Гума і гумові технічні вироби

Гума і гумові технічні вироби

Гума є важливим конструкційним матеріалом для виготовлення технічних виробів.

У машинобудуванні гумові вироби застосовують для рухомих пристроїв (шин, приводних пасів, транспортерних стрічок), у магістралях для транспортування рідин, газів (напірні і всмоктувальні рукави, з’єднувальні шланги, трубки), у ролі опор, буферів, ізоляції, ущільнювачі (сальники, манжети, прокладні пластини, кільця) та інше.

 Найважливіша властивість гуми – висока еластичність (пружне видовження при розтягуванні досягає 700 – 800%), добра вібростійкість (поглинання коливань), водостійкість, підвищена хімічна стійкість проти кислот і їх розчинів, достатня механічна міцність.

Цих властивостей досягають при вулканізації гумових сумішей (сирої гуми).

Вихідні матеріали для гумових виробів. Гумові суміші готують на основі каучуку, вміст якого в різних виробах змінюється від 5 до 95 % . Суміші містять також пом’якшувачі, наповнювачі, вулканізуючі речовини, речовини проти старіння, барвники.

Каучук. Розрізняють натуральний і синтетичний каучук. Натуральний каучук добувають з молочного соку каучукогених рослин. Синтетичний каучук  - це речовина, яка за властивостями близька до натуральної. Його добувають за допомогою синтезу органічних речовин. Промислові види синтетичного каучуку, яких налічують кілька десятків, відрізняються між собою як за вихідною сировиною і способами виробництва, так і за складом та фізико-механічними властивостями. Виробництво синтетичного каучуку складається з двох основних процесів: добування каучукогенів (бутадієн, стирол, хлоропрен, акрилонітрил, ізобутилен та ін). і полімеризації їх у каучукоподібний продукт. Сировиною для каучукогенів є нафтопродукти, природний газ, ацетилен, деревина та ін. При полімеризації каучукогени з низькомолекулярних речовин перетворюються у високомолекулярні сполуки з типовими для натурального каучуку фізико - механічними та технологічними властивостями. Пом'якшувачі (стеарин, олеїнова кислота) підвищують пластичність сирої гуми і м'якість гумових виробів.

Наповнювачі підвищують твердість і міцність гумових виробів. До них належать сажа, окис цинку, крейда, каолін та ін., а також рукавні тканини, кордові тканини (бавовняні, віскозні, капронові, нейлонові), застосовують корд із стальних дротиків.

Як вулканізуючу речовину застосовують сірку. Для вулканізації відформовані напівфабрикати із сирої гуми нагрівають до температури близько 140⁰С . При цьому сірка вступає у взаємодію з каучуком і напівфабрикат втрачає пластичність, стає еластичним. Формування може поєднуватися з нагрівання. Сірка, взаємодіючи з каучуком, сприяє утворенню сітчастої (просторової) структури макромолекул каучуку. Прискорювачі вулканізації (каптакс, тіурам та ін.) разом з оксидом цинку не тільки скорочують час вулканізації, а й забезпечують можливість вулканізації при кімнатній температурі. Для виготовлення м'якої гуми (автомобільні камери, м'ячі та ін) в каучук добавляють 1-3% сірки; при вмісті сірки 4-7% утворюється тверда гума.

Протистарителі (парафін, вазелін та ін.) сповільнюють процес окислення каучуку, підвищують стійкість і збільшують строк служби гумових виробів.

Виготовлення гумових виробів складається з приготування гумових сумішей (сирої гуми), вулканізації і обробки виробів.

Змішування компонентів забезпечує рівномірний розподіл у каучуку всіх складових частин , його виконують на вальцях або в закритих змішувачах. Утворена сира гума являє собою однорідну пластичну масу, якій можна легко надати потрібної форми.

Для виробництва листової гуми сиру гумову суміш обробляють на каландрах, робочим органом яких є порожнисті підігрівані прокатні валки з відбіленого чавуну. На капандрах виконують також обкладання тканини сирою гумою, здавлювання листів гуми і промащених гумою тканин, обробку просоченого корду.

Із листової заготовки при потребі роблять розкрій на різальних машинах або вирубних пресах.

Гумові профілі (трубки, шнури і т.п) виготовляють шприцюванням - видавлюванням сирої гуми на черв'ячному пресі через матрицю .

Вироби складної форми виготовляють методом пресування і лиття під тиском.

Гумові напівфабрикати піддають вулканізації і обробці.

Ебоніт. Якщо кількість сірки збільшити до 35%, утвориться твердий матеріал- ебоніт. Його широко застосовують для виготовлення електротехнічних виробів, особливо стійких проти дії кислот, наприклад акумуляторних баків, а також у хімічній промисловості. Способи виготовлення виробів з ебоніту ті самі, що й для гуми. Ебоніт добре обробляється на металорізальних верстатах.