Что такое вулканизация шин


что это такое, холодная и горячая вулканизированная резина

Почти каждый автолюбитель хоть иногда задавался вопросом: вулканизация шин — что это такое? И действительно, далеко не многие знают, как именно происходит данный процесс, в результате каких химических реакций осуществляется вулканизация.

Вулканизированная резина: что это такое

Вулканизация резины — это довольно интересная процедура, так как в качестве вулканизирующих агентов выступает немало химических соединений. Основным элементом данной структуры является каучук. Именно он преобразовывается в резину вследствие технологического процесса вулканизации.

Вулканизированная резина

Это химическая реакция, которая представляет собой превращение сырого каучука в вулканизационную сетку, благодаря присоединению к нему иных химических соединений. При этом у каучука улучшается твердость, эластичность, устойчивость к высоким и низким температурам.

Применение таких веществ, как каучук и сера в процессе вулканизации называется серной вулканизацией. Именно атомы серы способствуют образованию межмолекулярных поперечных связей. Смесь нагревают до 160 °. Когда процент добавленной серы не превышает 5 %, то получается мягкий вулканизат. Из него изготавливают камеры, покрышки, резиновые трубки и т. п. А если добавляется больше 30 % серы, то получается жесткий эбонит.

Еще один вид вулканизации называется радиационным. Она проводится путем ионизирующей радиации, где применяются потоки электронов, что излучает радиоактивный кобальт.

Таким способом можно получить эластомер, который будет невероятно стойким к химическим и термическим воздействиям.

Весь процесс вулканизации можно разделить на несколько этапов:

  • Вулканизируемый состав помещают в формы.
  • Формы устанавливают между нагретыми плитами гидропресса.
  • Смесь нагревают до определенной температуры.
  • Неформовые изделия засыпаются в автоклавы либо котлы и тоже поддаются нагреву.

Обратите внимание!

Детали из эластомеров используются не только для вулканизации колес. Они применяются в производстве обуви, детских товаров, монтаже сантехники.

Горячая вулканизация

Такой метод чаще всего используется для устранения боковых порезов на автошине, которые больше 1 см. Именно на горячую получается добиться более надежного скрепления резины. Данный способ считается одним из самых прочных среди всех известных. Горячее склеивание имеет массу плюсов:

  • процедуру можно делать даже зимой;
  • изделие будет склеено даже если имеет загрязнения;
  • пользоваться шиной можно сразу после процедуры;
  • материалы дешевле, чем для холодной склейки.

Различают одноэтапную и двухэтапную вулканизацию.

В первом случае происходит следующее:

  • Поврежденное место зачищается фрезой.
  • Укладывается вязкая резина.
  • Дыра заполняется кусками холодной резины.
  • Специальным прессом производится нагрев и сваривание компонентов.

Все поврежденные места охватываются прибором и надежно склеиваются.

Двухэтапная проходит следующим образом:

  • Порез зачищается и вулканизируется.
  • Накладывается заплатка на место повреждения.
  • Поврежденные места склеиваются прессом.

Такой способ более плотно закрывает порез и обеспечивает хорошее затвердевание резины.

Горячая склейка

Важно!

 Температура, при которой проводится горячая склейка, — 120-140 °.

Технология и время вулканизации сырой резины

Время вулканизации сырой резины — примерно 4 минуты на каждый миллиметр толщины. При этом по 30 минут дается на прогрев промежуточных подушек. Так, например, профессионалы могут отремонтировать шину за пару часов. Если речь идет о грузовой покрышке, то продолжительность ремонта может затянуться до 4 часов. Этапов обработки и склеивания пореза несколько:

  • Пространство вокруг повреждения зачищается фрезой.
  • Резиновая крошка сдувается, поврежденное место обрабатывается с обеих сторон специальным составом.
  • Соответствующая по размеру заплатка устанавливается с внутренней стороны шины.
  • Снаружи порез заполняется сырой резиной, которую заранее подогревают для лучшей пластичности.
  • Каучук прижимают к шине и выравнивают, он должен выступать на 3-5 мм.
  • Горячим прессом производится склейка поврежденного участка.

На заметку.

Пластины пресса могут прилипнуть к резине, поэтому можно вставить между ними бумагу. Если невулканизированная резина заполнила воронку не полностью, то в ней останется воздух, произвести склейку будет невозможно. В таком случае понадобится заново закладывать материал в место повреждения и производить все манипуляции снова. 

Время вулканизации сырой резины: таблица

Холодная склейка

Холодный ремонт не предусматривает нагрева, все что необходимо — это заплатка и специальный клей.

Именно хороший клей в силах склеить резину так, как бы это сделала горячая вулканизация. Но стоит отметить, что данный способ является временным ремонтом. Его можно сделать самостоятельно при поломке в дороге и доехать так до ближайшей СТО. А там уже произвести склеивание на горячую. Если такая ситуация случилась в пути, то нужно произвести следующие манипуляции:

  • Снять колесо и осмотреть повреждение.
  • Очистить и обезжирить место склейки
  • Нанести клей на заплатку и поврежденное место.
  • Придавить заплатку к резине и подержать некоторое время.
  • Накачать колесо и ехать на СТО.

Нужно учитывать, что края резинового жгута должны отступать не менее чем на 1 см от края пореза.

Также эффективному склеиванию поддаются повреждения не более 35 мм (продольные) и 25 мм (поперечные). Холодная вулканизация схватывается около 30 минут. После этого только можно ехать. Но тут все зависит от величины пореза, холода либо жары, а также от качества клея. Полное высыхание материала наступает через двое суток. Такой способ очень хорошо подходит для устранения мелких порезов и проколов.

Самовулканизирующаяся резина

Вулканизатор для шин своими руками

Любой вулканизатор обязательно должен состоять из пресса и нагревательного элемента.

Его можно сделать даже собственными руками, имея смекалку и умелые руки. Изготовить агрегат можно:

  • из бытового утюга;
  • из электроплитки;
  • из поршня от двигателя авто.

Если использовать утюг, то его подошва будет служить нагревательным элементом. Идеальным будет прибор, имеющий терморегулятор. В качестве пресса может выступать струбница. Для такого вулканизирующего устройства понадобится минимум затрат денег и материала.

Обратите внимания!

Если использовать электроплитку, то в данном случае на спираль потребуется положить металлическую пластину. Перед тем как укладывать на нее резину, рекомендуется положить бумагу, дабы пластина не прилипла. Сюда же потребуется присоединить терморегулятор, который настроить на отключение при 150 °. Здесь также в качестве пресса можно использовать струбницу.

Поршневой вулканизатор станет незаменимым помощником, если прокол шины случился в пути, а под рукой нет никаких специальных материалов для вулканизации и розетки. Такой агрегат работает по следующей схеме:

  • Камера укладывается на ровной металлической поверхности.
  • Поврежденный участок прижимается днищем поршня и плотно фиксируется.
  • Между резиной и металлом укладывается бумага.
  • Рядом с поршнем рассыпается песок (чтобы бумага не горела).
  • В поршень заливается бензин и поджигается.

Таким образом получается произвести вулканизацию практически подручными средствами. 

Самодельный вулканизатор

Произвести самодельную вулканизацию вполне возможно, но лучше, если эту работу сделают профессионалы на СТО. Данная процедура не займет много времени, да и стоит недорого.

Что такое вулканизация?

Вулканизация - это процесс обработки натурального каучука, который делает его гораздо более долговечным и пригодным для более широкого спектра применений, чем это было бы возможно в противном случае. Кредит на открытие этого процесса принадлежит изобретателю Чарльзу Гудиеру, который разработал его в 1830-х годах, хотя другой изобретатель получил патент в 1840-х годах. Вулканизация произвела революцию в резиновой промышленности и сделала возможным производство ряда промышленных изделий, от надежных автомобильных шин до мячей для игр.Сегодня в процессе вулканизации используется целый ряд различных технологий.

Человек с дрелью

Натуральный каучук очень липкий. При высоких температурах он деформируется, а при низких - очень хрупкий. Эти характеристики делают его в значительной степени бесполезным для многих приложений.Когда резину вводили людям на Западе из регионов Южной Америки, откуда она родом, это прежде всего считалось курьезом, без каких-либо явных применений. Это изменилось, когда Goodyear разработал методику обработки высокоэластичного материала.

В процессе вулканизации резина обрабатывается серой или другими химическими веществами.Это создает новые полимерные связи и чрезвычайно прочный материал. В жару он сохраняет свою форму, а в холодную погоду он остается гибким. Он также менее липкий после обработки, устраняя такие проблемы, как смазывание и склеивание компонентов. Производители также смогли создать чрезвычайно прочные и прочные резиновые изделия для тяжелых условий эксплуатации, таких как авиационные шины.

Компании, заинтересованные в производстве каучука, часто осуществляют проекты по вулканизации в своих отделах исследований и разработок.Они ищут новые способы переработки резины, чтобы сократить расходы и расширить ассортимент своей продукции. Когда эти методы успешны, они могут позволить компании запатентовать запатентованные процессы для получения вторичного дохода путем лицензирования прав. Хотя базовая технология вулканизации является общественным достоянием, специализированные процессы могут предложить больше контроля и больше возможностей для производителей.

Фирмы могут обрабатывать резину различными способами, поскольку они обрабатывают ее, чтобы развить различные черты.Некоторые каучуки должны быть более жесткими или более гибкими, чем другие, а в некоторых случаях необходимы очень высокие допуски. Другим, возможно, потребуется работать только в ограниченном диапазоне температур, и, таким образом, им не требуется такая обширная обработка, прежде чем они будут готовы к использованию. Различные методы вулканизации могут позволить компаниям выбирать из библиотеки вариантов при подготовке резиновых изделий, как для новых продуктов, так и для замены изношенных резиновых компонентов в существующих продуктах.

,
Что такое вулканизированная резина? (с рисунками)

Вулканизированная резина - это эластомер, который стал более долговечным благодаря биохимическому процессу вулканизации. Молочный латекс из каучукового дерева объединяется с отвердителем, обычно серой, и нагревается под давлением.

Вулканизация - это биохимический процесс, который делает резину более долговечной, стабильной и жаростойкой.

Вулканизация была открыта американским изобретателем Чарльзом Гудьером в 1839 году. Вулканизация делает резину более стабильной, жесткой и жаростойкой, что делает ее более полезной для промышленных целей и определенных продуктов. Термин «вулканизированный» происходит от Вулкана, римского бога огня и металлообработки.

Автомобильные шины изготовлены из вулканизированной резины.

Вулканизация: усиление резины

До открытия вулканизации натуральный каучук коагулировался с кислотой и становился пластичным, чтобы его можно было формовать и формовать.При высоких температурах, однако, резина станет липкой или расплавленной, в то время как при низких температурах резина станет хрупкой. Эти качества сделали каучук непрактичным для использования в промышленных условиях.

Вулканизация химически объединяет резину и серу.При высоком давлении и высоких температурах атомы серы образуют связи между длинными цепями молекул каучука. Это увеличивает прочность и долговечность резины и снижает ее липкость. Это также позволяет резине сохранять свою эластичность при гораздо более широком диапазоне температур, что делает вулканизированный каучук гораздо более полезным для различных применений.

Разработка вулканизированной резины

Чарльз Гудиер несколько лет экспериментировал с резиной, прежде чем обнаружил вулканизацию.Goodyear, бывший владелец хозяйственного магазина без какой-либо научной подготовки или знаний о химических веществах, 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 каучуковой камеди брызнула на горячую печь и образовала затвердевший материал. Goodyear, однако, утверждал, что это не случайно, а скорее является результатом серии экспериментов и наблюдений.

Goodyear отправил образцы отвержденной резины британским производителям резины.Англичанин по имени Томас Хэнкок, который в течение 20 лет пытался сделать атмосферостойкую резину, увидел один из образцов и заметил на поверхности образца отчетливые желтоватые порошкообразные остатки серы. Хэнкок заново открыл этот процесс в 1843 году, через четыре года после Гудиера.

Goodyear получил патент США на этот процесс в 1844 году, но когда он подал заявку на британский патент, он обнаружил, что Хэнкок избил его.Термин «вулканизированный каучук» не пришел от Goodyear, но на самом деле был придуман другом Хэнкока.

Вы знали?

Компания Goodyear Tire & Rubber, известный производитель автомобильных шин и других резиновых изделий, была основана Фрэнком Сейберлингом в 1898 году. Она была названа в честь Чарльза Гудиера, хотя семейных связей нет.

Применение вулканизированной резины

Вулканизированная резина в настоящее время используется в широком спектре продуктов. Среди наиболее распространенных:

  • автомобильные шины
  • резиновые уплотнения и прокладки
  • приводные ремни
  • подошва для обуви
  • хоккейная шайба
Шайбы, используемые в хоккее, представляют собой жесткие диски из вулканизированной резины.,
Чарльз Гудиер и вулканизация резины | История Коннектикута

Энн Мари Сомма

Открытие Чарльзом Гудьером вулканизации каучука - процесса, который позволяет резине выдерживать жару и холод - произвел революцию в резиновой промышленности в середине 1800-х годов. Автомобильные шины, ластики для карандашей, спасательные жилеты, мячи, перчатки и многое другое находятся в коммерческом использовании благодаря неустанным экспериментам Goodyear по раскрытию молекулярной структуры каучука и решению так называемой величайшей промышленной головоломки 19-го века.Частично ученый, частично мечтатель, частично предприниматель, Goodyear посвятил свою жизнь и пожертвовал богатством своей семьи и собственным здоровьем ради коммерческого улучшения каучука.

«Материал чуда» имеет роковую ошибку

Гудиер родился в 1800 году в Нью-Хейвене и вырос в Наугатаке. Ему было 33 года, когда он решил заняться производством резиновых изделий в 1830-х годах после банкротства его отца в Нью-Хейвене. В то время каучук казался «чудодейственным материалом». Gooey, молочный сок, кровоточивший с деревьев в Бразилии, был водонепроницаемым и легко растягивался.Названный латексом в жидкой форме и резиной, когда он затвердеет, вещество может быть сформировано для различных применений. Резиновые бароны и богатые семьи сделали ставку на его потенциал. Но у индийской резины, как ее называли в то время, был недостаток, и он был фатальным: он таял летом и трескал зимой. К середине 19-го века резиновая промышленность была на грани краха из-за резиновых изделий, которые проваливались и превращались в капли при экстремальных температурах.

Биографы подробно описали стремление Goodyear найти способ стабилизировать резину.Все началось с посещения в 1834 году резиновой компании Roxbury India в Нью-Йорке. В фирменном магазине Goodyear обнаружил резиновые спасательные жилеты, которые компания производила и продавала, и он думал, что может изобрести улучшенный клапан для жилетов. Когда он вернулся в магазин, чтобы представить свой клапан, менеджер магазина сказал, что он должен был придумать лучшее применение для резины, а не клапана. В Noble Obsession автор Чарльз Слэк пишет, что менеджер резиновой компании Roxbury India привел Goodyear на склад, где «он указал на ряды полок с кучами деформированных капель, их складки быстро слипались.Комната была острой и пахнущей.

Почти разрушительный квест по стабилизации резины

В течение следующих пяти лет Goodyear стал одержим резиной. Он поставил свою семью в долг, чтобы финансировать эксперименты, чтобы сделать материал пригодным для промышленного использования. Он несколько раз переезжал в Нью-Йорк, Массачусетс, Филадельфию и Коннектикут. Короче говоря, он ходил куда угодно, где мог найти инвесторов и места для проведения своих экспериментов.

Goodyear смешал химикаты с сырой резиной в кастрюлях и сковородках во временных лабораториях, которые он установил на кухне своей жены, а также в тюрьме должников, где он провел много ночей за неуплату кредиторам.Он вдыхал пары ядовитых смесей, в том числе азотной кислоты, извести и скипидара, которые он смешивал и замешивал в каучук, чтобы сделать его устойчивым.

Не было остановки Goodyear. Когда у него закончились деньги на оплату экспериментов, он просил или продавал предметы обстановки своей семьи, даже учебники для детей. «Он пощадил набор фарфоровых чайных чашек не из-за настроения, а потому, что они могли бы удваиваться по вечерам в качестве мисок для каучука и скипидара», - писал биограф Слэк.

Гудиер подумал, что нашел ответ, когда обнаружил, что азотная кислота разглаживает резину и делает ее менее липкой. Он выиграл контракт с почтовым отделением Соединенных Штатов в Бостоне на изготовление резиновых почтовых пакетов, но они тоже таяли в жаркую погоду.

Он потерпел неудачу в 1837 году, когда его семья потеряла все из-за национальной финансовой паники того года, но его удача изменилась в 1839 году на фабрике в Вобурне, штат Массачусетс, где Гудиер теперь жил, чтобы быть рядом с резиновыми фабриками, которые возникли в город.По словам биографов, во время работы в резиновой компании Eagle India компания Goodyear случайно смешала каучук и серу на горячей печи. К большому удивлению Goodyear, резина не плавилась. И когда он поднял тепло, оно фактически затвердело.

Naugatuck становится центром промышленности

Goodyear потребовалось бы еще несколько лет, чтобы воссоздать химическую формулу и усовершенствовать процесс смешивания серы и каучука при высокой температуре; он запатентовал этот процесс в 1844 году, через год после создания Naugatuck India-Rubber Company в Naugatuck.Goodyear назвал свое открытие вулканизацией в честь Вулкана, римского бога огня.

Goodyear Metallic Rubber Shoe Company, Наугатук, ок. 1900

Он лицензировал свой патент для производителей и демонстрировал его на выставках. Процесс вулканизации поставил Наугатук, штат Коннектикут, на карту как ведущее место производства каучука в течение 19 и 20 веков. По лицензии Goodyear в городе действовало множество резиновых компаний, в том числе Uniroyal, которая производила популярные кроссовки Keds.Даже сегодня главная улица города называется Резиновая авеню.

В конце концов, иностранная конкуренция привела бы к падению резиновой промышленности в Наугатаке. Даже успех Goodyear был недолгим. Он потратил большую часть состояния, которое он заработал на патентных нарушениях в Соединенных Штатах и ​​за рубежом. Чарльз Гудиер умер в 59 лет в 1860 году, имея 200 000 долларов в долг. Компания Goodyear Tire and Rubber Co., основанная в Акроне, штат Огайо, в 1898 году, была названа в его честь, а Блимп Goodyear носит его имя.

Энн Мари Сомма работала репортером в нескольких газетах в Коннектикуте, включая Hartford Courant.

,

Смотрите также