Каучуки та гумові матеріали

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Реферат
Дисципліна: матеріалознавство
Тема: Каучуки та гумові матеріали
2009

Введення
Завдяки високій еластичності і пружності, здатності поглинати вібрації та ударні навантаження, хорошою механічної міцності та опору стиранню, електроізоляційним та інших властивостей гума є незамінним матеріалом для ряду автомобільних деталей.
Гуму використовують для виготовлення опор двигуна; шлангів систем охолодження, харчуванні, мастила, опалення та вентиляції; ременів приводу вентилятора, генератора, компресора і водяного насоса; ущільнювачів кузова і кабіни втулок ресор та інших деталей підвіски; манжет, шлангів, чохлів, діафрагм гальмівний системи; деталей амортизаторів, шумоизолирующих елементів передньої і задньої підвісок; колісних грязьових щитків, килимків для підлоги кабіни і кузова та ін
І все ж головне застосування гуми на автомобілі - це пневматичні шини.
Автомобільні шини виготовляють з гуми, тканини і невеликої кількості сталевого дроту. У деяких конструкціях шин застосовується, крім того, сталевий корд.
Інші гумові автомобільні деталі виготовляють або тільки з гуми, або із застосуванням тканин. При ремонті автомобільних шин використовують гуму і гумовотканинні матеріали або ж вироби з них.
Гуму отримують вулканізацією гумової суміші. Будь-яка гумова суміш містить каучук і вулканізуючими речовина - сірку (у шинних гумових сумішах сірки міститься до 3% ваги каучуку).

Процес вулканізації полягає в нагріві гумової суміші до певної температури і витримки її при цій температурі протягом часу, достатнього для того, щоб атоми сірки поєднали в деяких місцях молекули каучуку (що має лінійну структуру), утворивши гуму-матеріал з просторовою структурою молекул, що володіє новими властивостями, що відрізняються від властивостей каучуку. Температура вулканізації повинна бути вище температури плавлення сірки (120 ° С), але нижче за температуру плавлення каучуку (180-200 ° С).
Каучук поділяють на:
- Натуральний (НК);
- Синтетичний (СК).
Натуральний каучук добувають з молочного соку (латексу) каучуконосного дерева гевеї, а також каучуконосних рослин (кок-сагиз, тау-сагиз), що містять латекс в корінні.
Молекула натурального каучуку складається з ланок легколетучего вуглеводню - ізопрену і має всюди однакову (регулярну) мікроструктуру.
У Росії натуральний каучук має обмежене поширення. У вітчизняному шинному виробництві з нього виготовляють тільки окремі деталі шини або ж він використовується як добавка до гумової суміші. Наша країна є батьківщиною синтетичного каучуку, який був отриманий в 1931 році за методом, розробленим академіком С.В. Лебедєвим.
Синтетичний каучук одержують в основному з природного і попутного нафтових газів, а також окремих вуглеводневих фракцій нафтопереробки.
В даний час виготовляється кілька різновидів синтетичних каучуків, що відрізняються механічною міцністю, хімічною стійкістю, газопроникністю, термостійкістю та іншими властивостями:
- Натрій-бутадієновий (ВКВ), перший у світі промисловий синтетичний каучук, виготовлявся з етилового спирту на базі харчових містять крохмаль продуктів. Випуск припинено з 1964 року;
- Бутадієн-стирольний (СКС) є найпоширенішим синтетичним каучуком, який виходить сополимеризацией бутадієну і стиролу. Має достатню міцність і зносостійкість;
- Бутилкаучук отримують сополимеризацией ізопрену та ізобутилену, характеризується високою газопроникністю і хімічну стійкість;
- Поліуретанові каучуки відрізняються високою зносостійкістю;
- Поліхлоропреновие каучуки мають високу бензомаслостойкосью;
- Силіконовий (кремнійорганічний) каучук (СКТ) зберігає свої властивості при температурах від мінус 70 ° С до + 400 ° С, перевершуючи за термостійкості натуральний каучук;
- Ізопреновий (СКІ) і дівініловие (СКД) каучуки мають еластичність, яка наблизилася до показників натурального каучуку, а по деяких інших властивостях і перевершують натуральний.
Крім каучуку і вулканізуючими речовини до складу гумової суміші входять і інші компоненти (інгредієнти), що надають резинам певні властивості:
- Прискорювачі вулканізації (альтакс, каптакс, Тіур в кількості 1-2% від ваги каучуку) скорочують час вулканізації і підвищують якість гуми;
- Підсилювачі (активні наповнювачі) - сажа, каолін, цинкові білила і ін у кількості до 50% від ваги каучуку. Служать для поліпшення тієї чи іншої властивості гуми;
- Неактивні наповнювачі (відмученої крейда, азбестова борошно) у кількості 30-40% від ваги каучуку вводяться для здешевлення гуми без помітного погіршення її властивостей;
- Противостарители (сантофлекс А, неозон Д) у кількості 0,5-2,5% від ваги каучуку вводяться для уповільнення старіння гуми під дією кисню повітря, сонячних променів та інших факторів;
- Пом'якшувачі і пластифікатори (стеаринова кислота, мазут, вазелінове масло, соснова смола тощо) у кількості від 3 до 20% ваги каучуку покращують змішуваність компонентів гумової суміші і роблять її більш пластичної і липкою; - барвники використовуються для фарбування світлих гумових сумішей в відповідні кольори. Застосовуються пігменти мінерального і органічного походження;
- Регенерат - гума з утиля покришок, камер для заміни каучукової складової гумової суміші.
Властивості гум. Визначальний вплив на властивості гум надає каучукова основа, від якої залежать їх фізико-механічні, міцнісні, захисні та інші властивості.
На механічні властивості гум визначальний вплив надає температура, з підвищенням якої знижуються їх міцність і твердість. При цьому швидкість зниження значень механічних властивостей вище у гум на основі ненасичених каучуків, а для кремнійорганічних каучуків ця швидкість мінімальна.
Найважливішими характеристиками багатьох типів гум є їх зносостійкість і коефіцієнт тертя. Для гум, як і для інших твердих матеріалів, розрізняють види зношування:
- Втомний;
- Абразивний;
- Корозійно-механічний;
- Ерозійний;
- «Скочування» - є специфічним видом зношування для гум, коли при терті мікронерівності поверхні гуми деформуються в скатку і відриваються від поверхні.
Крім перерахованих вище властивостей якість гум оцінюється за:
- Морозостійкості;
- Термостійкості чи опору термічному старіння;
- Озоностойкость;
- Біостійкості;
- Стійкості в рідких середовищах;
- Діелектричним властивостям;
- Пожежонебезпечна і корозійної агресивності за методиками, загальним для полімерних матеріалів.
Класифікація гум. Гуми поставляються споживачеві у вигляді:
- Напівфабрикатів - гумових сумішей, готових для переробки у вироби шляхом формування, армування та вулканізації;
- Вулканізовані пластин, шнурів;
- Готових виробів - стрічок, ременів, рукавів і шин. Готові гуми (вулканізатори) поділяються на дві основні групи - загального та спеціального призначення,
Гуми загального призначення виготовляють на основі натурального каучуку бутадієновий, ізопреновий, бутадієн-стирольних, хлоропреновий, бутилкаучуком та їх комбінацій. Ці гуми працездатні в інтервалі температур від 50 до 150 ° С, і основними сферами його застосування є виробництво:
- Пневматичних шин і камер
- Конвеєрних стрічок;
- Приводних ременів;
- Інших гумотехнічних виробів.
Гуми спеціального призначення включають декілька їх видів, застосовуваних в специфічних умовах експлуатації:
- Теплостійкі гуми на основі етіленпропіленовий і бутилкаучуком працездатні при температурі 150-200 ° С і більше, для гум на основі елементоорганічних каучуків;
- Морозостійкі гуми отримують на основі каучуків з низькою температурою склування (кремнійорганічні) або звичайної температури склування при введенні в них спеціальних пластифікаторів;
- Масло-і бензостійкі гуми на основі бутадієн-нітрильних, полісульфідних, уретанових, хлоропреновий, вінілпірідінових і фторовмісних каучуків працездатні при тривалому контакті з нафтопродуктами і рослинними оліями;
- Гуми, стійкі до дії агресивних середовищ (кислот, лугів, озону і т. д.) отримують на основі бутилкаучуку, кремнійорганічних, фторовмісних і акрилових каучуків, а також хлорсульфірованного поліетилену;
- Електропровідні і магнітні гуми виготовляють на основі полярних каучуків з електропровідними і магнітними наповнювачами;
- Діелектричні (кабельні) гуми отримують на основі кремнійорганічних ізопреновий та інших каучуків з неорганічними наповнювачами;
- Радіаційно-стійкі гуми з фторовмісних і бутадієн-стирольних каучуків наповнюють оксидами свинцю і барію.
Крім вищевказаних видів гум спеціального призначення виділяють також вакуумні, вібро-, водо-, вогне-та світлостійкі, оптично активні, фрикційні, харчові та ін
Готові гумотехнічні вироби являють собою, як правило, композиційні деталі з гуми і армуючого каркаса. Найбільш поширеними з них є:
- Амортизатори, підшипники і шини, армовані металевим кордом або дротом;
- Рукава, трубки і шланги (неармовані, з текстильним і металевим каркасом);
- Ущільнюючі манжети і інші вироби,
Ремонтні матеріали для гумотехнічних виробів.
Автогосподарства використовують гуму в якості ремонтного матеріалу для відновлення пошкоджених пневматичних шин і камер.
Протекторна гума призначена для заповнення вирізаних при ремонті ділянок протектора і боковин.
Прослоенная гума призначена для обкладання вирізаних ділянок покришки, пластирів і манжет з метою кращого з'єднання латок з покришкою і для заповнення вирізаних ділянок каркаса покришки.
Камерна гума служить для виготовлення латок.
Герметизуюча гума використовується для ремонту герметизуючого шару безкамерних шин.
Клейова гума призначена для приготування клею.
Тканина, як і гума, визначає експлуатаційні якості і вартість шин. Вага тканини становить близько 30% ваги всієї покришки.
При виготовленні і ремонті покришок і безкамерних шин застосовують, в основному, прогумовані кордові тканини, а також тканини полотняного переплетення - чефер, доместик, бязь.
З корду виготовляють каркас покришки, що є її основою, Чефер використовують при виготовленні підсилювальних стрічок бортів покришки, а доместик або бязь - для обгортки дротяних кілець покришки.
Якість корду залежить від типу використовуваного волокна, яке буває;
- Природним (бавовна);
- Штучним (віскоза);
- Синтетичним (капрон, нейлон та ін.)
Штучні волокна отримують в результаті хімічної обробки природних високомолекулярних сполук (клітковини або целюлози),
Синтетичні волокна виготовляють із синтетичних високомолекулярних сполук (капролактаму, поліефірної смоли та ін.)
Бавовняний корд характеризується високим теплоутворення, низькими теплостійкістю і міцністю. Тому виготовлені з нього шини мають невисокими експлуатаційними якостями.
Більш якісним є віскозний корд, його міцність майже не змінюється при температурах, що досягають 100 ° С. Шини, виготовлені з віскозного корду, мають пробіг в 1,5 рази більший, ніж з бавовняного. Недоліки віскозного корду - знижений зчеплення з гумою і підвищена гігроскопічність, що може призвести до розшарування покришки.
Корд з синтетичних волокон перевершує віскозний і тим більше бавовняний. Капронове волокно не гниє, стійке до стирання і дії багаторазових деформацій. Застосування капронового корду подовжує термін служби шин на 30-40%, зменшує втрати потужності на кочення. До недоліків капронового корду відноситься пружне подовження нитки, що сприяє разнашіваемості каркаса.
Сталевий дріт, застосовувана для металокорду, набагато перевершує міцність ниток з природних і штучних волокон. Міцність металокорду практично не знижується при температурах, які розвиваються в шині. Він має високу теплопровідність і незначною разнашіваемостью. Шини з металокордом на дорогах з удосконаленим покриттям служать приблизно в два рази довше, ніж звичайні. Недолік металокорду полягає в невисокій втомної міцності, що обмежує його застосування.
Дротяна плетінка, стрічка, утокові і одиночні дроту різних калібрів знаходять застосування для виготовлення бортових кілець покришки. Сталева дріт для запобігання від корозії і кращого зчеплення з гумою латуніруется.
Латунні сплави використовують для виготовлення деталей вентиля камери.
При ремонті автомобільних шин поряд з гумами і тканинами застосовують:
- Пластирі, манжети;
- Ущільнювальні гумові пробки і грибки;
- Протекторну профільовану гуму;
- Гумовий клей.
Пластир представляють собою латки з прогумованого корду і застосовуються для ремонту наскрізних ушкоджень каркаса у шести-, восьми і десятіслойних покришок.
Манжетами називають шматки каркаса, вирізані з покришок, непридатних до ремонту, і відповідним чином оброблені. Їх застосовують для ремонту наскрізних ушкоджень каркаса покришок.
Ромбовидні манжети в порівнянні з овальними мають на 35% меншу вагу, створюють менший дисбаланс у відремонтованих покришок і забезпечують більш плавний перехід від відремонтованої ділянки до каркаса шини. При ремонті восьміслойних і покришок великих розмірів застосовують дві манжети. Манжета, яка накладається першої, називається подманжетніком.
Ущільнювальні гумові пробки і грибки застосовують при ремонті цвяхових проколів покришок і безкамерних шин.
Протекторна профільована гума призначена для відновлення у покришок зношеного протектора. Протекторні гуми випускають для ремонту покришок всіх стандартних масових розмірів для повного відновлення у них протектора або тільки бігової доріжки.
Гумовий клей необхідний при ремонті для промазки пошкоджених місць покришок і камер і промазки ремонтних матеріалів. Готують його розчиненням клейовий гуми в бензині-розчиннику або авіаційному бензині Б-70.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
26.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Каучуки
Каучуки і кремній органічні сполуки
Дослідження взаємодії в системах нітрати целюлози уретанові каучуки
Дослідження взаємодії в системах нітрати целюлози уретанові каучуки
Матеріали
Аудіо матеріали
Матеріали в будівництві
Лакофарбові матеріали
Абразивні матеріали
© Усі права захищені
написати до нас