Общие сведения о резиновых изделиях

Число деталей в автомобиле, в которых присутствует резина около 500, их массовая доля составляет около 5 – 10 % от общей массы автомобиля. Наиболее важными из всех резиновых изделий являются шины. Применение резины в автомобилях обусловлено такими её качествами, как: эластичность, демпфирующая способность, низкая теплопроводность, механическая

прочность, резина является хорошим электроизолятором, устойчива к агрессивным средам. Резину получают путем вулканизации резиновой смеси, в которую входят:

• каучук (натуральный или синтетический),

• вулканизирующие элементы,

• ускорители вулканизации,

• наполнители,

• красители,

• ингредиенты специального назначения.

Натуральный каучук добывается из сока (латекса) каучукового дерева (гевеи). Синтетический каучук (впервые был получен в 1932 г в СССР) получают путём химического синтеза из попутных нефтяных газов или газов от крекинг-процесса.

Изначально каучук не обладает качествами, которые предъявляются к резине: при повышении температуры каучук теряет эластичность, при понижении – становится хрупким. Поэтому каучук смешивается с другими веществами и подвергается вулканизации, чтобы приобрести эластичность и другие ценные качества.

Основным вулканизирующим элементом для шинной резины служит сера.

Вулканизация – это химическое связывание молекул каучука с атомами серы. Она заключается в нагреве резиновой смеси до определённой температуры (для шин – 130… 140 ºC) и выдержке резиновой смеси в течение времени, необходимом для того, чтобы атомы серы соединили молекулы каучука и образовали резину.

От количества серы зависит прочность резины: с повышение содержания серы повышается прочность резины, и, одновременно, понижается её эластичность. Например, в резине для покрышек и автомобильных камер содержится 1..3 % серы. При соединении с каучуком 50 % серы (максимально возможного количества) получается высокопрочный, твёрдый совершенно неэластичный материал – эбонит, из которого изготавливают детали электротехнического назначения, например, аккумуляторные банки.

Для ускорения процесса вулканизации в состав любой резины ускорители – тиурам, каптакс. С целью повышения прочности резины в неё добавляют усилители. Наиболее распространенным усилителем является сажа в количестве от 20 …70 % (в покрышках её примерно 25 %).

В состав резины также входят красители (для придания цвета), пластификаторы (для облегчения формования) антиокислители (для замедления старения).

В автомобилестроении часто возникает необходимость соединения резины с какими-либо другими материалами для получения необходимых свойств. С этой целью используют армирование резины. Армированием называется усиление резины другим материалом, например, тканью (кордом, чефером) или металлом.

Корд состоит из основы – нескольких продольных скрученных нитей и утк а – редких поперечных нитей. Для изготовления корда могут использоваться как капроновые или лавсановые нити, так и стальные тросики толщиной 0, 5…1,5 мм, свитых из стальной проволоки диаметром 0,1…0,25 мм. Корд образует главный элемент покрышки – её каркас. Преимуществом металлокорда является то, что с увеличением температуры его прочность не снижается.

Чефер – это грубая хлопчатобумажная ткань. Он служит для отделки бортов покрышек.

- 64 -

Физико-механические свойства резины

К основным свойствам резины относят прочность, эластичность, износостойкость,

твёрдость.

1. Прочность резины оценивается пределом прочности (σПЧ) при растяжении (сжатии). Мягкая резина имеет σПЧ= 18…25 МПа, особо мягкая – 30 …35 МПа.

2. Эластичность – способность резины к многократным механическим обратимым деформациям. Эластичность резины оценивается величиной относительного остаточного удлинения при разрыве или остаточного сжатия при предельной нагрузке. Для мягкой резины ε = 500..800 %, резина из синтетического каучука имеет ε = 450…550 %. Относительное сжатие ε` = 40..50 %.

3. Износостойкость резины определяется энергией, затраченной на истирание 1 мм2 резины. Для резины, идущей на изготовление протекторов автомобильных покрышек этот показатель составляет 0,08…0,14 мм2/Дж.

4. Твёрдость резины определяют с помощью твердомера Шора по величине погружения в неё притуплённой иглы под действием пружины. По твёрдости резина делится на твёрдую, мягкую и жёсткую. Твёрдость резины по Шору для протекторов составляет 55…65.