Гума та гумоподібні матеріали
Саратовський державний технічний університет
«Матеріалознавство, технологія конструкційних металів»
Гума та гумоподібні матеріали
Студентка гурту БМС-31
ГоловаI:Загальні відомості та технологія виготовлення гуми………. ….4
1.1Компоненти, що входять до гумової суміші……..……………..………..….4
1.2Технологія виготовлення гуми. Вулканізація……………………. …..6
1.3Властивості та основні види гуми………………………………………….7
ГоловаII: Призначення та застосування гуми……………………..………..11
2.1У промисловому виробництві………………………………………. ….11
Список використовуваної літератури………………………………………
Сучасна техніка не може обійтись без гуми. З гуми роблять шини автомобілів, літаків та велосипедів, ізоляцію проводів, водолазні костюми, балони аеростатів, калоші, шланги, надувні човни, протигази та багато іншого.
Гума є продуктом переробки каучуків. Природний полімер - каучук свою назву отримав від індійського слова "каочу", що означає "сльози дерева", які з'являються на каучуконосному дереві при його порізі. Багато сотень років тому індійці навчилися використовувати білу деревну смолу – каучук.
Натуральний каучук (НК) одержують із рослин – про каучуконосів. Натуральний каучук легко розчиняється у воді. При нагріванні до температури 90°С каучук розм'якшується, стає липким, при температурі нижче нуля набуває твердості та крихкості.
Бурхливий розвиток техніки не міг обмежитися використанням тільки натурального каучуку та призвело до створення синтетичних (штучних) каучуків (СК). Промисловість різних країнвиробляє надзвичайно різноманітні синтетичні каучукоподібні матеріали. Вихідною сировиною для отримання каучуку є: етиловий спирт, ацетилен, бутан, етилен, бензол, ізобутилен, деякі галогенпохідні вуглеців та ін.
При порівняно великій міцності натуральний каучук значно поступається синтетичним морозостійкістю і стійкістю проти впливу розчинників. Властивості гуми переважно залежать від каучуків, що входять до її складу. Якість синтетичного каучуку визначає стійкість гуми до розчинників, до атмосферного впливу, кисню, агресивних середовищ, теплостійкість, морозостійкість, пружність та еластичність, клейкість розчинів гумових сумішей та інші властивості металу.
ГоловаI:Загальні відомості та технологія виготовлення гуми>
1.1 Компоненти, що входять до гумової суміші
Для отримання гуми основним компонентом є каучук, який, з'єднуючись у процесі вулканізації з вулканізуючою речовиною, утворює гуму. Як вулканізуючу речовину зазвичай застосовують сірку; тіоколові каучуки вулканізують перекисами металів (перекис марганцю, перекис свинцю); полісйлоксаї вулканізують за допомогою органічних перекисів (перекис бензолу); фтор-каучуки вулканізують органічними перекисами або діамінами.
Для підвищення механічної міцності і зносостійкості до складу гумової суміші зазвичай вводять наповнювач, що зміцнює. До таких наповнювачів належать речовини з гранично малою величиною частинок і високорозвиненою поверхнею. Найбільш поширеними зміцнюючими наповнювачами є сажі.
Увиробництві світлозабарвлених гум та гум, призначених для роботи при підвищених температурах, як зміцнюючий наповнювач застосовують окис кремнію, окис титану, які знаходяться в такому ж дрібнодисперсному стані.
У гумову суміш вводять прискорювачі вулканізації, застосовуючи для цього дифенілгуанідії та ін Іноді для підвищення пластичності гумової суміші і морозостійкості готових виробів гумову суміш додають пластифікатори (стеаринова і олеїнова кислоти, парафіни та ін).
Проти старіння (процесу з'єднання гуми з киснем повітря) в гумову суміш вводять протиокислювачі (протистарільники), а для надання кольору додають барвники (охра, ультрамарин).
1.2Технологія виготовлення гуми. Вулканізація
Процес виготовлення гуми та гумових деталей складається з приготування сирої гумової суміші, одержання з неї напівфабрикатів або деталей та їх вулканізації.
Технологічний процес включає такі операції: вальцювання, каландрування, отримання заготовок, формування і вулканізацію, обробку готових деталей.
Для приготування сирої гуми розрізають каучук на шматки і пропускають через вальці для надання пластичності (рис. 180). Потім, у спеціальних змішувачах каучук змішують з порошкоподібними компонентами, що входять до складу ре3іни (вулканізуючі речовини, наповнювачі, прискорювачі вулканізації і т.д.), вводячи їх у гумову суміш точно за ваговою дозуванням. Перемішування можна проводити і на вальцях. Таким чином отримують однорідну, пластичну та малопружну масу – сиру гуму. Вона легко формується, розчиняється в органічних розчинниках та при нагріванні стає клейкою.
Провальцована гумова суміш надходить на каландр для отриманнялистів заданої товщини-процес отримання листової гуми. З каландрованих листів заготовки деталей отримують вирізкою за шаблонами, вирубуванням штанцевими ножами, формуванням на шприцмашині.
Для виготовлення гумових деталей формовим способом використовуються гідравлічні вулканізаційні преси з електрообігрівом. Пресування проводять у прес-формах методами прямого та ливарного пресування. Лиття під тиском застосовують виготовлення деталей складної конфігурації. Деталі, виготовлені литтям під тиском, мають підвищену вібростійкість і добре сприймають знакозмінні навантаження.
Формування гум має багато спільного з формуванням пластичних мас, що твердіють, проте є і деякі відмінності. Внаслідок високої пластичності гумових сумішей для заповнення форм, навіть складної конфігурації, не потрібний тиск вище 5 МПа (50 кгс/см2). Найчастіше вироби формують під тиском 1—2 МПа (10—20 кгс/см2).
Для отримання міцних високоеластичних виробів (покришок, трансмісійних стрічок, ременів, рукавів) гумову суміш наносять на високоміцні тканини (корд, белтинг) з бавовняного волокна, поліамідного або поліефірного волокна. Для зчеплення гуми з тканиною застосовують способи пресування або просочування. У першому випадку тонкі листи каландрованої сирої гуми на спеціальних додаткових дублювальних каландрах напресовують на тканину. У другому випадку тканину просочують розчином гумової суміші (гумовим клеєм) і сушать для видалення розчинника. Прогумовану тканину розкроюють, збирають у пакети та пресують у вироби.
Багато гумових виробів армують металевими деталями. Метали або сплави (за винятком латуні) не мають адгезії (прилипання) до гуми, тому легко вириваються з виробу. Длянадання адгезії металевої арматури до гуми на метал наносять клейову плівку або здійснюють латунування. Найбільш висока міцність зчеплення металу з гумою досягається шляхом нанесення на металеву поверхню плівки ізоційного клею «лейконат» або її латунування.
Будь-який процес формування закінчується процесом вулканізації. Каучук складається із лінійних молекул. При нагріванні із сіркою (вулканізації) відбувається укрупнення молекул та утворення сітчастої структури молекул, при цьому каучук перетворюється на гуму. У гумі крім лінійних є тривимірні молекули.
Ускладнення та укрупнення молекул призводить до того, що речовина набуває пружності, не знижуючи еластичності, а крім того, і стійкість до температурних та хімічних впливів. Гума приблизно на одну третину складається з сажі, яка створює кристалічність будови речовини, збільшує її міцність.
Вулканізацію здійснюють з нагріванням і без нагрівання. Тривалість та температура вулканізації визначаються рецептурою гумової суміші (типом каучуку та ефективністю введеного прискорювача); але зазвичай вулканізацію проводять при температурі 120-150
p align="justify"> При формуванні деталей вулканізація їх проводиться в прес-формах на вулканізаційних гідравлічних пресах з паровим або електричним обігрівом. Формовий метод вулканізації дає більш щільну, однорідну структуру, точніші розміри та чистішу поверхню гумового виробу. При неможливості вулканізації в прес-формі особливо виробів, отриманих на шприцмашині накочуванням та дублюванням, вулканізацію проводять у вулканізаційному казані.
Багато синтетичні каучуки отримують методом емульсійної полімеризації у водних середовищах. Полімер, що утворюється в цих умовах, виходить з частинками,близькими до розмірів колоїдних частинок. У присутності речовин, що спеціально вводяться (емульгаторів), частинки полімерів утворюють стійку емульсію полімеру у воді, яка називається латексом.
В даний час випускається велика кількість латексів, з яких можна безпосередньо виготовляти гумові вироби. Вони застосовуються для отримання фрикційних виробів, для просочення корду, для виготовлення абразивного шліфувального каміння, гумових ниток, волосяних еластичних подушок, маканих виробів (рукавички, кулі-пілоти), товстостінних виробів, для заміни клеїв латексними пастами, для отримання гумових піноматеріалів.