Вулканизация каучуков серой — виды, характеристики, свойства
07.06.2020
// Резиновые смеси
Содержание статьи:
- Особенности серной вулканизации
- Вулканизующие группы
- Горячая вулканизация
- Современные тенденции
- Резина как конечный продукт вулканизации
Каучук природного происхождения — это хороший исходный материал для получения деталей не всегда. Это сопряжено с минимальным показателем его эластичности, которая сильно зависит от температуры вокруг. Каучук переходит в твердое состояние при температуре близкой к 0 градусов, а при понижении далее он переходит в хрупкое состояние. Показатель температуры выше +30 градусов приводит к размягчению материала, а его последующий нагрев вызывает расплавление. После этого охлаждение не приводит к восстановлению его первоначальных характеристик.
Еще одна особенность природного каучука – высокая степень его растворения органическими составами. Чтобы закрепить конкретные преимущества каучука, попутно избавить его от недостатков, используется такой подход, как вулканизация.
Особенности серной вулканизации
Вулканизация представляет собой современный технологический процесс, который используется при получении резины. В его ходе из сырого материала удается получить вещество с качественно новыми свойствами — резину. Каучук в результате вулканизации обретает такие свойства, как прочность, устойчивость к воздействиям химикатов, стойкость к влиянию повышенных и пониженных температур, эластичность. Этот процесс проходит под влиянием повышенных температур с применением заданного давления, чтобы линейные макромолекулы связались в единое целое.
Вулканизация завершается тем, что макромолекулы формируют поперечные связи. По структуре и численности они зависят от методики выполнения указанной операции.
Вулканизующие группы
Чтобы обеспечить требуемые технические и эксплуатационные характеристики резины используются добавки всевозможных веществ в каучук – мела, сажи, мягчителей и прочих. Практическое применение нашло несколько подходов к вулканизации, объединенные одним общим свойством – сырье проходит обработку вулканизационной серой.
Ряд нормативов и учебников указывает на то, что агентами вулканизации способны послужить сернистые соединения, которые признаются таковыми исключительно из-за содержания в них серы. В противном случае они оказывают на процесс вулканизации такое же влияние, как и прочие вещества, не имеющие в своем составе серных соединений.
Изготовление РТИ по индивидуальному заказу
Подробнее
Определенное время назад были проведены исследования, и в процессе определялось воздействие на каучук органических соединений и определенных компонентов: фосфора, селена, тринитробензола и остальных.
Но данные соединения не продемонстрировали никакой ценности на практике в плане вулканизации.
Выделяется холодный и горячий подход к вулканизации. Холодный условно делится на типы. Для первого из них используется полухлористая сера. При этом механизм процедуры с ее применением имеет определенные особенности.
Заготовка из натурального материала помещается в парах данного вещества или в растворе на базе определенного растворителя, соответствующего паре запросов: растворяет каучук, не начинает реакцию с полухлористой серой. Традиционно применяются растворители на базе сероуглерода, бензина и аналогичных составов. Полухлористая сера, растворенная в жидкости, не позволяет каучуку менять свое агрегатное состояние. Этот процесс предполагает, что каучук насытится данным химикатом. Продолжительность вулканизации влияет на технические параметры заготовки, на показатели прочности и эластичности конечного продукта.
В 2% растворе вулканизация длится от пары секунд до нескольких минут.
При больше продолжительности возникает вероятность перевулканизации, в результате которой заготовка утрачивает пластичность, переходя в хрупкое состояние. Опытным путем установлено, что для изделий толщиной около миллиметра процедура должна длиться считанные секунды. Такая технология становится лучшим решением при обработке тонкостенных элементов – перчаток, трубок и аналогичных. В данном случае обязательно четко следить за соблюдением режимов обработки, чтобы не допустить, что вулканизация наружного слоя сильнее, чем нижнего. Когда процедура завершена, требуется обработать полученные изделия щелочным раствором либо водой. Холодная вулканизация может проводиться и иным способом. Каучуковые тонкостенные заготовки переносятся в атмосферу, которая насыщена SO2. Спустя заданное время заготовки устанавливаются в камеру с h3S (сероводородом). В подобных камерах изделия находятся примерно 15-25 минут. Процесс вулканизации за это время полностью завершается. Такая процедура успешно используется для финального покрытие клееных швов, которые за счет этого получают повышенную прочность.
Горячая вулканизация
У такой процедуры имеется собственная технология, которая имеет характерные черты. Отформованная из сырого каучука заготовка дополняется конкретным объемом серы и особых добавок. Количество серы в составе составляет примерно 5-10 процентов. Определяется ее объем в добавке в зависимости от твердости и будущего использования готового элемента. Помимо серы можно добавить роговой каучук, в составе которого процент серы составляет 20-50. Далее из полученного сырья формуются заготовки, которые требуется нагреть, то есть, вулканизировать. Для нагрева используется несколько разных методик. Размещают будущие изделия в формах из металла или заворачивают в ткань. Такие конструкции устанавливают в печи, которая разогревается до 130-140 градусов. Повысить качество и скорость вулканизации можно за счет формирования в печи повышенного давления.
Изделия после формования можно поместить в автоклав, который содержит разогретый водяной пар. Так же их можно поместить в нагреваемый пресс. Такая методика стала наиболее распространеннной на практике. Каучук после прохождения вулканизации имеет свойства, которые продиктованы рядом условий. Это и приводит к тому, что вулканизация считается наиболее сложной операцией, необходимой при выпуске резины. Качество сырья и используемые методики обработки перед вулканизацией тоже имеют огромное значение. Важными моментами становятся выбранный метод, его длительность, температура и объем серы, которая дополняет каучук. Готовый продукт имеет характеристики, которые зависят и от присутствия примесей, имеющих различное происхождение.
Изготовление резиновых опорных частей (РОЧ, РОЧс, РОЧр, ЛРОЧ, ЛПРОЧ, НРОЧ)
Подробнее
Современные тенденции
В резиновой промышленности уже несколько лет используют ускорители. Такие вещества добавляются в смесь с целью ускорения процессов, снижения энергетических затрат, оптимизации формования заготовок.
Резина как конечный продукт вулканизации
Техническая резина – это композиционный состав, содержащий до 20 компонентов, чтобы обеспечить его характеристики. Для создания резины каучук проходит вулканизацию. Процесс сопровождается формированием макромолекул, которые обеспечивают эксплуатационные характеристики резины, чтобы сделать ее более прочной.
Базовое отличие резины от ряда иных материалов состоит в том, что она имеет способность к эластичным деформациям, происходящим при различных температурах, начиная с комнатной и ниже. По ряду характеристик резина сильно превышает каучук, в частности, она прочная, эластичная, стойкая к перепадам температур, химическим и агрессивным воздействиям и прочим факторам.
Вулканизация шин — ШИНОМОНТАЖ51 г. Мурманск
Современные автомобильные шины производятся с использованием качественного сырья и современных технологий, в разработку последних, компании-производители вкладывают огромные средства, в следствии чего, стоимость покрышек сейчас получается достаточно высокой. Но время от времени на дороге возникают непредвиденные ситуации и боковой порез шин — одна из них. В настоящее время наиболее эффективный способ вернуть колеса «к жизни» — это горячая вулканизация.
- Рогозерская, 14АПозвонить
- Подгорная, 140ВПозвонить
- Фадеев Ручей 9/1Позвонить
Особенности вулканизации
Вулканизация разделяется на два вида и бывает:
- Горячей
- Холодной
Горячая вулканизация
Происходит с помощью высокотемпературной обработки, с применением так называемой «сырой резины», которая обеспечивает ремонт бокового пореза шины, исключая образования грыжи.
Холодная вулканизация
Не имеет термообработки и представляет собой процесс скрепления двух материалов специальным цементом (активатор бутилового слоя).
Главным отличием двух этих видов является метод прикрепления пластырей. В первом случае установка пластырей и сама вулканизация – это единый процесс, который проводится за одну операцию, полностью заполняя место пореза резиной, что исключает попадание влаги и грязи в месте пореза и образование грыжи. При горячей вулканизации крепление пластыря является гораздо более прочным. Под процессом вулканизации подразумевается взаимодействие каучука и резины при помощи различных химических элементов, таких как сера, пероксиды, окиси металлов, являющихся вулканизирующими агентами. В результате такого взаимодействия шина обретает прочность, твердость, износоустойчивость, а также эластичность. Как правило, боковые порезы от 1 см и более целесообразнее всего ремонтировать именно методом горячей вулканизации.
На сегодняшний день существуют различные виды технологий, которые отличаются способами проведения и конечным результатом.
Так, к примеру, наиболее эффективной считается вулканизация, выполненная при помощи азота.
При выборе автосервиса, занимающегося вулканизацией очень важно обратить внимание на уровень оборудования, опытность персонала, который ее проводит и качество материалов.
Материалы должны быть произведены известными производителями с учетом ведущих технологий. Наши специалисты выполняют все виды шиномонтажных услуг и с октября 2010 года мы рады предложить Вам новую услугу – горячая вулканизация шин.
Вообще, ремонт бескамерных шин и в частности ремонт боковых порезов следует выделить в отдельную категорию услуг, так как это сложный процесс, требующий наличие специального оборудования и профессиональных специалистов. Ремонт шин с таким повреждениями у нас выполняется с учетом всех требований и применением передовых технологий и современных материалов американской фирмы Tech. Сегодня вулканизация возможна без дополнительных заплат благодаря современным методам. После проведения ремонта горячей вулканизацией, мастер проверяет ее эффективность путем временой закачки воздуха в шину давления, превышающего норму, установленную заводом изготовителем для этого типа покрышки.
В нашей фирме работают только опытные мастера, которые могут выявить такие недостатки, поэтому необходимо обращаться за помощью своевременно.
Автомобиль – это средство передвижения повышенной опасности! Ваша жизнь и здоровье зависят от того, насколько ответственно Вы отнесетесь к его эксплуатации и ремонту.
Обратившись в ШИНОМОНТАЖ51, Вы избавите себя от дальнейших проблем. Помните, что экономить на собственной безопасности и комфорте вредно для здоровья.
Что такое вулканизация и вулканизированная резина?
Вулканизированная резина намного прочнее традиционной резины. Он может выдерживать большее давление и нагрузку и гораздо более эластичен, поэтому многие производители предпочитают использовать вулканизированный каучук в своем бизнесе. Повышенная прочность и эластичность вулканизированной резины позволяют ей растягиваться в гораздо большей степени, не деформируясь и не деформируясь. Вулканизация также означает, что резина лучше защищена от истирания или других повреждений, вызванных соскабливанием.
Но что такое вулканизация и как она работает? В этой статье мы более подробно рассмотрим вулканизацию, а также историю и использование вулканизированной резины.
Что такое вулканизация?
Каучук бывает двух видов: натуральный и синтетический каучук. Натуральный каучук немного прочнее и имеет меньший запах, тогда как синтетический каучук более устойчив к нагреванию и старению. Синтетический каучук также используется в продуктах для людей с аллергией на белки, содержащиеся в натуральном каучуке. 70% каучука, используемого сегодня в Соединенных Штатах, является синтетическим, но оба типа широко используются во всем мире.
Натуральный каучук состоит из молекул полиизопрена. Его получают из клеток или латексных протоков растений, производящих каучук. Хотя существует более двухсот растений, способных производить латекс, большую часть натурального каучука получают из каучукового дерева (Hevea Brasiliensis).
Синтетические каучуки представляют собой искусственные полимеры, получаемые из побочных продуктов нефтепереработки.
Коагулированный натуральный и синтетический каучук в исходном состоянии малопригоден. Он липкий, термопластичный и мягкий с очень низкой прочностью на растяжение и эластичностью, поэтому перед использованием его необходимо подвергнуть таким процессам, как вулканизация. Натуральный и большинство видов синтетического каучука можно вулканизировать, чтобы улучшить их свойства и сделать их достаточно прочными и прочными для использования. Процесс вулканизации включает в себя добавление и нагревание каучука с серой для улучшения его эластичности и прочности.
Полиизопрен (натуральный каучук) и стирол-бутадиеновый каучук (SBR) представляют собой полимеры, которые чаще всего вулканизуют. Эти каучуки часто используются для производства автомобильных шин.
Методы вулканизации могут различаться, но обычно они включают смешивание сырого каучука или других эластомерных материалов с 5-30% серы или другого агента (чтобы вызвать реакцию сшивания) с активатором, ускорителем и замедлителем схватывания для образования сшитого молекулярная сеть.
Вулканизация с использованием только серы очень медленная и может привести к окислительной деградации, что приведет к ухудшению механических свойств. Вот почему добавляются ускорители, чтобы вулканизация могла происходить при более низкой температуре и с большей эффективностью. (Это также снижает количество необходимой серы, что улучшает свойства старения вулканизированной резины).
Обычно используемые добавки включают оксид цинка (активаторы), гуанидины, тиазолы, ксантогенаты, тиурамы (ускорители), уксусную кислоту, хлорид кальция (коагулянты), амины, фенолы и фосфиты (антиоксиданты), цветные пигменты, масла и антидепрессанты. — пенообразователи.
Следует избегать активной вулканизации на стадиях смешивания, чтобы предотвратить образование трещин при формовании резины.
Наука, стоящая за процессом вулканизации
Вулканизация произвела революцию в производстве каучука и способах его применения. До того, как была открыта вулканизация, натуральный каучук коагулировали с помощью кислоты и тепла, чтобы сделать его пластичным.
При высоких температурах резина становилась липкой и начинала плавиться. Однако при слишком низкой температуре он быстро становился хрупким. Использование каучука в промышленных условиях было дорогим и непрактичным при использовании этих методов.
Итак, как вулканизируют каучук? Натуральный латексный сок, собранный с деревьев, содержит молекулы изопрена. По мере высыхания латекса молекулы сближаются и атакуют двойную углеродную связь соседних молекул. Двойная связь разрывается, и электроны объединяются, чтобы связать молекулы изопрена вместе, превращая их в мономеры. Этот процесс продолжается до тех пор, пока многие молекулы изопрена не соединятся и не создадут длинные нити или цепочки мономеров (полимеров).
Совокупность мономерных цепей изопрена называется полиизопреном, который склеивается за счет образования электростатических связей. Это позволяет нитям двигаться относительно друг друга при натяжении и возвращаться в исходное состояние при расслаблении, придавая каучуку степень естественной эластичности.
При добавлении серы и подходящей температуре и давлении атомы серы атакуют двойные связи атомов углерода в изопреновых цепях и связывают их. Атомы серы также связываются друг с другом, а затем связывают вместе различные нити изопрена. Это известно как сшивание в постоянном состоянии.
Сшивание – это механизм реакции, придающий вулканизированному каучуку прочность на растяжение. Проще говоря, сшивание — это химический процесс, при котором полимерные цепи соединяются вместе. Его можно сравнить с тарелкой сырых спагетти. Каждую прядь очень легко вытащить из миски, но после того, как она приготовлена и высушена, они слипаются, и их труднее разъединить.
Несшитые полимерные цепи свободно перемещаются, в то время как сшитые цепи гораздо менее склонны к текучести под воздействием напряжений, вызванных нагреванием или растяжением. Они также более устойчивы к растворителям и могут использоваться для более прочных покрытий или связующих.
Сшивание создает сетчатую структуру, которая придает каучуку более стабильную эластичность, и после того, как она была создана, ее вообще невозможно легко разрушить.
Этот постоянный характер изменения химического состава каучука называется термореактивным.
Существует три стадии вулканизации, а именно индукция, сшивание и оптимальное состояние:
- Во время стадии индукции (или подвулканизации) медленная реакция сшивания начинается при температуре от 180°F до 230°F . Формованная резина обычно формуется до ее нагревания, так как сшивание делает невозможным формование резины;
- На этапе сшивания или отверждения образуются постоянные сшивки. Смесь нагревают до 250-400ºF для ускорения вулканизации, что приводит к быстрому сшиванию.
- В оптимальном состоянии вулканизированная резина может вернуться к своей первоначальной длине после десяти циклов деформации под напряжением. Если процесс отверждения продолжается за пределами оптимального состояния, это называется переотверждением. Окончательное оптимальное состояние отверждения или переотверждения означает, что все свойства резиновых смесей формируются до тех пор, пока они не станут эластичными.
Образующиеся поперечные связи зависят от количества вулканизующего агента, времени реакции, температуры и природы самого каучука.
Вулканизированный каучук прочнее и эластичнее натурального каучука.Кто изобрел вулканизацию резины?
Человечество использует каучук уже тысячи лет. Древние ольмеки были первыми, кто занимался наукой о каучуке, смешивая сок виноградной лозы и кипяченый сок каучука для создания собственного вулканизированного каучука. Это использовалось для гидроизоляции и, конечно же, для ранней формы баскетбола!
В 1820-х годах химик по имени Чарльз Макинтош объединился с изобретателем Томасом Хэнкоком, чтобы усовершенствовать процесс. Они растворили натуральный каучук в бензоле и нагрели его, чтобы получить резиновое покрытие и водонепроницаемую ткань. Сера была добавлена в процесс в более поздние годы.
Однако современная вулканизация в том виде, в каком мы ее знаем, может быть приписана Чарльзу Гудиеру. Гудиер увлекся резиной после того, как заметил спасательный жилет в универсальном магазине.
Гудиер вложил все свое время и ресурсы в резину. Однажды он случайно пролил смесь резины и резины на горячую плиту, где она «обуглилась, как кожа» и затвердела. Он считал, что остановка процесса в нужное время сделает резину более липкой и стабильной. Goodyear начала «лечить» резину и отправила образцы Томасу Хэнкоку. Хэнкок заметил серу на поверхности и начал добавлять серу в процесс обработки каучука.
Компания Goodyear получила патент США на вулканизацию через несколько недель после того, как Хэнкок опередил его в получении патента Великобритании. Термин вулканизация происходит от друга Хэнкока, относящегося к римскому богу огня Вулкану.
Открытие Гудьира положило начало промышленной революции, но, к сожалению, его настойчивость не окупилась, и он умер в долгах более чем на 200 000 долларов. Известная шинная компания Goodyear позже была названа в его честь в знак признания его важного вклада в отрасль.
Как упоминалось ранее, использование только серы в процессе вулканизации не очень эффективно, быстро или экономично, поэтому каучук не получил широкого распространения, пока американский химик Джордж Энслагер не обнаружил, что добавление ускорителей в процесс вулканизации улучшает отверждение.
процесс в 1912. Изобретенный им метод вулканизации широко используется и сегодня.
Каковы области применения и преимущества вулканизированной резины?
Вулканизация повышает эластичность, твердость, прочность на разрыв, устойчивость к органическим растворителям и истиранию. Он также обладает превосходной эластичностью, низким водопоглощением и стойкостью к окислению, а также является превосходным электрическим изолятором.
При правильной вулканизации натуральный каучук сохраняет и усиливает свои преимущества без недостатков, существующих на молекулярном уровне. После вулканизации вновь созданные полимерные цепи укрепляют каучук; он сжимается и становится жестче. Это делает вулканизированную резину гораздо менее восприимчивой к повреждениям или деформации и придает ей повышенную прочность на растяжение.
Эта износостойкость делает этот материал отличным материалом для использования в ряде изделий, где прочность и водостойкость при суровых условиях имеют первостепенное значение (например, ремешки для спортивных часов или резиновые подошвы для обуви).
Чаще всего вулканизированная резина используется в шинах. Шины часто армируют техническим углеродом для еще большей прочности. Ежегодно в мире производится более миллиарда шин.
Вулканизированная резина также используется для производства резиновых шлангов, подошв для обуви, изоляционных материалов, виброгасителей, ластиков, амортизаторов, детских игрушек, конвейерных лент, резервуаров с резиновым покрытием и т. д.
Является ли вулканизированная резина экологически чистой?
Вулканизированная резина более прочная и с меньшей вероятностью разлагается, чем натуральная резина, но есть свидетельства того, что вулканизированная резина подвергается биологическому разложению в горячих бункерах для компостирования. Преимущество вулканизации заключается в том, что резиновые изделия можно легко отремонтировать или перепрофилировать, потому что они очень долговечны. Старые резиновые шины можно восстановить или повторно использовать в качестве асфальта, мульчи для озеленения, насыпи дерна или ковриков для скота.
Его также можно добавлять в составы.
Заключение
Вулканизация позволяет создавать более прочные, жесткие и долговечные резиновые изделия экономически эффективным способом. Благодаря таким изобретателям, как Хэнкок и Гудиер, вулканизированная резина стала доступным и доступным продуктом, который можно использовать и использовать повторно из года в год.
Вулканизация глобального уплотнительного кольца
Глобальное уплотнительное кольцо имеет собственные возможности вулканизации. Мы регулярно изготавливаем специальные уплотнительные кольца, соединяя запас шнура. Мы обеспечиваем вулканизированное сращивание резинового шнура с уплотнительными кольцами, используя тепло для их поперечного соединения, создавая сверхпрочное соединение.
Если вам как производителю или дистрибьютору требуются уплотнительные материалы, свяжитесь с нами, чтобы запросить ценовое предложение без каких-либо обязательств или обсудить ваши варианты с одним из наших знающих и дружелюбных сотрудников.
Вулканизация Определение и значение – Merriam-Webster
vul·ca·ni·za·tion ˌvəl-kə-nə-zā-shən
: процесс химической обработки сырого или синтетического каучука или аналогичного пластика для придания ему полезных свойств (таких как эластичность, прочность и стабильность)
Примеры предложений
Недавние примеры в Интернете
Эта жидкость затвердеет и подвергнется вулканизации .
— Марк Бона, , Кливленд, , 18 августа 2020 г.
Форма герметизируется, и латекс внутри расширяется, чтобы полностью заполнить всю форму перед помещением в печь для вулканизации , промывкой и сушкой.
— Грейс Ву, Good Housekeeping , 7 июля 2022 г.
К ним относятся концепция нуля, вулканизация каучука, сложный язык и система письма, а также передовые знания в области астрономии, архитектуры, искусства и медицины.
— Эллисон Футтерман, 9 лет.0052 Журнал Discover , 14 января 2022 г.
Имя Charles Goodyear является синонимом вулканизации и — закалки каучука.
— Эллисон Футтерман, Discover Magazine , 10 октября 2022 г.
Форма каркаса, состоящая из двух частей, покрывает слой обмотки и проходит собственную вулканизацию при температуре от 150 до 160 градусов Цельсия в течение примерно восьми минут.
— Тим Ньюкомб, 9 лет.0052 Популярная механика , 10 ноября 2022 г.
Ацтеки знали, что это низкорослое пустынное растение является источником натурального латекса, но с момента открытия вулканизации в 1839 году производство каучука в основном было сосредоточено вокруг более тропического каучукового дерева (гевеи).
— Дэн Эдмундс, Автомобиль и водитель , 9 октября 2022 г.
Он изготовлен с использованием процесса вулканизации , при котором Super-LumiNova расплавляется непосредственно внутри резиновой вставки ремешка, так что он смешивается непосредственно с материалом.
— Кэрол Беслер, 9 лет.0052 Отчет Робба , 6 октября 2022 г.
Латекс Dunlop: жидкий латекс заливают в форму до заполнения и помещают в печь для вулканизации перед промывкой и сушкой при высокой температуре.
— Грейс Ву, Good Housekeeping , 7 июля 2022 г.
Узнать больше
Эти примеры программно скомпилированы из различных онлайн-источников, чтобы проиллюстрировать текущее использование слова «вулканизация». Любые мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв об этих примерах.
История слов
Первое известное использование
1846, в значении, определенном выше
Путешественник во времени
Первое известное использование вулканизация была
в 1846 г.