Как делают резину: технологии от латекса до шин 🔵

С определенного времени резина стала использоваться в любой человеческой деятельности. Где бы мы не находились, пусть даже в бане — повсюду найдется область применения для этого материала. Как делают резину читайте далее в нашей статье.

Содержание

Резина

Этот уникальный материал одновременно может защитить от удара молнии и содержать в себе тонны воды. Резина, водонепроницаемая и эластичная позволяет «допрыгнуть» до звезд.

Европейские путешественники впервые столкнулись с резиной в Южной и Центральной Америке. Они обнаружили, что коренные жители этого континента натягивают латекс (белый сок каучукового дерева) на ноги в качестве резиновой обуви, а также устраивают игры с применением резиновых мячей. Для жителей Европы что-то подобное было в диковинку.

Само слово «каучук» (сahuchu) можно перевести как «дерево, которое плачет». Подобная ассоциация возникла из-за больших белых каплей, сочащихся из стволов каучуковых деревьев.

В настоящее время каучук используется при производстве миллионов самых различных вещей.

Производство резины

На примере натурального каучука можно рассказать как сделать резину. Все начинается с гевеи — каучукового дерева.

Сборщики каучука вырезают в коре канавку;
Собирают латекс в емкость в течение, приблизительно 3-х часов;
Латекс выливается в большую тару — бочку, в которой смешивают с одинаковым количеством воды, после чего процеживают для избавления от сучьев и кусков коры;
Для того, чтобы разбавленный сок превратился в твердые части (свернулся) в раствор добавляют кислоту. Части белой сырой резины поднимаются на поверхность воды в виде рыхлого толстого слоя;
Кусочки резины пропускаются через валы для удаления лишней влаги и придания листовой формы;
Резина листовая просушивается, упаковывается и отправляется на производство.

После поступления на завод или фабрику из такой резины можно делать все что угодно: воздушные шарики, краски, шланги и бутылки, игрушки и поролон, кеды и велосипедные шины.

Современное производство резины

Первая резина становилась липкой при жаркой окружающей среде, а также хрупкой, когда вокруг становилось холодно. В первой половине 19 века, американец Ч. Гудиер нечаянно пролил смесь серы и каучука на печь, в результате чего получил вид резины, которая сочетала в себе эластичность и прочность одновременно. Данный процесс стали называть в честь римского бога огня Вулкана — вулканизацией.

Современные заводы по изготовлению резины используют искусственный каучук. Большинство его видов получают из двух нефтепродуктов: стирола и бутадиена. На производстве их объединяют в первом большом резервуаре с катализатором (ускорителем химической реакции). Вещества, которые замедляют разрушение резины при соприкосновении с воздухом — антиоксиданты добавляют во вторую емкость, а кислоту в третью. В третьем резервуаре искусственный каучук свертывается и поднимается к поверхности в виде комков.

Искусственные каучуки были синтезированы в начале прошлого века. Это было обусловлено нехваткой резины естественного происхождения из-за растущих военных нужд. Искусственная резина стала использоваться в самых разных сферах: от изготовления матрасов до деталей самолетов и ракет.

Компаундирование: магия в резиносмесителе

Сырой каучук сам по себе практически бесполезен — он потечет на солнце и мгновенно захрустит в мороз. Чтобы превратить его в функциональный эластомер, технологи составляют сложный «коктейль», где число компонентов может достигать двадцати. В тяжелый закрытый миксер (бенбери) загружают основу, мягчители для пластичности и специальные ускорители.

Главный секрет износостойкости — технический углерод. Именно этот мелкодисперсный порошок придает изделиям привычный черный цвет и способность сопротивляться истиранию, создавая дополнительные структурные связи в материале.

Вулканизация: создание молекулярной сетки

Как заставить липкую массу навсегда запомнить свою форму? Секрет кроется в термической обработке под высоким давлением. В процессе нагрева атомы серы буквально «сшивают» хаотичные цепочки полимера между собой, превращая их в прочную трехмерную сетку. Без этого этапа любое колесо или уплотнитель просто развалится при первой же серьезной нагрузке.

Экструзия — выдавливание горячей смеси через головку для получения профилей, трубок и протекторных лент.
Каландрирование — раскатка массы в тонкие калиброванные листы между массивными валками.
Формование — финальная стадия в пресс-формах, где под действием пара рождается окончательная геометрия детали.

Контроль адгезии и твердости по Шору

Вы задумывались, почему одни шины буквально «липнут» к асфальту, а другие «дубеют» и служат десятилетиями? Все зависит от плотности тех самых серных мостиков и точности дозировки ингредиентов в начале пути. В заводских лабораториях образцы из каждой партии мучают на разрывных машинах, проверяя модуль упругости и относительное удлинение.

Твердость материала измеряют по шкале Шора: мягкие составы идеальны для демпферов и прокладок, а сверхжесткие идут на футеровку промышленных мельниц. Только после успешных тестов на ускоренное старение и климатическую стойкость готовая резина получает паспорт качества.