What is Vulcanization and Vulcanized Rubber?
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 коробясь 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?
Резина бывает двух видов: натуральная и синтетическая. 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) являются полимерами, 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 для образования сшитой молекулярной сети. .
Вулканизация с использованием только серы происходит очень медленно и может привести к окислительной деградации, что приводит 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 пеногасители.
агенты.
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 резину? 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, образуя электростатические связи. 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 правильной температуре и давлении атомы серы атакуют двойные связи атомов углерода в цепях изопрена 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, который придает 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 как только она сварится и высохнет, они слипнутся, и их будет труднее разорвать.
Полимерные цепи, которые не были сшиты, свободно перемещаются, в то время как цепи с поперечными связями гораздо менее склонны к текучести при нагрузках, вызванных нагреванием или растяжением.
Они также более устойчивы к растворителям и могут использоваться для более прочных покрытий или связующих.
Сшивка 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 сшивки начинается при температуре от 180°F до 230°F. Формованной резине обычно придают форму до ее нагревания, поскольку сшивание делает невозможным формование резины;
- На этапе сшивания или отверждения образуются постоянные поперечные связи. 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.
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.
Гудьир получил патент США на вулканизацию через несколько недель после того, как Хэнкок опередил его в патенте 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 до тех пор, пока американский химик Джордж Оэнслагер не обнаружил, что добавление ускорителей в процесс вулканизации улучшает процесс вулканизации. 1912 г. Изобретенный им метод вулканизации широко используется и сегодня.
Каковы преимущества и преимущества вулканизированной резины?
Вулканизация улучшает 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.
Если натуральный каучук вулканизирован правильно, он 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 долговечность делает его отличным материалом для использования в ряде изделий, где долговечность и водостойкость во время суровых условий 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, изоляции, виброгасителей, ластиков, амортизаторов, детских игрушек, конвейерных лент, резервуаров с резиновым покрытием и многого другого.
Является ли вулканизированная резина экологически чистой?
Вулканизированная резина более жесткая и с меньшей вероятностью разлагается, чем натуральная резина, но есть свидетельства того, что вулканизированная резина подвергается биоразложению в горячих бункерах для компостирования.
Преимущество вулканизации заключается в том, что резиновые изделия можно легко восстановить 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.
Вывод
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 на глобальном уплотнительном кольце
Global O-ring 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.
Вулканизированная резина для шин автомобиля своими руками
Автор: Trip | 2016-01-11
Вулканизированная резина – это такой процесс взаимодействия каучуков с вулканизирующим агентом, при котором происходит сшивание молекул каучука в единую пространственную сетку. Все знают стоимость новых колес для своего автомобиля. И замена даже одного колеса влетает в копеечку, что говорить о замене всех колес.
А ведь нужно ещё менять резину в зависимости от времени года, ведь штраф за резину не по сезону вот-вот вступит в силу. И обычный прокол или порез может хорошо опустошить Ваш кошелек. Так что же делать, если колеса не отслужили свой срок, а неприятность случилась. Выходом послужит вулканизированная резина.
Сравнительно за небольшие деньги можно подлатать ваши колеса, да так, что и не останется и шва. Качество восстановления доходит до того, что дальше такую покрышку продают, как новую. Каучук под действием температуры и реагентов превращается в резину.
- Горячую вулканизацию.
- Холодную вулканизацию.
Горячая вулканизация шин
Горячая вулканизация шин представляет собой процесс обработки места повреждения при большой температуре. Для этого требуются каучук и вулканизующие вещество. В составе вулканизующего агента выступают:
- сера;
- пероксиды;
- оксиды металлов;
- соединения аминного типа.
Каучук может быть натуральный или синтетический, с добавлением различных примесей. Пластичность и эластичность каучука напрямую зависят друг от друга. Пластичность не вулканизованного каучука постепенно снижается при вулканизации, а эластичность возрастает.
Серная вулканизация резины
Чаще всего вулканизация протекает с серой, при температуре 140-160˚С. Происходит скрепление молекул каучука при помощи серы в прочную сетку. Сера служит своеобразным мостиком для соединения молекул каучука. Тем самым обеспечивается надежность стыковки в месте прокола.
Электрическая вулканизация резины
Данный способ доступен в дороге любому автолюбителю, благодаря простому устройству. Это струбцина с нагревательным элементом на одной стороне, подключаемой к аккумулятору. Достаточно приложить заплатку из резины и зажать струбциной, подключив ее к аккумулятору. Этим мер достаточно, что бы добраться до ближайшего автосервиса.
Холодная вулканизация шин
Холодная вулканизация шин не требует нагревательных элементов. Все что нужно это:
- Обработать, для удаления неровностей верхнего слоя.
- Обезжирить поверхность.
- Нанести тонкий слой клея.
- Прижать заплатку.
Этот способ больше подходит для камеры и для покрышек не является надежным, однако, отдав потом свое колесо для горячей вулканизации, позволит продлить срок ее службы.
Важно так же соблюдать правильное давление в шинах автомобиля. Для избежания преждевременного отклеивания заплатки.
0 0 голоса
Рейтинг статьи
Какова цель вулканизированной резины? – Ledger
История вулканизированной резины насчитывает тысячи лет, от древних латиноамериканских цивилизаций до современного производства шин. Попутно в его развитии помогали такие известные личности, как Чарльз Гудиер и Чарльз Макинтош. Арно Б. Тиби (Rubber B – генеральный директор) приглашает вас в увлекательное путешествие по открытию, производству и использованию вулканизированной резины.
Что такое вулканизированная резина?
С научной точки зрения, вулканизация каучука — это процесс отверждения эластомеров. С точки зрения непрофессионала, это означает, что натуральный каучук обрабатывается серой или другим типом отвердителя, таким как перекись или оксид металла, чтобы укрепить каучук и сделать его более прочным, чем он был бы сам по себе в естественном состоянии.
государство.
Это достигается за счет образования поперечных связей между участками полимерной цепи, что должно осуществляться на молекулярном уровне. В некоторых случаях этого также можно достичь путем обработки каучука нагреванием.
Очень краткая история вулканизированной резины
Несмотря на то, что процесс кажется сложным с научной точки зрения, и это действительно так, есть свидетельства того, что некоторые из самых ранних цивилизаций на Земле использовали ту или иную форму вулканизированной резины в своей повседневной жизни. день живет.
Считается, что ольмеки, одна из первых цивилизаций, живших на территории современной Мексики, использовали тип вулканизированной резины для водонепроницаемости своей одежды и для ритуальных игр с мячом. Они добились этого, объединив кипяченый сок каучукового дерева с кипяченым соком виноградной лозы, чтобы создать более сильное химическое соединение.
В 1820-х годах шотландскому химику Чарльзу Макинтошу и английскому изобретателю Томасу Хэнкоку удалось дополнительно усовершенствовать первоначальную формулу ольмеков, растворив натуральный каучук в бензоле и затем нагрев его.
Это позволило бы производить первое массовое резиновое покрытие (и объясняет, почему, если вы из Соединенного Королевства, в первую очередь, как плащи получили это название).
Зачем вам использовать вулканизированную резину?
Если натуральный каучук вулканизирован правильно, он сохраняет все преимущества натурального каучука, но теряет многие недостатки этого материала на молекулярном уровне. Благодаря химическому армированию резины вновь созданными полимерными цепями резина дает усадку и становится более твердой, что делает ее гораздо менее подверженной деформации или повреждению. Вулканизированная резина также имеет повышенную прочность на растяжение по сравнению с невулканизированной резиной.
Вулканизированная резина обладает высокой износостойкостью, плохо впитывает воду, обладает высокой устойчивостью к окислению и истиранию, является отличным изолятором и устойчива к органическим растворителям. Короче говоря, это фантастический выбор для изготовления пользовательских ремешков для часов, потому что он прочен и не портится при регулярном использовании.
Вулканизированная резина идеально подходит для часовых ремешков для тех, кто ведет активный образ жизни. Это связано с тем, что это один из немногих материалов, способных противостоять человеческому поту и воде, а также нагрузкам, которым подвергаются часы, когда вы занимаетесь спортом или выполняете какие-либо интенсивные физические нагрузки.
Где еще можно встретить вулканизированную резину?
Вулканизированная резина используется во множестве различных продуктов, многие из которых чрезвычайно распространены и которые вы используете каждый день в своем доме. Они могут включать, но не ограничиваться следующим:
- Детские игрушки
- Подошвы для обуви
- Резиновые шланги
- Ластики
- Виброгасители
- Резервуары с резиновым покрытием
- Амортизаторы
- Конвейерные ленты
Где можно узнать больше о вулканизированной резине?
Команда Rubber B недавно написала информационный документ, в котором более подробно рассматривается процесс вулканизации каучука.
В нем объясняется, как каучук встречается в природе и откуда его получают, а также химические связи, возникающие в нем естественным образом, а также то, как эти связи можно усилить различными способами, чтобы сделать материал прочнее.
Если вы хотите узнать больше об этой теме, вы можете просто нажать Как происходит вулканизация и каковы свойства каучука? полностью прочитать весь технический документ. Мы надеемся, что статья представляет собой информативный, научный, но краткий обзор процесса вулканизации, который позволит читателю лучше понять множество способов армирования каучука
Что такое вулканизированная резина? (с картинками)
`;
Промышленность
Факт проверен
Р. Кейн
Вулканизированный каучук — это эластомер, который стал более прочным благодаря вулканизации, биохимическому процессу.
Процесс вулканизации был открыт американским изобретателем Чарльзом Гудиером в 1839 году.. Вулканизация делает каучук более стабильным, жестким и термостойким, что делает его более пригодным для промышленных целей и определенных продуктов. Термин «вулканизированный» происходит от имени Вулкана, римского бога огня и металлообработки.
Вулканизация: укрепление резины
Однако при высоких температурах резина становилась липкой или плавилась, а при низких температурах резина становилась хрупкой. Эти качества сделали резину непрактичной для использования в промышленных условиях. Вулканизация химически объединяет каучук и серу. При высоком давлении и высоких температурах атомы серы образуют связи между длинными цепочками молекул каучука. Это увеличивает прочность и долговечность резины и снижает ее липкость. Это также позволяет каучуку сохранять свою эластичность в гораздо более широком диапазоне температур, что делает вулканизированную резину гораздо более полезной для различных применений.
Чарльз Гудиер несколько лет экспериментировал с каучуком, прежде чем открыл вулканизацию.
Бывший владелец хозяйственного магазина без научной подготовки и знаний о химических веществах, Гудиер влез в долги, пытаясь найти способ сделать резину более стабильной и долговечной. Часто говорят, что его открытие произошло случайно, после того как смесь серы и резиновой камеди попала на горячую плиту и образовала затвердевший материал. Однако Гудьир утверждал, что это произошло не случайно, а скорее в результате серии экспериментов и наблюдений.
Компания Goodyear отправила образцы вулканизированной резины британским производителям резины. Англичанин по имени Томас Хэнкок, который в течение 20 лет пытался изготовить атмосферостойкую резину, увидел один из образцов и заметил характерный желтоватый порошкообразный остаток серы на поверхности образца.
Гудиер получил патент США на этот процесс в 1844 году, но когда он подал заявку на британский патент, он обнаружил, что Хэнкок опередил его. Термин «вулканизированная резина» придумал не Goodyear, а друг Хэнкока.
| Знаете ли вы? Компания Goodyear Tire & Rubber Company, известный производитель автомобильных шин и других резинотехнических изделий, была основана Фрэнком Зайберлингом в 189 г. |
|---|
