Переработка резиновых смесей

В зависимости от назначения резинового изделия, требований к его свойствам и форме применяют различные виды обработки: каландрование, шприцевание, литье под давлением и др.

Каландрованиемназывают процессы получения резиновых листов или профильных заготовок, покрытие тканей слоем резины, сдваивание листов и др. на специальном оборудовании - каландрах, основным рабочим органом которых являются валки. В зависимости от назначения различают листовальные, обкладочные, промазочные и другие каландры.

Перед обработкой резиновая смесь предварительно нагревается до температуры 70-80° пропусканием в горячих вальцах. Листы резины получают на трехвалковом листовом каландре. Резиновая смесь по транспортеру подается в зазор между верхним и средним валками. По выходе из валков формованный лист прилегает к среднему валку и, таким образом, попадает в зазор между ним и нижним валком. На нижнем валке установлены ножи, срезающие с него полосы требуемой ширины. Скорость листования резиновой смеси - до 30 м/мин.

По выходе из валков каландровая резина проходит охладительные барабаны и поступает в транспортер, где с прокладочным полотном закатывается в рулоны.

В результате каландрования резина получает повышенную прочность и меньшее удлинение в продольном направлении по сравнению с поперечным. Это явление называется каландровым эффектом, который объясняется ориентацией молекул каучука и ингредиентов вдоль листа при каландровании. Снижения каландрового эффекта добиваются применением ингредиентов, имеющих сферическую форму, пропусканием резины по горячим плитам, барабанам или через нагретые камеры - туннели.

Распространенной операцией в резинотехническом производстве является промазка тканей резиновыми смесями на трехвалковом каландре. При промазке средний валок, на который подается тонкий слой резиновой смеси, вращается с большей скоростью, чем два других. Благодаря этому происходит эффективное втирание резиновой смеси не только в пространство между нитями, но и промежутки между волокнами нитей, а на поверхность ткани наносится очень тонкий слой резины. После обработки на каландре прорезиненную ткань пропускают через охладительные барабаны и закатывают вместе с прокладочным полотном. Температура валков при промазке 85-105°. При каландровании ткань вытягивается на 8-15%.

Каландрованную резину с гладкой поверхностью и без воздушных пузырей можно получить толщиной 0,15-1,2 мм. Для изготовления ответственных деталей из резины большой толщины склеивают несколько слоев тонких полос. Эту операцию называют дублированием. Например, для получения герметизирующего слоя бескамерных шин толщиной 2 мм дублируют три слоя резины толщиной 0,7 мм. Дублирование осуществляется на трехвалковом каландре последовательным накладыванием одного слоя на другой и пропусканием между валками.

Шприцеванием называют процесс изготовления резиновых полуфабрикатов на червячном прессе. Этим методом получают протекторы, трубки, камерные рукава и др. При шприцевании резиновая смесь уплотняется и продавливается через профильное отверстие головки машины. При этом большое значение имеют пластичность и температура резиновой смеси. Повышенные температура и пластичность затрудняют создание напора, необходимого для выхода смеси из головки машины. Уменьшение пластичности обусловливает получение более точных по размерам изделий. Смесь на основе синтетического каучука нагревается до 30-40°, на основе натурального - до 50-70°.

В зависимости от габаритов и формы заготовки скорости прессования изменяются в пределах от 5 до 25 м/мин.

Литье под давлениемзаключается в том, что резиновая смесь под большим давлением подается из цилиндра штоком или червячным винтом через одно или несколько отверстий (литников) в металлическую форму. Смесь при этом, как правило, нагревают до 80-100°, что сокращает время вулканизации резины в форме.

Методом литья под давлением изготавливают удлиненные детали (трубки, шнуры, профильные прокладки), покрывают резиной прутки, трубки и др., а также профильные и фигурные изделия. В связи с тем, что металлы, за исключением латуни, не обладают адгезией к резине, металлическая арматура перед ее покрытием резиной подвергается поверхностной обработке. На поверхность арматуры наносят клеевую пленку или производят латунирование.

Для производства резиновых изделий используются гидравлические прессы и ротационные пресс-автоматы.

ВЫВОД

В основе всех процессов обработки давлением лежит способность металлов и их сплавов под действием внешних (или внутренних) сил пластически деформироваться, т.е. необратимо изменять свою форму не разрушаясь.

В современной металлообрабатывающей промышленности обработка давлением является одним из основных способов производства. Ей подвергается около 90% всей выплавляемой в стране стали. Продукция целого ряда ее процессов не нуждается в последующей механической обработке. В сочетании с термической обработкой обработка давлением обеспечивает самые высокие механические свойства металла.

В машиностроении наиболее широко применяются процессы горячей объемной и листовой штамповки. В современном автомобиле до 80% штампованных деталей, половина из которых не подвергается ни каким другим видам обработки.

Основными процессами обработки металлов давлением являются: прокатка, волочение, прессование, свободная ковка, объемная и листовая штамповка.

Резина как технический материал отличается от других материалов высокими эластическими свойствами, которые присущи каучуку - главному исходному компоненту резины. Она способна к очень большим деформациям (относительное удлинение достигает 1000 %), которые почти полностью обратимы. При нормальной температуре резина находится в высокоэластическом состоянии и ее эластические свойства сохраняются в широком диапазоне температур.

Основой всякой резины служит каучук натуральный (НК) или синтетический (СК), который и определяет основные свойства резинового материала. Для улучшения физико-механических свойств каучуков вводятся различные добавки (ингредиенты).

К особенностям механических свойств каучуков и резин следует отнести:

1) высокоэластический характер деформации каучуков;

2) зависимость деформаций от их скорости и продолжительности действия деформирующего усилия, что проявляется в релаксационных процессах и гистерезисных явлениях.

3) зависимость механических свойств каучуков от их предварительной обработки, температуры и воздействия различных немеханических факторов (света, озона, тепла и др.).

ЛИТЕРАТУРА

1. Ю.М. Лахтин “Материаловедение”, 1990, Москва, “Машиностроение”.

2. Н.В. Белозеров “Технология резины”, 1979, Москва, “Химия”.

3. Ф.А. Гарифуллин, Ф.Ф. Ибляминов “Конструкционные резины и методы определения их механических свойств”, Казань, 2000.