Контакти
Каучуковите смеси или суровият каучук са полуготови продукти - състави, състоящи се от еластомери, втвърдители, пълнители, пластификатори, стабилизатори и други съставки, които осигуряват в определен състав и съотношение определени свойства на каучуковите продукти, които се получават в резултат на вулканизация на каучукова смес.
Технологичният процес на производство на каучукови смеси е механично, по-често последователно смесване на каучук и съставки на специално технологично смесително оборудване - на смесителни ролки. Технологичните линии за производство на каучукови смеси, използвани в масовото производство, включват:
-Kneader машина за смесване на каучук – за смесване на каучуци и основни компоненти;
-Смесителни валове или съвкупност от няколко - две или три вала за рафиниране на каучуковата композиция в смес и входящ вулканизиращ агент (сяра, по-малко тиурам D) и лист (придаване на удобна стокова форма);
-Охладител от фестон тип или вана със студена вода за намаляване на температурата на каучуковата смес и предотвратяване на изгаряне.
Каучуковите смеси се доставят под формата на плочи с различни размери с дебелина от 0,5 до 30 mm, подходящи за преработка в продукти чрез формоване и вулканизация. В зависимост от предназначението се произвеждат каучукови смеси от различни марки.
Съставки за смесване на каучук
Съставките на каучуковите смеси са голяма група от компоненти, включително втвърдители, ускорители и активатори на вулканизация, антиоксиданти, пластификатори, пълнители и специални добавки (разпенващи агенти, багрила и др.). Списъкът на съставките в phr (части на сто каучук), наречен рецепта за каучукова смес. Повечето от каучуковите изделия могат да съдържат и усилващи материали – влакна, нишки, телове, метал.
Най-разпространеният втвърдител е естествената първокласна прахообразна сяра под формата на жълти кристали от орторомбична форма, получена по време на обработката на серни руди чрез смилане и пресяване.
Към съединението се добавят ускорители на вулканизация , за да се ускори омрежването на сярата и да се подобрят физико-механичните свойства на каучука. Някои ускорители са същевременно втвърдители – донори на сяра.
Ускорителните активатори повишават активността – оксиди и хидроксиди на цинк, олово, магнезий, калций, кадмий, бисмут или комбинации от тях, особено в присъствието на стеаринова, палмитинова, олеинова киселини и техните цинкови соли. В зависимост от температурата на критично въздействие и скоростта на втвърдяване се делят на ултра ускорители, средно и високоактивни. Най-разпространената класификация на ускорителите е по химичен състав.
Антиоксидантите в механизма на действие се разделят на превантивни и верижни терминатори. Превантивните антиоксиданти включват меркаптани, сулфиди, дитиокарбамати, дитиофосфати, естери на фосфорна киселина. Те инхибират инициирането чрез разлагане на пероксиди, абсорбиране на светлинно лъчение или дезактивиране (пасивиране) на метали. Антиоксидантите, които разрушават веригите чрез свързване на пероксидни радикали, включват амини и феноли. В същото време амините са багрилни каучукови съединения и затова се препоръчват да се използват само в черни каучуци.
При комбиниране на антиоксиданти с еднакъв механизъм на действие обикновено се наблюдава адитивност на тяхното действие. Синергичен ефект, когато комбинация от два антиоксиданта е по-ефективна от всеки от тях в същата концентрация, както се наблюдава при различни механизми на действие. Съществува синергичен ефект на заместени феноли и амини с естери на фосфорната киселина, амини със сулфиди. Инхибиторният ефект се засилва от факта, че един инхибитор инхибира образуването на пероксиди и по този начин предпазва втория инхибитор от бърза консумация.
Пластификатори - голяма група нискомолекулни вещества, които променят свойствата на еластомера, повишавайки гъвкавостта на макромолекулите и подвижността на надмолекулните структури, но в същото време намаляват тяхната здравина и твърдост. Пластификаторите се комбинират добре с каучука и подобряват устойчивостта на ниски температури на каучуковите смеси. Помощни вещества, частично разтворими в каучуци, което улеснява обработката на каучуковите смеси и регулирането на тяхната лепливост, подобрява диспергирането на пълнителите. Пластификаторите могат да бъдат продукти от рафиниране на нефт или въглища (мазут, битум, масла, смоли, восъци и церезини), растителни продукти (борова смола, колофон, растително масло, мастни киселини) и синтетични съединения (полиестери, олигоестерни акрилати или полидиени).
Пълнителите се разделят на активни (подобрители), които повишават якостта, устойчивостта на абразия и якостта на опън на каучуковата смес, и инертни (разредители). Основният усилващ пълнител са сажди - черен фин прах, продукт на термично разлагане на газообразни или течни въглеводороди. Неорганичните пълнители включват естествени минерали (креда, каолин, бентонит, шунгит, талк) и синтетична армировка (колоидна силициева киселина, магнезиев оксид и цинк, калциев силикат и алуминиев флуорид, калциев флуорид) позволяват да се получи висока якост, оцветени, топлоустойчиви , незапалими и устойчиви на корозия каучукови смеси от некристализиращи каучуци.
Багрилата за цветни каучуци се делят на неорганични и органични. Интензивността на цвета се увеличава с намаляване на размера на частиците и способността им да се диспергират в каучука. Цветът на гумата влияе върху нейната устойчивост на стареене под въздействието на светлина. Белият, жълтият и зеленият цвят на гумата са защитни, а синият цвят ускорява процеса на стареене и затова рядко се използва. Това се дължи на абсорбцията или отразяването на определен спектър от гумата. Като бял пигмент се използват титанов диоксид (смес от TiO2 c BaSO4), литопон (смес от ZnS с BaSO4), цинков оксид, цинков сулфид и титанов оксид. Интензитетът на белия цвят се увеличава с увеличаване на разликите в индекса на пречупване на каучука между каучука и пигмента, а също така зависи от размера и формата на частиците и другите съставки на каучуковата смес. Оцветяването на гумата в други цветове се извършва от белия тон. Като червени пигменти се използват железен оксид Fe2O3, често във връзка с литопон и сернисти антимон, селен, кадмиеви съединения, цинобър живак и сяра. Хромният оксид дава синьо-зелен цвят, а синият – ултрамарин.
Има много други съставки, които могат да се използват за придаване на съединение с различни свойства. Смесването на каучук по поръчка е наука за осигуряване на необходимите свойства на каучука чрез промяна на съотношението на компонентите и компенсиране на техните взаимодействия. Ето защо повечето производители считат своите каучукови смеси за право на собственост. Подобряването на механичните свойства, като същевременно се запазва възможността за добра обработваемост, може да отнеме стотици часове тестване на вариации на различни състави.