Разработка рецептуры резиновой смеси

Оглавление

Введение…………………………………………………………………….2

1. Общий вид состава резиновой смеси…………………………………4

2. Конструкция шины……………………………………………...……….6

3. Каркас шины……………………………………………………………10

4. Обрезинивание  корда…………………………………………………..12

5.Разработка  рецептуры резиновой смеси для прорезинивания кордткани………………………………………………………………………...15

Список литературы………………………………...……………………..18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Особенностью  резинотекстильных изделий является то, что они почти всегда создаются  как конструкции и их в большинстве случаев получают путем соединения текстильного армирующего наполнителя и резиновых заготовок с последующей вулканизацией. Резинотекстильные материалы и изделия представляют собой отдельную группу конструкционных композитов, в которых матрица — резина представляет собой ограниченно сшитый каучук с высокой деформативностью и низким модулем деформации.

Качество армирующих нитей (корда) определяется толщиной и скрученностью, ее механическими, термическими и химическими свойствами. Для кордных нитей особо необходим высокий уровень их механических свойств, поскольку именно нити воспринимают прилагаемые к изделию статические и динамические нагрузки.

Выносливость  резинотекстильных изделий в  условиях эксплуатации определяется не только их конструкцией и комплексом свойств основных элементов — армирующего каркаса и резины, но и прочностью связи между ними. В случае применения химических нитей прочная связь образуется только после специальной обработки последних адгезивами. В качестве исходных для армирующих текстильных структур используются — вискозные (в настоящее время их применение невелико), алифатические полиамидные, полиэфирные технические нити. [1]

В России в следствии отсутствия собственных заводов по производству полиэфирных нитей в качестве текстильного корда чаще применяют полиамидные нити, хотя они и уступают по некоторым показателям полиэфирным. Полиамидные кордные нити характеризуются более низкой, чем вискозные, адгезией к резинам вследствие меньшей полярности и большей гидрофобности. Для пропитки полиамидного корда применяют латексные адгезивы с более высоким содержанием резорцино-формальдегидной смолы и более высокой концентрацией пропиточных составов (18-20% вместо 11-15% для вискозного корда). Недостатки полиамидного корда — ползучесть под нагрузкой, повышенная усадка при высоких температурах.

Важнейшими  условиями нормальной эксплуатации резинотекстильных изделий, особенно подвергаемых длительным многократным деформациям, является сохранение длительной адгезионной связи армирующих нитей с резиной.

Целью курсовой работы является обеспечение резиновой смеси для прорезинивания кордовой ткани с высокой прочностью связи резины с полиамидным кордом, степенью сшивания резины, когезионной прочности резиновых смесей, содержащих меньшее количество ускорителей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общий вид состава  резиновой смеси.

В настоящее время выделяют 18 основных категорий различных  функциональных ингредиентов резин. Это  перечень стандартных и наиболее широко известных классов химических соединений, являющихся ингредиентами резиновых смесей функционального назначения.

• Ускорители представляют органические химические вещества, ускоряющие вулканизацию и тем самым сокращающие  время вулканизации. В качестве примеров можно указать сульфенамиды, тиазолы, тиурамы, дитиокарбаматы и гуанидины.

• Промоторы адгезии —  добавки, улучшающие адгезию резин  к латунированно-му металлокорду. Эти  ингредиенты содержат доноры метилена, резорцина и соли кобальта.

• Противостарители — это  антиоксиданты и антиозонанты, включая  защитные воска. Эти вещества препятствуют воздействию кислорода, озона, тепла и динамических механических деформаций на резину. Они относятся к таким классам химических соединений, как п-фенилендиамины, замещенные фенолы и хиноны.

• Антистатические агенты предназначены для уменьшения образования электро-статических зарядов в резиновых изделиях.

• Порообразующие агенты применятся в рецептуре пористых резиновых  смесей. Они разлагаются при температуре  вулканизации, выделяя газ в смеси, из ко-торой формуется пористое изделие. В классы этих агентов входят некоторые азодикарбонамиды, карбонаты и сульфонилтиазолы.

• В качестве красителей используют либо неорганические красители, такие как оксид железа и диоксид  титана, либо органические красители. Обычно их применяют в светлых  резиновых смесях (в рецептуре таких резин не должно быть техуглерода).

• Наполнители. Они являются либо разбавителями, либо усилителями. Наибо-лее часто применяют техуглерод разных марок. Другие используемые для  этой цели материалы — каолин, молотые  углеродистые вещества, тканевые очесы, кремнеземы, силикаты и усиливающие смолы.

• Вещества, придающие резинам  огнестойкость, это доноры галогенов, некоторые оксиды и гидроксиды металлов.

• Фунгициды иногда применяют  в изделиях, работающих на открытом воз-духе. 

• Отдушки используют для придания резине определенного  запаха. Некоторое время их применяли  в помощь рабочему для идентификации  определенной смеси.

• Технологические  добавки используются в резиновой  промышленности для снижения вязкости и/или облегчения технологических процессов переработки. Это могут быть нефтяные масла, различные сложноэфирные пластификаторы и различные мыла.

• Промоторы  и, так называемые агенты сочетания, повышают взаимодействие наполнителей и усилителей каучуком, и их обычно применяют для улучше-ния совместимости или диспергируемости наполнителей в углеродной среде. Такими веществами являются органосиланы, амины и титанаты.

• Каучуки являются самым важным компонентом резин, так как без каучука невозможно приготовить резиновую смесь. Существует более 24 различных типов каучуков.

• Замедлители  и ингибиторы увеличивают стойкость  сырых смесей к скорчингу (преждевременной  вулканизации, подвулканизации), что  позволяет вести их переработку.

• Вещества, придающие  липкость, повышают клейкость сырых смесей при сборке (липкость резины к резине) перед вулканизацией. В качестве примеров можно привести фенольные и углеродные смолы, канифоль.

• Термопластичные  эластомеры формально не являются ингредиентами, но представляют альтернативу обычной  резиновой технологии. Термопластичные эластомеры ведет себя подобно пластмассам при высоких температурах, но каучукоподобны при комнатной температуре. В главе 10 представлен значи-тельный объем информации об этих веществах.

• Агенты вулканизации и активаторы. Вулканизующие агенты прямо отвечают за образование поперечных связей в процессе вулканизации. Такими агентами являются сера, органические доноры серы и некоторые органические перокси-ды. Активаторами являются химические добавки, активирующие ускорители вулканизации, что делает процесс более эффективным. Стеариновая кислота и оксид цинка совместно являются наиболее широко применяемыми акти-ваторами. Некоторые агенты вулканизации и активаторы могут выполнять общие функции в этой группе, так как оксид цинка является активатором для широкого круга каучуков общего назначения, но может также выступать как вулканизующий агент в специфических галогенсодержащих эластомерах. [2]

2. Конструкция шины.

Один из основных критериев, по которому производится классификация шин – это расположение слоёв кордных нитей, образующих каркас шины и брекеры. Сегодня основная масса выпускаемых покрышек относится к двум типам: диагональному и радиальному.

Диагональные  шины – это покрышки, в которых  нити корда в каркасе и брекере  расположены под определенным углом (обычно 30-40°) к радиальному направлению шины и перекрещиваются между собой в отдельных слоях.

В радиальных шинах  нити корда каркаса расположены  в радиальном направлении, от борта  к борту во всех слоях каркаса.

Ниже представлена небольшая таблица, призванная наглядно показать основные различия между двумя типами шин и позволить составить общее представление об их преимуществах и недостатках (рис.1.)

 

Рис. 1. Различные  конструкции шин: А – обычная конструкция шины с диагональным расположением нитей корда. Б – конструкция с диагональным расположением нитей корда, снабжённая брекером. В – общая конструкция с радиальным расположением нитей корда.

Радиальные  шины имеют внутреннюю поверхность, которая выполняет роль камеры, блокируя проникновение влаги и сдерживая отток воздуха, слой прорезиненных волокон (обычно из полиэстера), проходящих от одного стального бортового кольца до другого, два слоя прорезиненного металлизированного корда (под противолежащими углами), и составной протектор. В большинстве случаев шины имеют под протектором несколько нейлоновых слоёв. В различных частях шины – боковине, внутренней поверхности, протекторе и пр. – используется множество различных составов резины и полимеров.

Основные части шины показаны на рис. 2.

Рис.2. Конструкция радиальной шины

Протектор –  внешний слой из профилированной  резины, который имеет непосредственный контакт с поверхностью дороги. Протектор  предназначен, что видно из названия, для защиты каркаса от повреждений  и скорого износа шины, а также для передачи тяговых и тормозных усилий автомобиля на дорогу, увеличения сцепления шины с поверхностью дороги, для поглощения толчков при качении. Рисунок протектора оказывает большое влияние на работу шины и динамические свойства автомобиля, поэтому он должен максимально соответствовать назначению и условиям эксплуатации шины.

Каркас – радиальной шины составлен из прорезиненных слоёв  текстильной нити, синтетических  или искусственных волокон. Волокна  корда следуют от борта к борту  в стороны от направления движения (отсюда термин «радиальная шина»). Количество слоёв корда в каркасе зависит от типа, размера, назначения и номинальной нагрузки изготавливаемой шины. Каркас шины суть первичный компонент, ограничивающий давление, который в конечном счёте и несёт основную нагрузку. Каркас также передаёт моменты силы (вращающий момент, кручение, и т.д.) от брекера к бортам шины и, в конечном счёте, к ободу диска.

Брекер – металлокордовый  слой, состоящий из обрезиненных стальных проволочных нитей, расположенный по окружности между протектором и каркасом шины. Стальные волокна брекера располагаются по диагонали к направлению движения. Брекер усиливает жёсткость протектора, повышая тем самым равномерность прилегания и сцепления с дорогой, сопротивляемость шины изгибам и деформациям на поворотах и наклонных плоскостях, что значительно снижает износ шины и продлевает срок её службы. Они также являются передаточным звеном вращающего момента между резинотканевым каркасом и протектором, ограничивают линейное расширение шины, предохраняют каркас от толчков и ударов, снижая вероятность порезов, проколов и растрескивания шины. У шин для бездорожья может быть до пяти слоёв брекера. Дорожные легковые шины обычно имеют один или два.

Плечевой пояс – обычно имеет клиновидную форму в сечении, располагается по краям брекера и служит для выравнивания скруглённой формы каркасного корда. Этим самым увеличивается площадь контакта шины с дорогой и, соответственно, устойчивость автомобиля. На схеме не обозначен.

Боковина – бортовая стенка – суть защитное резиновое покрытие на внешних сторонах шины. Располагается между бортом и прилежащей к протектору пречевой зоне. По причине того, что на неё оказывается воздействие в основном силами деформации на изгиб, боковина разрабатывается таким образом, чтобы выдерживать подобные нагрузки максимально продолжительное время. Кроме того, боковая часть препятствует истиранию, воздействию погодных явлений и растрескиванию каркаса шины. Несёт на себе информацию о производителе, маркировку шины и другие условные обозначения.

Борт шины – наиболее жёсткая её часть. Борт предназначен для устойчивой посадки и герметизации (в случае бескамерной) шины на ободе  колёсного диска. Основой прочности  служит закольцованный стальной стержень (5), состоящий из проволоки, покрытой слоем резины, и исключающий возможность растяжения. В зависимости от назначения покрышки и нагрузки в бортовой её части используется одно или два кольца прочности. Борт составляют слой каркасного корда, оборачивающего стальное кольцо от середины шины наружу, и внутреннего защитного слоя (8), заполняющего пространство между стальным стержнем и кордом. Стальной кольцевой стержень придает борту необходимую жесткость и прочность, наполнительный слой – монолитность и плавный переход от жесткого кольца к эластичной резине боковины. На наружной части борта располагается т. н. чефер или пятка – плотный тканевый или металлизированный слой, закрывающий отворот корда и предохраняющий борт от истирания об обод и повреждения при монтажных работах.