным износом.

Сейчас вместо промышленного углерода чаще применяется сера. Но отбор того или иного ингредиента – скорее, тема финансовой целесообразности. С научно-технической точки зрения отличие невелико.

Химический состав резины автомобильных шин

Замена техническому углероду – кремниевая кислота. Она применяется в качестве подмены сажи по причине, что последняя непрерывно дорожает. Однако, это решение вызывает некоторые споры в кругу специалистов, и связаны они с тем, что кремниевая кислота при низкой крепости располагает более высокой способностью к сцеплению с влажной поверхностью дороги. То есть, утрачивая в износостойкости, мы обретаем наилучшее сцепление.

Вот к примеру химическая формула резины и каучука соответственно

В качестве присадок для изготовления компаундов используются разные масла и смолы. Они исполняют смягчающую функцию, что в особенности важно при изготовлении зимней резины.

Факт наличия в резине кремниевой кислоты, крахмала кукурузы или иных добавок, на коих производится реклама — ничего не значит. Главное придумать хороший рецепт, а потом и не нарушить этот самый рецепт, который бы с использованием этих ингредиентов дал отличные свойства авто шине. А это получается далеко не у всех производителей. Поэтому как делают шины разные производители — это их тайна за семью печатями.

Можно подвести результат, что авто шины делают либо из резины, либо из иных материалов, но с прибавлением каучука. У изготовителей покрышек имеется свой лучший хим. состав, который устанавливает разные свойства получаемой резины.

Один разработчик делает упор на срок службы, иной — на скоростные свойства, а 3-ий — на поведение шины на влажной дороге. Эти свойства устанавливают цену и качество шины. Ну а далее уже в резину добавляют металлизированный корд, капроновые нити и различны дополнительные скрепляющие элементы, чтобы покрышка была упругой, долговечной и износостойкой.

Как вам статья?

Химический состав автомобильных покрышек

Главная страница > Полезная Информация > Автомобильные статьи часть 1 > Из чего делают автомобильные покрышки

  Главным материалом для шины является резина. Но резина бывает разной и может изготавливаться как из синтетического, так и из натурального каучука. Наиболее часто встречаются шины изготовленные из синтетического каучука, так как он прост в разработке и намного дешевле и по качестве не уступает натуральному каучуку.

  Второй по количественным показателям элемент состава шины – углерод технический или, простым языком, сажа. На его долю приходится примерно 30% всей смеси.

Для чего используется углерод? 

  По сути, это скрепляющий на молекулярном уровне компонент смеси, действующий на молекулярном уровне. Без использования сажи шины были бы недолговечными, непрочными и отличались бы повышенным износом. 

  Сегодня вместо технического углерода все чаще используется сера. Но выбор того или иного компонента – скорее, вопрос экономической целесообразности. С технологической точки зрения разница невелика. 

  Еще одна альтернатива техническому углероду – кремниевая кислота. Она используется в качестве замены сажи по той простой причины, что последняя постоянно дорожает. Впрочем, это решение до сих пор вызывает определенные споры в кругу профессионалов, и связаны они с тем, что кремниевая кислота при более низкой прочности обладает более высокой способностью к сцеплению с мокрой поверхности дороги. То есть, теряя в износостойкости, мы обретаем лучшее сцепление.

  В качестве добавок для приготовления компаундов практически всегда применяются различные масла и смолы. Они выполняют смягчающую функцию, что особенно важно при производстве зимней резины. Факт присутствия в резине кремниевой кислоты, крахмала кукурузы или других модных добавок, на которых, в основном, и делается реклама — ничего не значит. 

  Важно изобрести, а потом и соблюсти рецепт, который бы с применением этих компонентов обеспечил превосходные характеристики авто шины. А это удается далеко не всем производителям.

  Можно подвести итог, что автомобильные шины изготавливаются либо из резины, либо из других материалов, но с добавлением каучука. 

  И у производителей шин имеется свой оптимальный химический состав, который определяет различные характеристики. Один производитель может делать упор на срок службы шины, другой — на скоростные характеристики, а третий — на поведение шины на мокрой дороге. Эти характеристики определяют цену и качество шины. 

  При выборе покрышек поможет новая маркировка шин, где указаны такие параметры как шумность, сопротивление качению и поведение на мокрой дороге.

Стоит ли покупать всесезонные шины?

Почему опасно покупать дешевые автомобильные шины?

Автор: Денис Кирсанов — Специалист по Автовыкупу с 10 летним опытом!

Каков состав шины? — Слои и компаунды

Введение в шинную промышленность

Состав шины в основном состоит из каучука, но не только. Процесс изготовления шины сложен и состоит из набора нескольких слоев, наложенных друг на друга. Для создания этих слоев и изготовления шины необходимо выполнить 4 этапа:

• Смешивание: более 200 компонентов смешиваются с помощью миксеров и валков. Натуральный каучук, синтетический каучук, технический углерод и более 200 компонентов проходят через вальцы для получения однородной резиновой смеси.
• Подготовка: различные слои шины подготавливаются с помощью каландрирования или экструзии перед раздельным хранением.
• Здание: на этом этапе собираются разные слои.
• Отверждение: после сборки шина остается податливой и называется сырой шиной. Для окончательной отделки его необходимо вулканизировать, чтобы сделать эластичным, упругим и устойчивым к атмосферным воздействиям.

Подробный список слоев

Внутренний слой

*Внутренняя камера шины. Этот слой предназначен для предотвращения потери давления в радиальных шинах, что увеличивает срок службы шины. Внутренний слой изготовлен из бутила, синтетического каучука, обладающего превосходными свойствами удержания воздуха. Бутиловые прокладки могут быть чрезвычайно липкими и часто требуют особого обращения в процессе экструзии.

Слой корпуса

Структурные слои шины, слои корпуса изготовлены из каландрированной резины, армированной текстильным или стальным кордом, функции которого заключаются в выдерживании весовой нагрузки и амортизации ударов. Большинство шин имеют 2 слоя и более. Поскольку эти детали состоят из резины и ткани, повторная отправка обрезков резины на производственную линию затруднена.

Борт и апекс

Борт — это деталь, которая удерживает шину на ободе. Бусина состоит из множества колец, сделанных из стальной проволоки, которые были сформированы и собраны вместе. Вершина соединена с бусинами, поэтому она свернута и имеет форму одинакового размера. Это та часть, которая позволяет борту правильно склеивать шину.

Боковины

Компонент, обеспечивающий устойчивость шины за счет поглощения боковой силы, возникающей при повороте автомобиля. Из-за своей природы эта деталь состоит из смеси каучуков, обладающих высокой усталостной прочностью и выделяющих меньше тепла. В формулу можно добавить сажу и другие добавки для улучшения этих свойств, но это может привести к потере липкости, что может повлиять на конструкцию шины.

Размыкатели

Размыкатели представляют собой каландрированные резиновые и стальные тросы. В обычных случаях 2 слоя прерывателей перекрываются. Эта технология предотвращает искажение, вызванное центробежной силой.

Ремни

Эти слои используются не во всех шинах. Ремни улучшают механическую прочность шины, поэтому их обычно используют для тяжелых транспортных средств, таких как грузовики.

Протектор

Часть шины, соприкасающаяся с дорогой. Его основная функция заключается в безопасной и эффективной передаче тягового и тормозного усилия. Протектор часто состоит из толстого слоя резины, состав которой меняется в зависимости от типа поверхности (снег, мокрая, сухая…) и назначения шины (сцепление, износостойкость, энергосбережение). Как и боковины, протекторы экструдируются в процессе производства, и для каждого состава может потребоваться различный тип обработки.

Из чего сделаны шины? (Структура шины)

По общему мнению, первый настоящий автомобиль был создан в 1885 году Карлом Бенцем, а если быть точным, известным как «трехколесный автомобиль» Бенца. Хотя это утверждение оспаривается, поскольку были и другие типы автомобилей с различными способами движения и стилями. Наряду с автомобильным бумом шинная промышленность с тех пор также стала одной из самых прибыльных отраслей промышленности. В 2019 году мировой рынок автомобильных шин оценивался в 112,16 млрд долларов., и прогнозируется, что к 2027 году он достигнет 154,40 миллиарда долларов. В 1946 году компания Мишлен разработала метод конструкции радиальной шины. Michelin купила обанкротившуюся автомобильную компанию Citroën в 1934 году, поэтому сразу же смогла внедрить эту новую технологию. Из-за превосходства в управляемости и экономии топлива использование этой технологии быстро распространилось по Европе и Азии. В США устаревшая конструкция диагональных шин сохранялась до тех пор, пока Ford Motor Company не приняла на вооружение радиальные шины в начале 19 века.70-х годов, после статьи 1968 года во влиятельном американском журнале Consumer Reports, в которой подчеркивалось превосходство радиальной конструкции.

Производственные материалы

Используются многие виды каучука, наиболее распространенным из которых является стирол-бутадиеновый сополимер. Шинные заводы начинают с объемного сырья, такого как синтетический каучук, технический углерод и химикаты, для производства многочисленных специализированных компонентов, которые собираются и отверждаются. Современные шины состоят примерно на 20% из натурального каучука и на 25% из синтетического каучука, который представляет собой пластичный полимер. Остальное состоит из металла и других соединений. В производстве шин используется четыре типа каучука:

• Натуральный каучук
• Полибутадиеновый каучук
• Бутилкаучук
• Стирол-бутадиеновый каучук

Большинство производителей шин сегодня используют технический углерод или диоксид кремния или их комбинацию в качестве армирующих наполнителей при составлении шинных смесей. Эти ингредиенты снижают сопротивление качению шины, усиливают сцепление шины с дорогой и даже служат защитой от повреждений.

Наполнители

Большинство производителей шин сегодня используют технический углерод или диоксид кремния (или их комбинацию) в качестве армирующих наполнителей при составлении рецептур резиновых смесей. Они полезны, потому что улучшают сцепление с дорогой, защищают от проколов и снижают сопротивление качению. Сажа и диоксид кремния также доступны в различных формах, и каждая из них по-разному влияет на характеристики управляемости шины. Это удобно для исследователей, которые постоянно ищут правильную комбинацию для достижения оптимальной производительности для различных стилей вождения, типов транспортных средств и дорожных условий.

Недостатком технического углерода и диоксида кремния является дороговизна их производства. В результате исследователи теперь экспериментируют с целлюлозными волокнами, маслами и другими растительными материалами в качестве альтернативных наполнителей, которые обеспечивают ценность без ущерба для производительности.

• Кукурузный крахмал
• Одуванчики
• Скорлупа грецких орехов
• Древесная масса

Более 200 ингредиентов входят в состав шин. Они играют жизненно важную роль в обеспечении безопасности, эффективности использования топлива, производительности и экологичности. Эти компоненты делятся на пять групп:

Натуральный каучук : основной компонент слоев протектора

Синтетический каучук : часть протекторов шин легковых автомобилей, фургонов и полноприводных автомобилей повысить долговечность

Металлические и текстильные армирующие тросы : «каркас» шины, образующий геометрическую форму и обеспечивающий жесткость.

Многочисленные химические вещества : для уникальных свойств, таких как низкое сопротивление качению или сверхвысокое сцепление

Натуральный каучук собирают в основном в виде латекса из каучукового дерева. Латекс представляет собой липкий коллоид молочного цвета, который получают, делая надрезы на коре и собирая жидкость в сосуды в процессе, называемом «выстукивание». Затем латекс перерабатывается в каучук, который готов к промышленной переработке. На основных участках латекс может коагулировать в чаше для сбора. Коагулированные комки собирают и перерабатывают в сухие формы для продажи.

Синтетический каучук производится с использованием полимеров, извлеченных из сырой нефти. По мере развития технологии производства каучука используются все больше натуральных материалов, например, использование растительных масел стало более частым, как попытка со стороны производителей снизить негативное воздействие на окружающую среду, создать более устойчивую модель производства и повысить производительность своего продукта. Синтетический каучук обладает различными физическими и химическими свойствами. Синтетические каучуки превосходят натуральные каучуки по двум основным параметрам: термическая стабильность и устойчивость к маслам и родственным соединениям. Они более устойчивы к окислителям, например, таким как кислород и озон, которые могут оказать негативное воздействие на шину.

Технический углерод представляет собой материал, получаемый при неполном сгорании тяжелых нефтепродуктов, таких как смола FCC, каменноугольная смола или смола крекинга этилена. В основном используется в качестве армирующего наполнителя в шинах и других резинотехнических изделиях.

Силикагель — это наполнитель, используемый вместе с техническим углеродом или вместо него в смесях протектора и боковин. Он широко используется в шинах премиум-класса.

Армирующие канаты: Эти текстильные материалы представляют собой полиэфирные кордные ткани, вискозные кордные ткани, нейлоновые кордные ткани и арамидные кордные ткани. Они используются для изготовления слоев шин в легковых шинах. Хотя они служат основным армирующим материалом в каркасе шины, они также помогают шине сохранять свою форму в различных дорожных условиях, что обеспечивает дополнительную износостойкость и эксплуатационные характеристики шины.

Конструкция шины

Шина состоит из борта, наполнителя борта, брекеров, основного слоя, внутреннего слоя, боковины и протектора.

Бортик : Пучки бортов шины (обычно проволока) крепят шину к колесу. Это часть шины, которая соприкасается с ободом колеса. Борт обычно армируется стальной проволокой и смешивается с высокопрочной резиной с низкой гибкостью.

Наполнитель бортов : резиновая смесь, наносимая на пучок бортов, которую можно использовать между слоями кузова, которые охватывают борта для улучшения ходовых качеств и управляемости.

Ремни : Обычно два ремня со стальными кордами, уложенными под противоположными углами. Ремни обеспечивают стабильность протектора шины, что способствует износу, управляемости и сцеплению.

Основной слой : Большинство шин имеют один или два основных слоя, каждый из которых обычно состоит из полиэфирного, вискозного или нейлонового корда внутри резинового слоя. Слои кузова функционируют как структура шины и обеспечивают прочность, чтобы сдерживать внутреннее давление.

Вкладыш внутренней трубы : это резиновая смесь, используемая для удержания давления внутри шины.

Боковина : часть шины, соединяющая протектор и борт. Это резиновая смесь, армированная тканью или стальными кордами, обеспечивающими прочность на растяжение и гибкость, используемая для покрытия слоев корпуса по бокам шины, что обеспечивает устойчивость к истиранию, истиранию и атмосферным воздействиям.

Протектор : это толстая резина или резино-композитная смесь, разработанная для обеспечения надлежащего уровня сцепления, которая не изнашивается быстро. Резиновая смесь протектора и рисунок протектора обеспечивают контакт с дорогой и стойкость к истиранию, улучшая сцепление и износ протектора.

Защитные элементы

В производстве шин используется широкий спектр добавок как во внутренних, так и во внешних компонентах для защиты шины от износа. Они в основном состоят из:

• Антиоксиданты: помогают предотвратить разрушение резины под воздействием температуры и воздействия кислорода.
• Антиозонанты: используются для предотвращения воздействия озона на поверхность шины.
• Антивозрастные вещества: различные химические вещества, используемые для продления срока службы шины.