Виробництво гуми та гумотехнічних виробів: обладнання та технологія. З чого роблять гуму

Гумові матеріали і комбіновані гумотехнічні вироби неможливо замінити іншою продукцією. Унікальне поєднання характеристик і експлуатаційних якостей дозволяє використовувати такі матеріали в складних робочих процесах, доповнюючи пристрій машин, верстатів, приладів і будівельних конструкцій. Сучасне виробництво гуми помітно просунулося технологічно, що позначилося і на якості продукції. Технологи прагнуть підвищувати довговічність, міцність і стійкість виробів до впливу сторонніх чинників.

З якої сировини роблять гуму?

Велика частина гумових матеріалів виходить в результаті промислової обробки синтетичних і натуральних каучукових сумішей. Досягається ця обробка за допомогою зшивання каучукових молекул хімічними зв’язками. Останнім часом використовується порошкоподібний сировина для виробництва гуми, характеристики якого спеціально розраховані на освіту ливарних форм. Це готові композиції на базі рідкого каучуку, з яких в тому числі випускають ебонітові вироби. Сам процес вулканізації не обходиться без спеціальних активаторів або агентів – це хімічні речовини, які сприяють збереженню оптимальних робочих якостей суміші. Зазвичай для цієї задачі використовують сірку. Це компоненти, що становлять основу набору, необхідного для виготовлення гуми. Але, в залежності від необхідних експлуатаційних якостей і призначення продукту, технологи вводять виробничі етапи, на яких структура вироби збагачується і модифікуючими елементами.

Добавки для модифікації гумових сумішей

В процесі виготовлення гумова суміш може наповнюватися прискорювачами, активаторами, агентами вулканізації, пом’якшувачів та іншими компонентами. Тому питання про те, з чого роблять гуму, в чималому ступені визначається допоміжними добавками. Наприклад, для збереження структури матеріалу використовують регенерату. За допомогою даного наповнювача гумовий продукт може піддаватися вторинній вулканізації. Чимала частина модифікаторів не чинить впливу на кінцеві техніко-експлуатаційні властивості, але грає істотну роль безпосередньо в процесі виготовлення. Той же процес вулканізації коригують прискорювачі і сповільнювачі хімічних реакцій.

Окрему групу добавок представляють пластифікатори, тобто пом’якшувачі. Їх використовують для зниження температури при вулканізації і диспергування інших інгредієнтів складу. І тут може виникнути інше питання – наскільки добавки і сам каучук впливають на хімічну безпеку формованої суміші? Тобто з чого роблять гуму з точки зору екологічної чистоти? Частково це дійсно небезпечні для здоров’я суміші, які включають ту ж сірку, бітуми і дибутилфталаты, стеаринові кислоти і т. д. Але частина інгредієнтів представляють натуральні речовини – природні смоли, той же каучук, рослинні масла і воскові компоненти. Інша справа, що в різних сумішах співвідношення шкідливої синтетики і натуральних інгредієнтів може змінюватися.

Етапи процесу виготовлення гумових виробів

Промислове виготовлення гуми починається з процесу пластифікації сировини, тобто каучуку. На цьому етапі здобувається головне якість майбутньої гуми – пластичність. За допомогою механічної і термічної обробки каучук пом’якшується до певної міри. З отриманої основи надалі буде здійснено виробництво гуми, але перед цим пластифікована суміш піддається модифікації розглянутими вище добавками. На цій стадії формується гумовий склад, в який додають сірку та інші активні компоненти для поліпшення характеристик складу.

Важливим етапом перед вулканізацією є і каландрование. По суті, це формування сирої ґумової суміші, що пройшла збагачення добавками. Вибір способу каландрування визначає конкретна технологія. Виробництво гуми на цьому етапі може припускати також і виконання екструзії. Якщо звичайне каландрование ставить метою створення простих гумових форм, то екструзія дозволяє виконувати складні вироби у вигляді шлангів, кільцевих ущільнювачів, протекторів для автомобільних шин і т. д.

Вулканізація як завершальний етап виробництва

У процесі вулканізації заготівля проходить фінальну обробку, завдяки якій виріб отримує достатні для експлуатації характеристики. Сутність операції полягає у впливі тиску і високої температури на модифіковану каучукову суміш, укладену в металеву форму. Самі форми встановлюються в спеціальному автоклаві, підключеної до парового нагрівника. У деяких сферах виробництво гуми може передбачати і заливання гарячої води, яка стимулює процес розподілу тиску через текуче середовище. Сучасні підприємства також прагнуть до автоматизації цього етапу. З’являються все нові прес-форми, які взаємодіють з подаючими пар і воду форсунками на основі комп’ютерних програм.

Як виробляють гумотехнічні вироби?

Це комбіновані вироби, які отримуються шляхом з’єднання тканинних матеріалів з каучукової сумішшю. В процесі виготовлення гумотехнічної продукції нерідко використовується пароніт – гібридний матеріал, що отримується шляхом з’єднання термостійкої гуми і неорганічних наповнювачів. Далі заготівля проходить обробку вальцюванням і вулканізацію. Отримують гумотехнічні вироби та з допомогою шприц-машин. У них на заготовки виявляється термічне вплив, після чого здійснюється пропуск з профілюючої голівці.

Обладнання для процесів виготовлення гуми

Повний виробничий цикл здійснює ціла група машин і агрегатів, що виконують різні завдання. Один лише процес вулканізації обслуговують котли, преси, автоклави, форматоры та інші пристрої, що забезпечують проміжні операції. Окремий установки застосовують для пластифікації – типова машина такого типу складається із шипованного ротора і циліндра. Обертання роторної частині проводиться за допомогою ручного приводу. Не обходиться виробництво гуми без варильних камер і каландровых агрегатів, які здійснюють розкочування каучукових сумішей і термічний вплив.

Висновок

Процеси виготовлення гумових виробів багато в чому стандартизовані як в плані механічної обробки, так і в частині хімічного впливу. Але навіть за умови використання однакових виробничих апаратів характеристики одержуваних виробів можуть бути різними. Це доводить і гума вітчизняного виробництва, пропонує різні набори експлуатаційних властивостей. Найбільшу частку гумової продукції в російському сегменті промисловості займають автомобільні шини. І в цій ніші особливо яскраво проявляються здібності технологів до гнучкої модифікації складів у відповідності з жорсткими вимогами до кінцевої продукції.