Как производят резину

История

История резины начинается с открытием американского континента. Издревле коренное население Центральной и Южной Америки, собирая млечный сок т. н. каучуконосных деревьев (гевеи), получали каучук. Ещё Колумб обратил внимание, что применявшиеся в играх индейцев тяжёлые монолитные мячи из чёрной упругой массы, отскакивают намного лучше, чем известные европейцам кожаные. Кроме мячей, каучук применялся в быту: изготовления посуды, герметизация днищ пирог, создание непромокаемых «чулков» (правда способ был довольно болезненным: ноги обмазывались каучуковой массой и держались над костром, в результате получалось непромокаемое покрытие); применялся каучук и как клей: с помощью него индейцы приклеивали перья к телу для украшения. Но сообщение Колумба о неизвестном веществе с необычными свойствами осталось незамеченным в Европе, хотя, несомненно, что конкистадоры и первые поселенцы Нового света широко использовали каучук.

Появление в Европе

По-настоящему Европа познакомилась с каучуком в 1738 г., когда вернувшийся из Америки путешественник Ш. Кодамин представил французской академии наук образцы каучука и продемонстрировал способ его получения. Первое время практического применения в Европе каучук не получил.

Первое применение

Первым и единственным применением в течение примерно 80 лет было изготовление ластиков для стирания следов карандаша на бумаге. Узость применения каучука обусловливалась высыханием и твердением каучука.

Непромокаемая ткань

Лишь в 1823 году шотландский химик и изобретатель Чарльз Макинтош нашёл способ возвращения каучуку свойства эластичности. Он изобрёл также водонепроницаемую ткань, получаемую пропиткой плотной материи раствором каучука в керосине. Из этой материи стали изготовлять непромокаемые плащи (получившие по фамилии изобретателя ткани нарицательное название «макинтош»), галоши, непромокаемые почтовые сумки.

Но эти изделия из каучука имели существенный недостаток — затвердевали на холоде и размягчались в жару.

Изобретение резины

В 1839 году американский изобретатель Чарльз Гудьир нашёл способ температурной стабилизации эластичности каучука — смешиванием сырого каучука с серой и последующим нагревом. Этот метод получил название вулканизация, и, вероятно, является первым промышленным процессом полимеризации. Продукт, получаемый в результате вулканизации, был назван резиной. После открытия Гудьира резина стала широко использоваться в машиностроении в качестве различных уплотнителей и рукавов и в зарождающейся электротехнике, индустрия которой остро нуждалась в хорошем изоляционном эластичном материале для изготовления кабелей.

Каучуковая лихорадка

Основная статья: Каучуковая лихорадка

Развивающееся машиностроение и электротехника, а позже автомобилестроение потребляли всё больше резины. Для этого требовалось всё больше сырья. Из-за увеличения спроса в Южной Америке стали возникать и быстро развиваться огромные плантации каучуконосов, выращивающие монокультурно эти растения. Позже центр выращивания каучуконосов переместился в Индонезию и Цейлон.

Шинная и резиновая промышленность в дореволюционной России

Производство автомобильных шин, резинотехнических изделий и резиновой обуви в дореволюционной России в основном было сосредоточено в трёх городах: Санкт-Петербурге — «Треугольник» (ныне «Красный треугольник»), в Риге — «Проводник» и «Россия» и в Москве — «Богатырь» (позже «Красный богатырь»), «Вулкан» (ныне «Альфапластик»).

Производство синтетических каучуков

После того, как резина стала широко применяться и природные источники каучука не могли покрыть возросшие потребности, стало ясно, что надо найти замену сырьевой базе в виде каучуконосных плантаций. Проблема усугублялась тем, что плантациями монопольно владели несколько стран (основной из них была Великобритания), кроме того, сырьё было достаточно дорогим из-за трудоёмкости выращивания каучуконосов и сбора каучука и больших транспортных расходов.

Поиск альтернативного сырья шёл двумя путями:

  • Поиск растений-каучуконосов, которых можно было бы культивировать в субтропическом и умеренном климате. В США инициаторами этого направления были Томас Эдисон и Генри Форд. В России и СССР над этой проблемой работал Николай Вавилов.
  • Производство синтетических каучуков из нерастительного сырья. Начало этому направлению дали опыты Майкла Фарадея по исследованию химического состава и структуры каучука. В 1878 году Гюстав Бушарда открыл реакцию превращения изопрена в каучукоподобную массу. В 1910 году Иван Кондаков открыл реакцию полимеризации диметилбутадиена.

Интенсивно производство синтетических каучуков стало развиваться в СССР, который стал пионером в этой области. Это было связано с острой нехваткой резины для интенсивно развивающейся промышленности, отсутствием эффективных природных каучуконосов на территории СССР и ограничением поставок каучуков из-за рубежа. Проблема налаживания крупнотоннажного промышленного производства синтетической резины была успешно решена, несмотря на скептицизм некоторых зарубежных специалистов (самый известный из них — Эдисон).

Производство резинотехнических изделий

Прорезиненные ткани изготавливают из льняной, хлопчатобумажной или синтетической ткани пропиткой резиновым клеем (специальная резиновая смесь, растворённая в бензине, бензоле или другом подходящем легколетучем органическом растворителе.) После испарения растворителя получается прорезиненная ткань.

Для получения резиновых трубок и уплотнителей с различными профилями сырую резину пропускают через шприц-машину, в которых разогретая (до 100—110°) смесь продавливается через профилирующую головку. В результате получают профиль или трубу, которые затем вулканизируют либо в вулканизационном автоклаве при повышенном давлении либо в вулканизационной «трубе» при нормальном давлении в среде циркулирующего горячего воздуха, либо в расплаве солей.

Изготовление дюритовых рукавов — резиновых шлангов, армированных волокнистой или проволочной оплёткой происходит следующим образом: из каландрованной резиновой смеси вырезают полосы и накладывают их на металлический дорн, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру изготавливаемого рукава. Края полос смазывают резиновым клеем и прикатывают роликом, затем накладывают один или несколько парных слоев ткани либо оплетают металлической проволокой и промазывают их резиновым клеем, а сверху накладывают ещё слой резины. Далее собранную заготовку бинтуют увлажнённым бинтом и вулканизируют в автоклаве.

Производство автомобильных покрышек

Основная статья: Автомобильная шина

Автомобильные камеры изготовляют из резиновых труб, шприцованных или склеенных вдоль камеры. Существует два способа изготовления камер: формовый и дорновый. Дорновые камеры вулканизируют на металлических или изогнутых дорнах. Эти камеры имеют один или два поперечных стыка. После стыкования камеры в месте стыка подвергают вулканизации. При формовом способе камеры вулканизируют в индивидуальных вулканизаторах, снабженных автоматическим регулятором температуры. После изготовления во избежание склеивания стенок, внутрь камеры вводят молотый тальк.

Автомобильные покрышки собирают на специальных станках из нескольких слоев особой ткани (корд), покрытой резиновым слоем. Тканевый каркас, то есть скелет шины, тщательно прикатывают, а кромки слоев ткани заворачивают. Снаружи каркас покрывают двумя слоями металлокордного брекера, затем в беговой части покрывают толстым слоем резины, называемым протектором, а на боковины накладывают более тонкий слой резины. Собранную таким образом шину (сырую шину) подвергают вулканизации. Перед вулканизацией на внутреннюю часть сырой шины наносят антиадгезионную специальную разделительную смазку (окрашивают) для исключения прилипания к раздувающей диафрагме и лучшего скольжения диафрагмы во внутренней полости шины при формовании.

Хранение резиновых изделий

Шкафы для резиновых изделий должны иметь плотно закрывающиеся дверцы, гладкую внутреннюю поверхность. Жгуты, зонды хранятся в подвешенном состоянии на съемных вешалках, расположенных под крышкой шкафа. Резиновые грелки, накладные круги, пузыри для льда хранят слегка надутыми. Съемные резиновые части приборов необходимо хранить отдельно. Эластичные катетеры, перчатки, бужи, резиновые бинты, напальчники хранят в плотно закрытых коробках, пересыпав молотым тальком. Резиновые бинты пересыпают тальком по всей поверхности и хранят в скатанном виде.

Отдельно хранят прорезиненную ткань в рулонах, горизонтально подвешенную на стойках. Можно хранить её на полках, уложенной не более чем в 5 рядов. Эластичные лаковые бужи, катетеры, зонды хранят в сухом месте. Изделия бракуются, если появляется их клейкость и размягчение.

При потере эластичности резиновых перчаток их помещают в теплый 5%-ный раствор аммиака на 15 мин, затем разминают и помещают на 15 минут в 5%-ном водно-глицериновом растворе с температурой 40—50 °С.

Технологический процесс производства резиновых изделий

Стр 1 из 2

Глава 3. Разработка мероприятий по совершенствованию деятельности предприятия ООО «ТермопластМ»

Обоснование актуальность проекта

Для успешного функционирования предприятия в условиях рыночных отношений решающее значение должно принадлежать обновлению и эффективности используемой техники и технологии. Только постоянное обновление основных производственных фондов позволит предприятию производить конкурентоспособную продукцию, удовлетворять спрос, который быстро изменяется, приспосабливаться к условиям рыночной конкуренции.

Основными мероприятиями по совершенствованию технологического процесса резиновых изделий являются: обновление действующих машин и оборудования, применение в процессе производства новых материалов и широкое внедрение достижений науки во все отрасли народного хозяйства.

Ежегодно создается большое число новых машин, оборудования, приборов и инструментов, наряду с этим снимается с производства значительное количество устаревших конструкций машин, станков, приборов.

Оборудование и технологии, применяемые на большинстве российских предприятий давно уже устарели. Ввиду данной причины, производительность низкая, высокая энергоемкость, велика доля брака, себестоимость продукции высока и т.д.

Анализ производственной деятельности ООО «Теропласт М» показал, что данное предприятие не является исключением. Для изготовления резиновых изделий используется метод прессования на оборудовании введенном в эксплуатацию в 1982 году. Амортизационный срок уже прошел, т.к срок его эксплуатации превышает 30 лет. Следует заметить, что в передовых странах мира, при стремительных научно-технических переменах, старыми считаются уже десятилетние машины и оборудование. По этой причине повышение производительности, снижение трудоёмкости и расходов на заработную плату, повышение качества и стабильности качества изделий, а также в большинстве случаев снижение издержек связанных с безвозвратными потерями (отходами производства) является актуальным для предприятия ООО «Термопласт М». предлагаем заменить метод прессования на метод литья под давлением. Для достижения поставленных целей предусматривается заменить метод прессования на метод литья под давлением.


Основные преимущества метода литья под давлением по сравнению с прессованием состоят в следующем:

— резко повышается производительность вследствие сокращения времени вулканизации;

— отпадает необходимость приготовления точных по массе и размерам заготовок,

— сокращаются потери смеси,

— повышается качество изготовляемых изделий,

— сокращается, а в ряде случаев исключается последующая обработка изделий после вулканизации,

— создаются благоприятные условия для механизации процесса производства формовых изделий.

Технологический процесс производства резиновых изделий

Технологический процесс прессования состоит из следующих операций:

Подготовка пресс-форм к прессованию. Пресс-формы нагреваются до 150 ± 5° и смазываются 10%-ным раствором мыла.

Прессование. После подсушки смазки в пресс-форму закладывается подготовленная арматура и заготовка (сырая резина). При прессовании в открытых пресс-формах арматура закладывается в гнездо пресс-формы, а в свободное пространство гнезда — сырая резина.

Если прессование производится в литьевых пресс-формах, арматура закладывается в гнездо пресс-формы, а сырая резина — в загрузочную камеру.

Пресс-форма для изготовления деталей из резины устанавливается на прессе, после чего дается необходимое давление до полного смыкания пресс-формы. Величина удельного давления на пресс-форму должна быть: для армированных деталей — не менее 50—60 МПа, для неармированных деталей — не менее 25—30 МПа.

Вулканизация. Пресс-форма с арматурой и резиновой заготовкой выдерживается на прессе в течение 30—60 мин. при температуре 145 ± 3°. Оптимальное время выдержки и рабочая температура подбираются экспериментальным или опытным путем, в зависимости от марки сырой резины, толщины стенок и конфигурации детали. По окончании процесса вулканизации пресс- форма снимается с пресса, разбирается, из нее извлекается готовая деталь, пресс-форма чистится, после чего в нее опять закладывается новая арматура и сырая резина для прессования новой детали.

Обрезка облоя. Облой на готовой детали обрезается ножницами или специальными просечками. Готовые детали подвергаются техническому контролю.

Этот широко распространенный способ изготовления резиновых деталей обладает весьма существенным недостатком из-за того, что вулканизация производится непосредственно на прессах, которые имеют низкую пропускную способность. Если учесть, что выдержка отдельных деталей при вулканизации доходит до 1 часа, то пропускная, способность одного пресса при одноместной пресс-форме составит всего 8 деталей за смену.

Более производительным является способ вулканизации в термошкафах, когда пресс-формы снимаются с прессов после опрессования заготовок. В этом случае вулканизация производится следующим образом.

Пресс-форма снимается с пресса и в неразобранном виде помещается в нагретый до температуры 147° термошкаф, где выдерживается в течение 30—60 мин. Затем пресс-форма извлекается из термошкафа, разбирается, из нее вынимается готовая деталь и закладывается новая заготовка, после чего процесс прессования и вулканизации повторяется.

ических циклов.

Схема технологического процесса прессования представлена на рис. 3.1.