Технология вулканизации резины

Электронная библиотека

Процесс изготовления резины и резиновых деталей состоит из приготовления сырой резиновой смеси, получения из нее полуфабрикатов или деталей и их вулканизации. Этот процесс включает в себя следующие операции: вальцевание, каландрирование, получение заготовок, формование и вулканизацию, обработку готовых деталей.

Для приготовления сырой резины каучук разрезают на куски и пропускают через вальцы (рис. 7.1) для придания пластичности. Затем в специальных смесителях каучук смешивают с порошкообразными компонентами, входящими в состав резины (вулканизирующими веществами, наполнителями, ускорителями вулканизации и т.д.), вводя их в резиновую смесь точно по весовой дозировке. Перемешивание можно производить и на вальцах. Таким образом, получают однородную, пластичную и малоупругую массу – сырую резину. Она легко формуется, растворяется в органических растворителях и при нагревании становится клейкой.

Провальцованная сырая резина поступает на каландр (рис. 7.2), где получают листы заданной толщины. Из каландрованных листов заготовки деталей получают: вырезкой по шаблонам, вырубкой шанцевыми ножами, формованием на шприц-машине.

Для изготовления резиновых деталей формовым способом используют гидравлические вулканизационные прессы с электрообогревом. Прессование производят в пресс-формах методами прямого и литьевого прессования. Литье под давлением применяют для изготовления деталей сложной конфигурации.

Для получения прочных высокоэластичных изделий (покрышек, трансмиссионных лент, ремней, рукавов) резиновую смесь наносят на высокопрочные ткани (корд, бельтинг) из хлопчатобумажного, полиамидного или полиэфирного волокна. Для сцепления резины с тканью применяют способы напрессования или пропитывания. В первом случае тонкие листы каландрованной резины на специальных дублировочных каландрах напрессовывают на ткань. Во втором случае ткань пропитывают раствором резиновой смеси (резиновым клеем) и сушат для удаления растворителя. Прорезиненную ткань раскраивают, собирают в пакеты и прессуют в изделия.

Многие резиновые изделия армируют металлическими деталями. Металлические детали (за исключением латунных) не обладают адгезией к резине, поэтому легко вырываются из изделия. Чтобы увеличить адгезию металлической арматуры к резине, на металл наносят клеевую пленку или осуществляют латунирование.

Любой процесс формования заканчивается процессом вулканизации (нагревания с серой). Каучук состоит из линейных молекул. При нагревании с серой происходит укрупнение молекул и образование сетчатой структуры молекул, при этом каучук превращается в резину. В резине, кроме линейных, есть двух- и трехмерные молекулы.

Усложнение и укрупнение молекул приводит к тому, что вещество приобретает упругость, без снижения эластичности, а, кроме того, и стойкость к термическим и химическим воздействиям. Кроме того, в резину добавляют сажу, которая увеличивает его прочность.

Длительность и температура вулканизации зависит от рецептуры резиновой смеси (от типа каучука и эффективности введенного ускорителя). Обычно вулканизацию проводят при температуре 120 – 150 °С.

При формовании деталей вулканизация их производится в пресс-формах на вулканизационных гидравлических прессах с паровым или электрическим обогревом. Формовой метод вулканизации дает более плотную, однородную структуру, более точные размеры и более гладкую поверхность резинового изделия. При невозможности вулканизации в пресс-форме, особенно изделий, полученных на шприц-машине накатыванием и дублированием, вулканизацию проводят в вулканизационном котле.

Почти все синтетические каучуки получают методом эмульсионной полимеризации в водных средах. Размеры образующихся в этих условиях частиц полимера получаются близкими к размерам коллоидных частиц. В присутствии специально вводимых веществ (эмульгаторов) частицы полимеров образуют устойчивую эмульсию полимера в воде, которая называется латексом.

В настоящее время выпускается большое количество латексов, из которых можно непосредственно изготавливать резиновые изделия. Латексы применяются для получения фрикционных изделий, для пропитки корда, для изготовления шлифовальных камней, резиновых нитей, эластичных волосяных подушек, перчаток, воздушных шаров, тонкостенных изделий, для замены клеев эластичными пастами, для получения резиновых пеноматериалов. Для получения резиновых изделий толщиной не более 0,2 мм форму (обычно стеклянную) несколько раз погружают в латекс. После каждого погружения на форме остается слой латекса, из которого высушиванием удаляют воду.

Процесс изготовления изделий из латексов состоит из следующих операций: смешивания латекса с вулканизирующими агентами и другими компонентами резиновой смеси; высаживания резины на форму в виде пленки; вулканизации.

Что такое вулканизация резины велосипеда в домашних условиях?

Есть несколько способов заделать прокол или порез в велосипедной камере, один из которых – горячая или холодная вулканизация шин. Такой метод можно с уверенностью назвать надежным и долговечным, колесо, закрепленное при помощи сырой резины, будет служить как новое и не спустит в самый неожиданный момент. Осуществлять такой ремонт можно легко самому своими руками, как в домашних условиях, так и на природе в походе при наличии некоторых необходимых деталей. Горячий метод вулканизации отличается от холодного только тем, как закрепляется накладываемая на колесо заплатка – с нагревом или без.

Что такое вулканизация? Это такой химический процесс, благодаря которому, при затрате тепла, прочностные свойства резины улучшаются, она становится эластичной и твердой. Наложить латку на прокол можно при помощи отрезка старой камеры или готовой заплатки из ремонтного набора, а для их закрепления необходима сырая резина своими руками, которая продается в рулонах с защитной пленкой. Это очень пластичный материал, он прилипает к любым поверхностям, легко слепляется в комок и т.д. сырая резина инструкция по применению указана на упаковке.

• Различают два вида вулканизации – холодная и горячая, рассмотрим их оба поподробнее.

Применение холодной вулканизации

Материал для такого ремонта появился еще в 1939 году в США, почти сразу начал с успехом применяться и пользуется популярностью у велосипедистов и автомобилистов по всему миру и по сей день. С его помощью можно легко и беспроблемно отремонтировать любую камеру, холодный способ очень легок к применению в домашних условиях. Для удобства потребителей некоторые производители предлагаются сразу готовые наборы для ремонта (холодная сырая резина инструкция по применению указана на упаковке), в который входят несколько заплаток различных размеров в виде пластыря, шкурка (наждачная бумага), которая используется для зачистки места прокола или царапины на резине, а также специальный быстросохнущий клей для холодной вулканизации. Именно он вступает в реакцию со слоем сырой резины на заплатке – она нанесена ярким цветом вокруг черного. Это вызывает процесс вулканизации, благодаря чему резина камеры легко склеивается без нагрева (т.е. холодным способом). Такой способ лучше всего подходит для ремонта колес в походных условиях, когда под рукой больше нет никаких инструментов. Вы не найдете ни одного велотуриста, которого бы не выручал подобный комплект хотя бы раз в жизни. Он не занимает много места в сумке или рюкзаке, а важность его сложно переоценить, особенно если в поездке вы один без товарищей вдалеке от города. На весь процесс ремонта шины с использованием холодной вулканизации при помощи латки пластыря для камеры у велосипедиста уйдет не больше десяти минут, и колесо будет как новое.

Технология горячей вулканизации шин своими руками

Такая технология применяется несколько дольше, чем холодная. Во времена, когда вокруг не было такого количества шиномонтажек, авто- и велолюбители ремонтировали свои транспортные средства в гараже при помощи именно такого метода, для которого применяется электрический или бензиновый вулканизатор, который можно легко собрать своими руками. технология здесь заключается в следующем: мастер сжигает бензин, который прогревает резину при помощи поршня. Как только температура поднимается до 90 градусов, сырая резина для вулканизации начинает укрепляться, если поднять температуру до 147 градусов, процесс идет заметно быстрее и качественнее. А вот выше 150 лучше не поднимать, т.к. материал начинается разрушаться и теряет свои свойства. После 160 градусов сырая резина начинается обугливаться. Идеальное время прогрева при горячей вулканизации сырой резины – около 8-10 минут. Фрагмент материала прикладывается к месту прокола на камере и сдавливается при помощи струбцины, чтобы в процессе химической реакции не образовывались пузырьки и не собирался воздух, образуя опасные пустоты.

В походных условиях провести такую операцию для камер гораздо сложнее, но все же возможно: если есть фрагмент сырой резины, можно нагреть его над костром. Определить температуру пламени можно по кусочку сахара или листку бумаги: и то, и то начинает плавиться/обугливаться при температуре 145 градусов – как раз той, что требуется для вулканизации. В качестве струбцины можно использовать плоский тяжелый камень, деревянное полено или любой другой подходящий предмет.

На всю операцию вы потратите около 20 минут. Не забывайте, что место проклейки заплатки камеры нужно обязательно зачищать шкуркой или хотя бы протереть бензином, чтобы удалить загрязнения с шины.

Цемент для вулканизации и его применение

Еще один альтернативный вариант для ремонта колес велосипеда в походных условиях – это баллончик с цементным вулканизатором. Купить их можно, например, на авторынке – такой материал пользуется большой популярностью среди автолюбителей. Состав продается в жестяных и аэрозольных баллонах под давлением от таких брендов как Abro, BL, Zefal, Top RAD и многих других. По своему составу они не опасны для здоровья и не токсичны, т.к. в них не содержится хлористый и ароматический углеводород, поэтому использовать их можно свободно и дома, и на улице без защитной маски. Для того чтобы произошла цементация шины, необходима температура в 18 градусов тепла. Состав также применяется и при горячей вулканизации (необходимо 150 градусов). Для ремонта нужно извлечь из резины камеры инородный предмет, спровоцировавший прокол, через ниппель заправить камеру цементным вулканизатором, слегка подкачать ее насосом и проехать на велосипеде 2-3 километра, чтобы отрегулировать давление в колесах. Такая технология ремонта шины простая и тоже применяется повсеместно. Для закрепления результата возможно использование заплатки пластыря с последующим методом горячей вулканизации – абсолютно так же, как описывает инструкция выше. Технология подходит для любых порезов шины. латка для ремонта камер в данном случае наносится до заправки шины цементом.

Вулканизация резины в домашних условиях: технология, температура

Бывают случаи, когда необходим срочный ремонт шин. Произвести такой ремонт есть возможность самостоятельно или же обратившись в ремонтную мастерскую.

При осуществлении ремонтных работ соблюдаются определенные правила и технологии. Что такое температура вулканизации резины? Читайте далее.

Что такое вулканизация резины?

При повреждении шины (велосипеда, автомобиля или мотоцикла) производят срочный ремонт. Вулканизацией резины называют накладывание сырого каучука на поврежденные участки шины.

После данного процесса каучук превращается в резину. Такой процесс помогает справиться с образовавшимися проколами и дырами в шинах.

Резина может нескольких видов:

У каждой есть специфические особенности (преимущества и недостатки), которые необходимо учитывать при произведении ремонта. Каждый вид содержит разное процентное соотношение серы.

Сам же процесс вулканизации бывает следующих разновидностей:

Резина, из которой изготовлена шина состоит также из высококачественного каучука. Вулканизация резины была придумана для устранения мелких ремонтных проблем шин.

Технология горячей вулканизации шин велосипеда своими руками

Такой способ менее востребованный среди велосипедистов, но он более эффективный. По сравнению с холодным он занимает большее количество времени на ремонт.

В качестве материала для заплаты также используется резина (высококачественный каучук), которую крепят к шине с помощью специального приспособления – вулканизатора. Вулканизатор может работать на электричестве или бензине, а собрать его можно в походных условиях самостоятельно

Сам процесс складывается в несколько этапов:

1. Нужно приложить кусок каучука к шине и прогреть его вулканизатором до 90 градусов (в аппарате начинает подниматься к верху поршень, который на основе топлива производит прогрев);
2. Далее можно усилить нагрев до 140-145 градусов, не больше в течение 10-12 минут (имеется большой риск сжечь пластырь из каучука и испортить шину);
3. Подождать, пока материал сцепиться с шиной (нужно аккуратно прижимать его во избежание скапливания капсул с воздухом);
4. Выключить аппарат и проверить рукой сцепку крепления.

Температура вулканизации резины

Температура процесса вулканизации резины зависит от способа ее проведения и свойств материала. Обычно используется горячий метод для сцепления материала, который проходит при температуре от 90 до 145 градусов по Цельсию. Поднятие градусов допускать нельзя – это приведет к обугливанию краев каучука, а также прожиганию дыры в шине.

Нагрев должен быть контролируемым и равномерным. Необходимо помнить, что нагрев происходит термическим и химическим путем. Рекомендуется соблюдать технику безопасности (надевать защитные перчатки).

Покупные герметики или универсальные сцепляющие клеи функционируют при комнатной температуре – 20-30 градусов. Но, данные градусы не позволяют надолго скрепиться материалу. Через некоторое время резиновая заплатка отпадает, что требует нового ремонта. Увеличивать градусы таким способом не рекомендуется – материал будет испорчен вместе с велосипедной шиной.

В сервисных центрах иногда применяют латексные смеси, которыми заливают образовавшиеся дыры и трещины в резине. Такая смесь содержит различные активные вещества, действующие при 100 градусах и менее.

Применение холодной вулканизации велосипедных шин

Этот способ вулканизации шин используется с 1939 года и пользуется огромным спросом. Холодный метод очень удобен и легок в применении (особенно в домашних условиях). Метод подходит идеально для любого вида резины.

В магазине можно купить специальный набор, в который входит:

• холодные накладки из каучука;
• наждачная бумага;
• универсальный клей (специально разработанный для вулканизации). В клее содержится уникальный состав, благодаря которому происходит сцепка заплатки с шиной.

Преимущества и недостатки холодной и горячей вулканизации

Преимуществами того и другого способа ремонта шины являются:

• возможность самостоятельного осуществления ремонта (даже на природе);
• весь ремонт занимает небольшой промежуток времени;
• набор для ремонта можно купить в магазине (он доступен и не дорог по стоимости–от 150 рублей).

Из недостатков можно выделить:

• холодный метод не придает долговечности отремонтированному изделию;
• для горячего способа требуется специальный вулканизатор, который нужно будет покупать или изготавливать самостоятельно;
• при осуществлении ремонта собственными силами нельзя достичь идеального эффекта (через короткий промежуток времени требуется новый ремонт).

Данные способы вулканизации помогают в экстренных случаях и обходятся намного дешевле. После обращения же в сервисный центр можно получить качественно отремонтированное велосипедное изделие (стоит дороже – от 400 рублей).

Вулканизация резины самостоятельными методами является очень быстрым и эффективным способом. Он обходится недорого и нет необходимости обращаться в дорогостоящие сервисные центры. По мнениям владельцев велосипедов – это надежный способ решения практически любой проблемы, связанной с шинами.

Вулканизация резины

Шиномонтажных мастерских становятся все больше и больше. Однако в дороге, как у велосипедиста, так и у автомобилиста, может возникнуть ситуация, когда колесо пробилось, а до мастерской далеко. У автолюбителя зачастую есть запасное колесо, а вот у водителя велосипеда такого колеса нет, и возникает необходимость вулканизировать камеру в пути.

Понятие о вулканизации

Вулканизация – это химический процесс, в ходе которого, сырой каучук, улучшая свойства материала в прочности и упругости, становится резиной. По сути, каучук может применяться, как специальный клей, для заделывания прокола в камере или покрышке. Процессы вулканизации резины бывают такими:

• электрическая;
• серная;
• горячая;
• холодная.

Виды резины

Резина один из немногих материалов, имеющих различную твердость. В зависимости от процентного содержания серы она бывает:

• мягкая – содержит до 3% серы;
• полу твердая – от 4 до 30% серы;
• твердая – более 30%.

Каучук, является природным материалом, и как правило продукция изготовленная из натуральных составляющих, получается наиболее качественной и долговечной. Поэтому комплектующие для велосипедных и автомобильных колес, изготавливается из мягкой резины, в основе которой каучук.

Электрическая вулканизация резины

В целом вулканизация бывает холодной и горячей. Процесс электрической вулканизации относится к горячему способу. В качестве нагревателя в домашних условиях, используется электроплита с керамическим нагревателем, также подойдет строительный фен или обычный утюг. Оптимальная температура для данного способа 145С о . Для определения температуры, можно также воспользоваться подручными средствами, например, если лист бумаги начал обугливаться, значит, температура достигла необходимых показателей.

Электрическая вулканизация резины

Существуют также специальные струбцины с элементом нагрева. Такие устройства могут работать от бытовой сети 220В, от автомобильного аккумулятора, через розетку прикуривателя и от собственной батареи. Все зависит от исполнения каждого прибора. Данные струбцины просты в использовании, необходимо приложить латку из резины к камере, зажать и включить в сеть.

Серная вулканизация резины

После вулканизации каучука

Эта операция состоит из химической реакции, в ходе которой к каучуку присоединяют атомы серы. При добавлении до 5%, получается сырье для изготовления камер и покрышек. В случае склеивания двух элементов, сера, помогает соединять молекулы каучука, образовывая так называемый мостик. Данная процедура относится к горячему способу, но вряд ли получится ее проделать ее в походе или на трассе.

Горячая вулканизация

Каучук, как сырой материал, имеет свойство свариваться в единый состав при температуре 150 °С. Вследствие этого процесса, каучук становится уже резиной и в исходное положение вернуться не может. Благодаря своим возможностям каучук может исправить любые проколы и порезы в камере и покрышке.

Вулканизировать резину горячим способом нужно, только с применением пресса. Глубина и площадь пореза, подскажут, сколько времени нужно сваривать. Как правило, чтобы восстановить 1мм пореза, нужно 4 минуты варки. Соответственно если порез 4мм, то вулканизировать нужно 16 минут. При этом аппаратура должна быть разогрета и настроена.

Выполняя горячую вулканизацию при температуре выше 150С о , можно испортить каучук и ничего не добиться, так как материал будет разрушаться, и терять свои характеристики.

Использование струбцин или пресса, позволяет качественно залатать повреждение. После окончания работ следует убедиться, что в шве нет пустот или пузырьков воздуха. Если таковые имеются, нужно очистить место прокола от свежей резины и заново повторить весь процесс.

Для того, чтобы заклеить камеру в домашних условиях, горячим способом, необходимо выполнить следующее. Из сырой резины, нужно вырезать кусочек немного меньше, чем сама латка. Камера или шина зачищаются в месте повреждения несколько шире, до шероховатого состояния, после чего обезжириваются бензином. Подготавливая латку, нужно подрезать фаску таки под углом 45°, также зашкурить и обезжирить. После чего накрываем место пробоя заплаткой, зажимаем в тиски и нагреваем до нужной температуры.

Если растворить сырую резину в бензине, то можно получить специальный клей, для резины, применяя который повышается качество шва. Особое внимание следует уделять температурному режиму. Вулканизация производится при температуре 140 — 150 °С, если появился запах горелой резины, то значит заплатка перегрелась, а если она не слилась с общим изделием, то возможно не достигли нужной температуры. Во избежание прилипания резины к металлу, нужно проложить между ними бумагу.

Холодная вулканизация

В наше время воспользоваться этим методом не составляет труда, так как приобрести набор для ремонта можно в каждом магазине авто или вело запчастей. Комплектация такого набора может отличаться, но в каждом есть латки и специальный клей.

Холодная вулканизация резины

Процедура ремонта в этом случае похожа на горячий способ. Также нужно обработать поврежденную поверхность абразивом, удалить резиновую пыль и обезжирить. После высыхания нанести клей на камеру и приклеить заплатку. В этом случае играет роль не продолжительность прижатия, а его сила. Поэтому недостаточно будет просто придавить камнем, необходимо большее усилие.

Холодная вулканизация резины своими руками довольно-таки несложный процесс, который можно выполнить, где бы ни находился, если есть специальный набор. Однако сырая резина своими руками в домашних условиях не делается. Для таких работ нужно специальное оборудование.

Изготовление приспособления для вулканизации

Каждый вулканизатор имеет два основных элемента – нагревательную часть и зажимное устройство. В основе такого оборудования для обработки резины, может использоваться:

• утюг;
• «базарная» электроплитка;
• поршень от двигателя.

В приспособлении с утюгом, нагревательной частью является поверхность, которой в быту гладят. Если планируем использовать электроплиту, то нагревательную спираль следует закрыть, металлическим листом, а при работе нужно прокладывать бумагу между резиной и металлом. Такое устройство должно быть оборудовано терморегулятором, во избежание перегрева материала.

Прижимную часть вулканизатора проще всего сделать из струбцины. Наиболее простым в изготовлении будет устройство, состоящее из утюга и струбцины. Поскольку они оба металлические, соединить их при помощи дуговой сварки не составит труда. Утюг же имеет терморегулятор.

В вулканизаторе из поршня, также используется металлическая пластина. На нее укладывается резиновая камера. Поршень, своей гладкой частью, которая контактирует со взрывной смесью в двигателе, при помощи самодельного зажима, придавливает латку. Между поршнем и латкой, также прокладывается бумага. После чего в поршень заливается бензин и поджигается.

Такое устройство из поршня, особенно актуально в дороге, когда нет возможности подключиться к электрической сети. Однако такое устройство лишено терморегулятора, и контролировать температуру придется вручную.

Плюсы и минусы вулканизации

Основным достоинством процесса ремонта резины является то, что отремонтировать дешевле, чем купить новое. Однако каждая ситуация индивидуальна, поэтому важно определить спасет ли ремонт ситуацию.

Холодный способ достаточно прост в использовании, это не займет много времени, а затраты будут минимальными. Главный же минус такого способа, это ненадежность склеивания. Такая процедура является временной, и следует как можно быстрее обратиться на СТО.

Горячая вулканизация надежно сваривает резину, позволяет проводить такие работы при любой температуре и имеет невысокую стоимость.

Итак, выполнить ремонт камеры или покрышки можно разными способами, но лучше доверить эту работу специалистам, потому что это собственная безопасность.