Производства каучука и технология изготовления (видео) — как делают

Технология создания резины

Содержание

Резина и промышленность

Резина – один из самых ходовых материалов на нашей планете. Она нужна всем и всегда, без нее не двинется с места ни один автомобиль, без нее не будет работать ни одно промышленное предприятие. В этой статье мы рассмотрим процесс создания резины. Вы узнаете, какова технология производства резины и из чего ее делают.

Источники резины и краткий экскурс в историю

Первые резиновые материалы состояли в основном из натурального материала – каучука. Это продукт дерева под названием «каучуконосная гевея», которое растет в дебрях Амазонской низменности.

В первые годы существования резины доля каучука доходила до 85–92%! Это немыслимая доля для сегодняшнего дня.

Дело в том, что такая резина ничуть не уступала современной, скорее наоборот, превосходила ее по многим параметрам прочности и износостойкости, а затраты на ее производство были намного сегодняшних.

Обратите внимание

Одно но – из-за растущих потребностей в резине, каучуконосную гевею начали нещадно вырубать, и вскоре некогда многочисленные заросли гевеи стали стремительно исчезать.

Стало совершенно очевидно, что необходимо как-то сократить вырубку этих деревьев, иначе человечество останется без резины вовсе.

Ведь даже сейчас технология производства резины требует некоторого количества природного каучука, поэтому изрядную долю природного материала пришлось разбавлять многочисленными искусственными заменителями. Их мы сейчас и рассмотрим.

Каучук и химические добавки

Ключевой этап создания резины – вулканизация. Ее производят с помощью специальных синтетических компонентов – активаторов вулканизации. Сама по себе резина без этой процедуры непригодна. Помимо активаторов вулканизации необходимо добавлять вулканизирующие агенты.

И только после этого активаторы вулканизации. Дело в том, что без агентов будет невозможно начало вулканизации. После агентов добавляют активаторы. И только после этого возможно начало процесса вулканизации.

Вторым по важности компонентом можно назвать регенерат – этот синтетический продукт позволяет проводить процедуру вулканизации еще раз.

К смягчающим компонентам резины (разумеется синтетического, искусственного происхождения) относят противостарители, наполнители и пластификаторы, которые выполняют функцию замены природной пластичности каучука, которого не хватает в резине.

Этот компонент придает резине пластичные свойства, которые позволяют ей как стягиваться, так и растягиваться, не трескаясь при этом. Также в резину добавляют различные модификаторы, ароматизированные синтетические смолы и порообразователи.

Задача последних состоит в том, чтобы в резине образовывались небольшие пузырьки воздушного пространства, незаметные глазу. Они играют роль своеобразной воздушной подушки, снижая давление на шину при движении автомобиля.

Не во всех случаях представляется возможным создать синтетический каучук и использовать его в постоянных целях. Иногда все же приходится прибегать к использованию полностью натуральных каучуков.

Технологический процесс создания резины

Первый и самый важный этап создания резины – вулканизация.

Каучуковые молекулы по своей природе очень гибкие, то есть не годятся для грубого использования (езда на машине, к примеру), поэтому необходимо формирование новой сетки (кристаллической решетки).

Вулканизация делает каучук твердым, то есть превращает его в материал с иными физическими свойствами – в резину. Сама вулканизация включает в себя несколько этапов:

  1. Формирование новой кристаллической решетки;
  2. Индукцию;
  3. Реверсию.

Технология производства резины подразумевает полное изменение свойств каучука. Прочность каучука, как природного, так и синтезированного, значительно ниже, чем прочность уже готовой вулканизированной резины.

Эластичность тоже является одним из самых важных показателей для эксплуатации. Чем менее эластична резина, тем больше она будет трескаться. И дело даже не в эксплуатации.

Если неэластичная резина будет просто лежать, она также потрескается, но уже просто от разницы дневных и ночных температур.

Важно

Эластичная резина будет стягиваться и растягиваться до того предела, который заложен в нее при создании – чем больше в каучук положили пластификаторов при вулканизации, тем эластичнее будет уже готовая резина.

Современная технология производства резины уже не подразумевает участия в процедуре вулканизации натурального каучука, все процессы и принципы химического воздействия основаны на взаимодействии синтетических каучуков с химическими реагентами.

Но, правда, не всегда добавки и компоненты бывают исключительно синтетическими.

В зависимости от конечного назначения резины в процессе вулканизации в нее могут добавляться:

  • мел;
  • сажа;
  • ацетилированный ланолин;
  • мел;
  • глицерин.

Виды вулканизации

Наиболее популярными методами создания резины остаются горячая и холодная вулканизация. Горячая вулканизация проводится при температуре от +2500С до +2900С.

Холодная вулканизация дает температуру от +200С до +300С и обычно используется для создания материалов-герметиков. Существует еще и серная вулканизация, которая нужна для создания камер для авто, армейской и туристической обуви и покрышек для велосипедов.

В данном случае используются горячая сера и катализаторы, которые помогают ускорить процесс вулканизации.

Процесс производства резины, видео-обзор:

Источник: http://hromax.ru/texnologiya_proizvodstva_reziny.html

Производство резины и резинотехнических изделий: оборудование и технология. Из чего делают резину

Срок службы автомобильных шин довольно короток, после чего они подлежат замене.

Утилизация изношенных автопокрышек — большая проблема для экологии всего мира.

Ежегодно количество эксплуатируемых автомобилей увеличивается почти на 10%.

Очевидно, что автошины нужно перерабатывать.

В этой статье мы рассмотрим следующие вопросы:

  • какова технология переработки шин крошку;
  • какое используется оборудование;
  • где применяется резиновая крошка;
  • можно ли ее изготовить самостоятельно.

Способы переработки шин

Сырьем для получения резиновой крошки могут служить не только изношенные покрышки, но и любая другая отслужившая резиновая продукция.

На практике используется только два основных способа получения резиновой крошки из отработанных шин:

  • ударно-волновой;
  • механический.

Рассмотрим оба способа отдельно.

Ударно-волновой

Эта технология измельчения автомобильных шин и других резиновых отходов в крошку изобретена сравнительно недавно.

Процесс переработки заключается в охлаждении изделий до сверхнизких температур с последующим дроблением ударной волной.

Для заморозки используются криогенные камеры, а ударная волна формируется специальным электрическим устройством или подрывом небольшого количества взрывчатого вещества.

Такая технология переработки изношенных автомобильных шин требует установки дорогостоящего оборудования, что экономически выгодно только для крупных предприятий с большими объемами сырья.

Это классическая технология переработки покрышек в резиновую крошку, которая в отличие от первой используется повсеместно.

Суть процесса заключается в поэтапном механическом воздействии на сырье с получение необходимой фракции резиновой крошки и побочных продуктов.

Существует несколько методов переработки шин механическим воздействием:

  • измельчение при нормальном температурном режиме;
  • при высокой температуре;
  • с охлаждением сырья;
  • с использованием «озонового ножа»;
  • продавливанием сырья мощным прессом через специальные матрицы.

Самым популярным способом является обычное механическое измельчение при нормальной температуре.

Эта технология является классической и отлично подходит для организации небольших предприятий для рециклинга отработанных автомобильных шин.

При наличии необходимого оборудования эта технология позволяет получать резиновую крошку любых фракций вплоть до пылевидной субстанции.

Совет

Основные технологические этапы дробления покрышек и виды оборудования, которое применяется на каждом из них:

  1. На первой стадии переработки происходит сортировка шин по типоразмеру, что необходимо для настройки оборудования под определенные габариты покрышек. Само дробление начинается с вырезки бортовых колец на специальном вырубном станке.
  2. Второй этап измельчения шин происходит с использованием гидравлических ножниц, механических резаков или гильотин, с помощью которых происходит резка на ленты и куски средних размеров.
  3. Процесс дробления продолжается в специальной шредерной установке, где крупные куски резины измельчаются до небольших чипсов размером от 2 до 10 кв. см, которые поступают на следующую технологическую операцию.
  4. На этом этапе происходит окончательное измельчение сырья до необходимых фракций. Используются роторные мельницы с четырехгранными ножами или другое оборудование, способное выдерживать огромные механические нагрузки.
  5. После полного измельчения отработанных шин необходимо полученную резиновую крошку отделить от побочных продуктов: рубленного металлического корта и текстильных отходов. Для этого используются магнитные и воздушные сепараторы.
  6. На заключительном этапе полученная резиновая крошка пропускается через специальное вибросито, где происходит разделение по фракциям. Полученный материал фасуется и отправляется на дальнейшую переработку.

Такова классическая схема технологического процесса дробления шин в крошку при нормальной температуре с примерным перечнем станков и механизмов.

Количество этапов переработки может быть уменьшено или увеличено в зависимости от того, какое оборудование будет использовано и какую крошку необходимо получить на выходе.

Транспортировка сырья от одной технологической операции к другой может осуществляться как в ручном режиме, так и в автоматическом.

Если перемещение покрышек, кусков резины, чипсов и резиновой крошки выполняется с использованием ленточных и шнековых транспортеров, то весь комплекс оборудования для переработки старых шин, по сути, становится производственной линией.

Для организации небольшого цеха по рециклингу монтаж автоматической линии является оптимальным решением.

Далее мы рассмотрим виды оборудования, станков и механизмов, которые используются для дробления покрышек в резиновую крошку.

На рынке оборудования для переработки покрышек предложений очень много.

Российские и иностранные производители предлагают как полностью укомплектованные линии и заводы, так и отдельные станки, устройства и механизмы. Цена будет зависеть от вида и производительности агрегата.

Рассмотрим минимальный комплект того, что нужно для переработки шин в крошку.

Станок для удаления бортов

Это первый агрегат во всей технологической цепочке измельчения авторезины. Его предназначение — удаление посадочных колец с покрышки.

Принцип действия станков для удаления бортов основан на:

  • вырубании;
  • вырезании;
  • вырывании посадочных колец.

Каждый из способов не имеет каких-либо преимуществ перед другими.

Дальнейшая переработка удаленных колец выполняется на выжимных станках, где выдавливается металлическая основа и оставшаяся резина измельчается в общем потоке.

Измельчители шин без бортов

В эту категорию оборудования входят разнообразные:

  • шредеры;
  • ленторезы;
  • гидравлические ножницы;
  • вальцевые перетирающие устройства;
  • мельницы.

В состав технологической линии может входить несколько таких устройств:

  1. Гидравлические ножницы и ленторезы режут покрышки на большие куски.
  2. Шредеры перерабатывают их до более мелких фрагментов.
  3. Вальцевые агрегаты и мельницы доводят вид сырья до необходимой фракции.

Магнитный сепаратор удаляет из резиновой крошки рубленые остатки металлического корта.

Принцип действия этого устройства прост: мощный электромагнит вытягивает из массы сырья металлические отходы и отправляет их в приемный бункер.

Подробнее о текстильном и металлическом корде, а также о том, куда его можно применить с выгодой, читайте здесь.

Вибросита для разделения продукта на фракции

В состав комплексов по переработке автомобильных шин входят как минимум два вибросита: грубой и тонкой очистки.

На первом устройстве происходит отсев крупных, не до конца переработанных, кусков резины, а на втором — отделение кондиционной фракции резиновой крошки.

Вибросито – это устройство, состоящее из стола с отверстиями, соответствующими отделяемой фракции крошки, и механизма, обеспечивающего вибрацию стола с определенной частотой.

Транспортеры и другие механизмы и устройства

В состав линий и заводов по переработке покрышек входят ленточные транспортеры для перемещения шин, кусков резины и резиновой крошки от одной технологической операции к другой.

Некоторые производители используют в своих линиях шнековые транспортеры для перемещения и фасовки готовой резиновой крошки. К тому же, автоматические линии переработки покрышек комплектуются бункерами, системами безопасности и контроля технологического процесса.

Читайте также:  Производство салатов: оборудование + технология изготовления 2019

Всем вышеперечисленным оборудованием комплектуются автоматические линии переработки старых шин в резиновую крошку.

Обратите внимание

Количество станков и механизмов зависит от объемов производства и конечного вида продукции, которую необходимо получить в результате переработки.

Сама резиновая крошка, полученная при переработке старых автомобильных покрышек, является промежуточным продуктом. Сырье, в зависимости о его фракции, используется при производстве следующих изделий:

  • напольных покрытий для размещения в помещениях и на открытом воздухе;
  • бордюров, отбойников и «лежачих полицейских» для дорожного хозяйства;
  • подложек и прокладок для защиты грузов при транспортировке;
  • фигур для детских площадок;
  • строительных материалов — гидроизоляционные и шумопоглащающие;
  • диэлектрических изделий для электротехнической отрасли;
  • МБР — мастик битумно-резиновых.

Гранулят добавляют и в асфальтовые смеси, получая прочное и долговечное дорожное покрыие.

Из мелкодисперсной крошки можно производить различные резинотехнические изделия методом горячего прессования, а именно:

  • втулки;
  • ролики;
  • резиновую обувь;
  • многие другие товары.

К тому же, она может служить добавкой при изготовлении новой авторезины, тем самым уменьшая ее себестоимость.

Предприниматель получает не только резиновую крошку, но и побочные продукты измельчения: металлический корт и текстиль, которые также являются ликвидным товаром. Их можно продать и получить дополнительную прибыль.

Как видно, для бизнеса на переработке шин открываются широкие возможности в плане сбыта продукции, ведь потребность в ней очень велика во многих отраслях.

Шинный гранулят можно без проблем приобрести в интернет-магазинах, строительных супермаркетах или заказать напрямую у производителя.

Но для тех, кто хочет открыть свой небольшой домашний бизнес или просто изготовить покрытие для дорожек в саду своими руками, становится актуален вопрос самостоятельного изготовления.

В этом случае приобретать дорогостоящее оборудование для переработки авторезины не имеет смысла.

С сырьем для изготовления резиновой крошки в домашних условиях проблем не будет. Достаточно пройтись по соседям, которые с удовольствием достанут из гаража отслужившие покрышки и избавятся от них.

Важно

Как уже было сказано выше, резину можно дробить механическим путем либо заморозив до низкой температуры.

Последний вариант для дома неприемлем, так как необходимо будет приобрести дорогостоящую низкотемпературную камеру для охлаждения сырья.

Для дома оптимальным решением будет механическая резка и измельчение резины до состояния крошки. В отдельной статье мы рассказали, как изготовить оборудование для этих целей.

по теме

Один из производителей снял интересное и познавательное видео о переработке шин в крошку, предлагаем увидеть процесс своими глазами:

Заключение

Резиновая крошка — многофункциональный материал, необходимый человеку во многих сферах деятельности. Огромный ее плюс в том, что изготовить ее можно из старых шин, дав тем самым вторую жизнь отжившим свой век изделиям.

Перерабатывать резину несложно, оборудование для этих целей доступно повсеместно.

Источник: https://rcycle.net/rezina/kroshka/proizvodstvo-iz-shin

Производство резины

Несмотря на то, что на дворе XXI век, резина, как и 100 лет тому назад остается достаточно востребованной и используется во многих отраслях промышленности и человеческой деятельности. Открытие человечеством резины произошло, скорее всего, на американском материке ещё в доколумбовый период.

Когда путешественник впервые посетил поселение коренных жителей, он заметил, что те использовали что-то наподобие мячей, только отскакивали они от земли гораздо лучше европейских кожаных мячей. Кроме того, данный материал использовался для герметизации днища лодок и подошв обуви.

Оказалось, что коренные жители Центральной Америки умели добывать каучук, с которого и состоит резина. Нет сомнений, что испанцы использовали данный материал для своих потребностей, однако, завозиться в Европу в массовом порядке он не стал.

Массовость получил каучук только через два с половиной столетия – в первой половине XVIII века, когда французский путешественник привез каучук во Французскую Академию Наук. Тогда каучук не получил широкой популярности, то ли дело сейчас! О том, как же производится резина давайте с вами и поговорим.

Технология производства резины

После того, как использование резины стало широко применяемым, то природные источники каучука не могли больше покрывать растущие потребности человека. Необходимо было найти способ синтетически получить каучук, поскольку использование плантаций уже не оправдывало себя.

Проблема дополнялась также и тем, что монополистами плантаций были несколько государств, которые не были заинтересованы в изобретении нового способа производства каучука. В 1839 году американский исследователь Гудьир Чарльз нашёл способ термальной стабилизации эластичности каучука.

Для этого необходимо было просто напросто добавить в каучук серу и начать подогревание. Сегодня этот метод известен практически всем и имеет название вулканизация. Продукт, который получили в процессе вулканизации, назвали резиной.

После открытия Гудьиром резины, данный материал стал широко использоваться в машиностроении в качестве различные уплотнителей и рукавов и в зарождающейся электротехнике, индустрия которой остро нуждалась в хорошем изоляционном эластичном материале для изготовления кабелей.

Совет

Прорезиненная ткань изготавливается из льняной, хлопчатобумажной или синтетической ткани, пропиткой резиновым клеем (резиновая смесь, растворённая в бензине, бензоле или другом подходящем легколетучем органическом растворителе). После того как растворитель испарится, мы получает прорезиненную ткань.

Для того, чтобы изготовить уплотнительную прокладку трубопровода жидкостей и газов, которые работают при высоких температурах, применяется паронит, который получается при смешивании термостойкой резины с неорганическими наполнителями (асбестовыми волокнами, оксидом свинца).

Приготовленную смесь разбавляют до нужной консистенции бензином, прокатывают через вальцы и вулканизируют. Паронит выпускается в виде листов толщиной от 0,2 до 6 мм.

Для получения резиновых трубок и уплотнителей с различными профилями сырую резину пропускают через шприц-машину, в которых разогретая (до 100-110°) смесь продавливается через профилирующую головку. В результате получают профиль или трубу, которую кладут в пресс-форму и затем вулканизируют при помощи вулканизационного пресса.

Изготовление дюритовых рукавов — резиновых шлангов, армированных волокнистой или проволочной оплёткой происходит следующим образом: из каландрованной резины необходимо вырезать полосы, и накладывать их на металлический дорн.

Наружный диаметр изделия должен составлять такое же значение, как и диаметр изготовляемого рукава.

Края полос необходимо смазать резиновым клеем и прикатить роликом, затем необходимо наложить один или несколько парных слоев ткани либо оплести металлической проволокой и промазать их резиновым клеем. После этого наступает черед обработки изделия в автоклаве.

Оборудование для производства резины + видео как делают

Как мы уже отметили, производство резины осуществляется благодаря одному из основных процессов, связанным с каучуком – вулканизацией. Вулканизация — это подогревание каучука и серы.

Следовательно, для получения резины, нам необходимо иметь специальные котлы, которые подходили бы для вулканизации. Стоит отметить, что данный процесс достаточно токсичен, поэтому, лучше всего выбирать котлы закрытого типа.

Кроме того, важно правильно подобрать и разновидность серы, чтобы получить только лучший результат от производства резины.

как делают резину:

Источник: https://moybiznes.org/proizvodstvo-reziny

Источник: https://businessizakon.ru/proizvodstvo-reziny-i-rezinotexnicheskix-izdelij-oborudovanie-i-texnologiya-iz-chego-delayut-rezinu.html

Бизнес-идея: производство каучука

Вложения: от 1,6 млн рублей

Окупаемость: от 5 месяцев

Каучук повсеместно используется практически во всех сферах жизни. Данный материал применяется для изготовления шин, браслетов, ремешков от часов и т.д.

Каучуковый бизнес может стать стабильным источником постоянного дохода, если правильно подойти к вопросу организации предприятия.

Рассмотрим подробно, что необходимо, чтобы наладить изготовление каучука и извлечь из этого максимальную прибыль.

Концепция бизнеса

Можно производить как природный, так и синтетический каучук. Природный каучук не растворяется, не набухает и не взаимодействует с такими веществами, как вода, бензин, ацетон, спирт и так далее. Но если он будет находиться в комнатной температуре, то начинается процесс старения.

Другими словами – начинает сморщиваться и не подходит для дальнейшего использования. Это происходит по одной простой причине, в такой ситуации к каучуку присоединяется кислород, эластичность его уменьшается, а прочность становится все меньше.

Обратное действие происходит, если каучук соединяется с серой.

Чтобы синтетический каучук был качественным и пригодным для работы, при производстве необходимо пользоваться большим количеством разных добавок. В большинстве случаев его изготавливают на специализированных заводах и предприятиях.

Что потребуется для реализации?

В первую очередь необходимо четко определиться, с какой сферой бизнеса вы планируете сотрудничать в дальнейшем. Есть вариант выбрать более узкую направленность и создавать материал с учетом потребностей клиента.

Однако наиболее безопасным и выгодным, особенно на старте, является производство каучука в рулонах.

Обратите внимание

Подобное изделие может быть использовано в различных сферах, соответственно, и найти потенциального покупателя будет в разы проще.

Также необходимо определить, синтетический или природный каучук планируется изготавливать. Несмотря на названия данных видов, отличаются они в основном методом, так как в двух вариантах придется применять специальные химические составы. На сегодняшний день производство синтетического каучука является наиболее прибыльным.

Пошаговая инструкция запуска

Для начала рассмотрим, какие шаги придется предпринять для старта.

  1. Регистрация компании. В зависимости от того, планируете ли вы в дальнейшем расширение бизнеса, привлечение дополнительных инвестиционных средств или нет, стоит выбрать одну из форм регистраций компании. Для начала рекомендуется оформить ИП, так как это занимает минимальное количество времени и средств. Для регистрации следует собрать пакет документов и сдать их в ближайшую налоговую службу. Спустя около 10-15 рабочих дней ваша компания будет зарегистрирована. Обойдется данная процедура в 3000 рублей.
  2. Аренда помещения. Для производства каучука вам понадобится большое помещение. Средняя площадь цеха не должна быть меньше 60 кв.м., следует подыскивать вариант с наличием складов для хранения. Особое внимание уделите охране. Если нет установленных камер, то следует подключить сигнализацию. Что касается расположения офиса, то выбирать стоит по стоимости наиболее оптимальные предложения.
  3. Прием на работу сотрудников. В первое время обязательно необходимо нанять профессионального технолога с опытом работы. Помимо этого понадобится рабочий и администратор, который будет пристально следить за рабочим процессом, осуществлять закупки, сдавать налоговые декларации и т.д.
  4. Закупка оборудования. Рекомендуется на первое время выбрать б/у варианты, так как это позволить снизить в несколько раз предварительные расходы. Для изготовления подобных изделий необходима закупка двух видов оборудования: каландры и экструдера. Именно с их помощью изготавливаются готовые каучуковые листы. Стоимость нового оборудования составит минимум 1,5 млн рублей. Значительно сэкономить можно, выбрав б/у вариант. В таком случае потратить придется около 800 тысяч. В качестве сырья применяются фракции сырой нефти. Приобрести соответствующий материал для первой партии придется минимум на 50 тысяч рублей.
  5. Запуск. Выпустив на рынок первую партию, вы сможете привлечь как оптовых, так и розничных клиентов. Для этого необходимо создать красивую рекламную кампанию и активно продвигать продукт.

Финансовые расчеты

Рассмотрим бизнес с финансовой стороны.

Стартовый капитал

Для начала производства необходимо будет потратить:

  • открытие ИП – 3 000;
  • зарплаты за первый месяц – 60 000;
  • закупка оборудования – 900 тысяч;
  • закупка материала – 50 тысяч;
  • аренда помещения – 30 тысяч.
Читайте также:  Производство кресел для офиса: оборудование + технология изготовления 2019

Итог – около 1,5 млн рублей.

Ежемесячные расходы

Также каждый месяц будут следующие расходы:

  • коммунальные платежи – 5 тысяч;
  • зарплаты – 60 тысяч;
  • закупка материала – 100 тысяч;
  • аренда помещения – 30 тысяч.

Итого – около 200 тысяч рублей.

Сколько можно заработать?

Данный бизнес дает возможность заработать в два-три раза больше вложенных денег. К примеру, потратив 10 тысяч рублей на производство синтетического каучука, вы сможете продать готовый продукт за 30 тысяч рублей.

Таким образом, если ежемесячно производить средние объемы и вкладывать в дело до 100 тыс. рублей, то доход в среднем будет до 300 тысяч рублей.

Сроки окупаемости

Если подробно изучить представленную схему работы, то становится очевидно – окупить вложенные средства и выйти на чистую прибыль можно будет в среднем спустя 5-6 месяцев работы. Учитывая, что основной вклад – это закупка оборудования, такой вариант крайне выгоден.

Риски и минусы бизнеса

Основным риском данного производства являются довольно крупные вложения на первом этапе. Естественно, если по каким-либо причинам бизнес не будет приносить должного дохода, можно всегда продать оборудования дешевле и выйти, если не в плюс, то хотя бы не в сильный минус.

Заключение

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод — хотя производство каучука и требует серьезных вложений, полученная прибыль в разы окупит все затраты и выведет на серьезную прибыль при правильном ведении бизнеса.

Источник: https://zapusti.biz/biznes-idei/proizvodstvo-kauchuka

Способы получения искусственного каучука

Для изготовления искусственного каучука почти всегда применяют растительные масла, особенно различные сорта репного масла (но не льняного).

Различают два сорта искусственного каучука: белый и коричневый.

От первого требуются чисто белый цвет, сухая и эластичная структура, отсутствие всяких химически активных веществ и возможно малое содержание серы и серных соединений.

Белый каучук

Для изготовления белого каучука лучше всего пользоваться очищенным рапсовым маслом, причем для каждой операции следует брать не очень большое его количество, например не больше 30 кг.

Масло помещают в неглубокий сосуд из эмалированного железа и в него втирают 17% хлористой серы, которая не должна показывать и признаков разложения (например, выделение серы).

Эта операция, во избежание вредного действия на дыхание паров хлорной серы и развивающейся серной кислоты, должна производиться в хорошо вентилируемом помещении или еще лучше на открытом воздухе.

После добавления всего количества хлорной серы перемешивание массы деревянной лопаткой еще продолжается: масса понемногу темнеет, теряет свою прозрачность и, при употреблении хороших сортов масла, получает зеленоватый оттенок; затем она нагревается и испускает пары соляной кислоты, сернистого газа и воды; через 10-15 минут (чем медленней идет реакция, тем лучше) она начинает густеть и после этого уже через минуту вполне застывает.

Затвердевшая масса измельчается, и куски пропускаются несколько раз через пару валов, причем каждый раз валы сближаются все больше, так что после 3-4-го раза вся масса выходит основательно промятой.

Теплый еще состав раскладывается тонким слоем на особых палках и проветривается в течение нескольких недель, до полной потери острого запаха. Для изготовления белого искусственного каучука требуется добавить к маслу не менее 17% серы; при уменьшении этой пропорции всего на 0,5% масса остается клейкой.

Если же масло берется не лучшего качества или хлорная сера влажная, то последней следует добавить больше (но не более 18%). Из этого видно, что отвешивание серы должно производиться очень тщательно. Пропорция ее определяется каждый раз опытным путем на небольшой пробе (около 1 кг) масла.

Коричневый каучук

Коричневый каучук, которого существует очень много сортов, изготовляется из масла и серного цвета. Лучшие из них обладают удельным весом ниже 1; первое место занимает так называемый «para francais», имеющий наименьшее содержание серы и обладающий требуемой эластичностью.

Для простых сортов берется обычно рапсовое масло, подвергнутое предварительному окислению воздухом при 130-140oC; при этой операции масло сначала нагревается в течение 24 часов без доступа воздуха для удаления воды, а затем в него, при нагревании же, вводится струя воздуха через трубку, доходящую почти до дна сосуда; обработка воздухом длится 5-6 дней, после чего масло образует с 20% серы красивый каучук.

Соединение масла с серой происходит при 160oC в котле непосредственно над огнем при постоянном перемешивании.

Важно

Через час, когда вся сера распределилась в масле, перемешивание прекращается, но нагревание продолжается еще час-два, так как химическое соединение между серой и маслом происходит очень медленно.

К концу реакции масло начинает пениться и нагревание должно быть немедленно прервано; пена постепенно снимается и кладется во второй сосуд, где она скоро застывает, после чего твердая масса обрабатывается валами на холоде, а не в тепле, как белый каучук.

Вместо рапсового масла часто употребляется также рицинное (касторовое) масло, дающее, однако, каучук более низкого сорта.

Для изготовления «плавающих сортов» каучука, т.е. обладающих удельным весом ниже 1, подходит только смесь рицинного масла с каким-нибудь минеральным; так, например, отличный каучук получается путем нагревания рицинного масла и серы с 1/3 (веса первого) смеси 5 г светлого минерального масла и 1 части парафина.

Если требуется особенно тягучий продукт, окрашенный в темный цвет, то половина указанной минеральной смеси заменяется смесью из 4 частей асфальта и 1 части парафина, вместо парафина употребляется также церезин или вазелин.

Способ №2

Предлагаемый новейший способ получения состава, сходного с каучуком или гуттаперчей, состоит в обработке смеси из желатина, двухромовокалиевой соли и глицерина.

Эти материалы, для замедления действия хромпика на желатин, смешиваются в безводном состоянии; при таких условиях означенное химическое действие происходит так медленно, что состав может быть отформован или обработан сообразно предполагаемой цели; после этого химическое действие может быть усилено посредством нагревания.

Для приготовления состава желатин и хромпик берутся в виде тонкого, совершенно сухого порошка в пропорции около 10 частей желатина на одну часть хромпика и тщательно перемешиваются. К этому добавляют безводный глицерин, причем пропорция регулируется в зависимости от требуемой гибкости или эластичности продукта.

Полученный таким образом состав формуется или обрабатывается для придания продукту желаемого размера, формы или вида и затем подвергается сильному нагреванию.

Для облегчения формовки состав после смешивания материалов может быть перемешан или перекатан через вальцы.

Если нужно увеличить или уменьшить объем или эластичность продукта, то состав может быть смешан с каким-либо нейтральным веществом в порошкообразном или зернистом виде. Например, если требуется увеличить объем без соответствующего увеличения веса, то в качестве добавочного материала можно употребить пробку.

Для приготовления вышеуказанного состава можно также сначала смешивать порошкообразный хромпик с безводным глицерином и потом уже добавлять порошкообразный желатин.

Употребление составных частей в сухом состоянии имеет следующие преимущества:

  • не происходит уменьшения объема вследствие выпаривания, так как размер и вес изготовляемого предмета точно определены заранее;
  • нет потери времени на высушивание или выпаривание, благодаря чему предметы могут быть изготовлены в короткое время;
  • химическое взаимодействие между хромпиком и желатином, т.е. окисление, совершается, как уже сказано, весьма медленно, оставляя достаточно времени для формования или иной обработки массы.

Способ №3

Это пластическое вещество, применяемое вместо каучука, известно под названием текстилоида и получается следующим образом: любое масло обрабатывают углекислым металлом (преимущественно углекислым свинцом) и азотной кислотой; жидкость сливают, остаток насыщают щелочью, полученное мыло разлагают кислотами; выделяемое смолообразное вещество очищают растворением в спирте, эфире и т.п. и выпариванием растворителя.

Массу растворяют затем в каком либо растворителе и примешивают (можно и не растворять, а прямо примешивать) следующие вещества: окись цинка, магнезию, каолин и другие окиси металлов и земли, смолы, целлюлозу (бумажную массу или древесные опилки), нитроцеллюлозу, альбумин, желатин, фибрин и др. в окисленном состоянии.

Текстилоиду можно придать любую форму, так что он вполне заменяет каучук. Он применяется для выделывания клеенки, кожи, линолеума, искусственного янтаря, слоновой кости и т.д.

Способ №4

В открытом сосуде, при постоянном помешивании и постоянном накачивании воздуха, растворяют 1 часть старого каучука (обрезки, испорченный каучуковый товар) в 4-12 частях масла (особенно льняного) или остатков масла.

После полного растворения с помощью отстаивания от массы отделяют нерастворенные ее части. Затем добавляют к раствору немного сурика и выпаривают до тех пор, пока масса не станет липкой (выпаривание продолжается 2-6 часов); после этого ее охлаждают и в таком виде она поступает в продажу.

Массу эту можно употреблять как обыкновенный каучук для выделки различных предметов, для изготовления линолеума, а в смеси с песком и для брезентов.

Источник: http://electro-shema.ru/handmade/iskusstvennyj-kauchuk.html

Сбор латекса и производство натурального каучука. Производство натурального каучука

ГлавнаяРазноеПроизводство натурального каучука

Каучук, говоря сухим языком, это полимер, натурального происхождения, в основании которого лежит полиизопрен. После проведения операции вулканизации из него получают резину.

Природный каучук

Натуральный каучук применяют при изготовлении покрышек, амортизирующих устройств, санитарных и гигиенических предметов.

История открытия натурального каучука

Человечество знает это сырье достаточно давно, по крайней мере, южноамериканские инки еще до прибытия на материк Христофора Колумба играли в мяч, сделанный из обработанного латекса.

Этот материал добывался из сока дерева под названием Гевея. Изначально он обладает белым цветом, но с течением времени, он начинает твердеть и менять цвет на темно-коричневый или черный.

Индейцы уже в те времена применяли его для изготовления тканей, обуви, емкостей для переноса и хранения воды и, конечно, использовали шарики, сделанные из этого материала, для развлечения.

Но предметы, изготовленные из натурального качества в теплую погоду, начинали прилипать, а в холодную становились очень хрупкими.

После того, как испанские моряки привезли натуральный каучук привезли в Старый свет, прошло более 300 лет, прежде чем его начали рассматривать, но как диковинный материал, а как сырье для производства разного типа продукции.

Совет

Предпринимались разные попытки изготовления обуви и одежды и, как правило, все кончалось неудачей. Это длилось до 1839 года, пока ученый Чарльз Гудьир (Charles Goodyear) не открыл процесс вулканизации каучука.

На основании результатов ранее проведенных исследований, он провел эксперимент – на каучук нанес слой серы и положил на разогретую печь. Результатом такого эксперимента стало появление первого в мире образца резины.

Этот процесс назвали вулканизацией.

История открытия натурального каучука

Изобретение процесса вулканизации привело к массовому внедрению натурального каучука. Уже с середины XIX века процесс производства изделий из резины принял массовый характер и того сырья, которое добывали из гевеи стало не хватать, не смотря на то, на острове Ява, Суматра были основаны плантации на котором выращивали это растение.

Читайте также:  Производство стали: оборудование + технология изготовления 2019

Таким образом, перед химиками встала задача по получению материала, способного заменить натуральное сырье. На решение этой задачи ушел целый век. В процессе, проводившихся исследований, которые проводились во многих странах, стало ясно, что для получения заменителя необходимо устранить следующие проблемы:

  1. Синтезировать изопрен из других материалов.
  2. Осуществить полимеризацию полученного изопрена.
  3. Выявить вещества, способные оставить распад каучука.

Лишь в тридцатых годах ХХ века ученые смогли создать установку по промышленному производству синтетического каучука. Кстати, сложно переоценить вклад отечественных ученых в решение задач по производству синтетического каучука.

Для синтеза искусственного сырья был использован дивинил, получаемый из спирта. То есть натуральный и синтетический каучук, производят на основе разных веществ.

Процесс производства натурального каучука

Производство натурального сырья основано на коагуляции латекса, так называют сок, выделяемый каучуконосами. Другими словами, в процессе производства, происходит укрупнение частиц мелкого размера, содержащихся в латексе в более крупные.

Получение натурального каучука

Как уже отмечалось, латекс, в том или ином виде содержится во многих растениях, прием он может находиться в корневой системе и стебле, такой каучук называют паренхимным, тот, который, содержится в листьях называют хлоренхимным, а тот, который находят в млечном соке называют латексным или латекс.

Практически весь натуральный каучук добывают из деревьев. С момента начала промышленной добычи этого сырья ни одно растение не превзошло гевею. Она изначально росла в Южной Америке и до сих пор из нее добывают 96% натурального продукта в мировой экономике.

Млечный сок, который несет в себе латекс начинают добывать из этого растения с момента достижения им 12 лет. Одно дерево может выдать от 3 до 7,5 кг продукта в год. Как только дерево перестает выделять сок, его удаляют с плантации и отправляют на переработку.

Латекс состоит из:

  • воды до 70%;
  • натурального каучука – 25 – 70%;
  • протеина и натуральных минералов 1 – 2 %.

Для добычи латекса на стволе растения выполняют надрез в виде буквы V, из него добывают порядка 45- 60 г сырья. Добытое молочко сливают в одну большой поддон. В нем добытое сырье отстаивают длительное время, и тут происходит реакция получения натурального каучука.

V-образный надрез на стволе дерева Гевея

Через определенное время молочко становится плотной массой, которую в последствии пропускают через валковый пресс. Это необходимо для избавления от лишней влаги. В итоге такой обработки образуется плотный брикет. На завершающем этапе, полученный полуфабрикат проходит сушку, и масса меняет цвет с белого на темный.

После сушки, полуфабрикаты готовят к отправке на предприятия по переработке натурального каучука. На них полученное сырье проходит операцию вулканизации каучука и происходит синтез готовой продукции – резины.

Обратите внимание

Промышленная революция, свершившаяся на рубеже XIX – XX веков вызвала рост потребности в каучуке. Это привело к тому, что стали появляться новые плантации и кроме Южной Америки гевею стали выращивать в Малайзии, во Вьетнаме и пр.

Производительность одного гектара плантации составляет порядка 1 – 2 тн каучука в год.

Промышленное применение

Самое массовое использование природного каучука на практике — это изготовление резины. В основе этого процесса лежит реакция вулканизации, разработанная еще в XIX веке.

Для получения резины, в сырье добавляют различные компоненты, способствующие образования длинномерных молекул, соединенных между собой поперечными связями. Такое строение и обеспечивает резине возможность сжатия и растяжения практически при любой температуре.

Промышленное применение натурального каучука

Продукт вулканизации – резина предназначается для применения различных отраслях. Е применяют для производства покрышек и камер для любой техники, работающей на колесном ходу.

Кроме того, каучук служит основой для производства различных уплотнений применяемых для работ по тепло-,гидро- и звукоизоляции. Без него не может обойтись и медицина, в частности при производстве перчаток, презервативов. Кроме того, множество изделий из него применяют в медицинских приборах и оборудовании.

Покрышки из натурального каучукаНатуральный каучук в роли уплотнителя

Каучук применяют и в такой отрасли как ракетная. Его используют как основу для производства твердого топлива для ракет. В частности он используется как топливо, а наполнителем выступает порошок селитры, а окислителем выступает перхлорат аммония.

Важнейшие виды натурального каучука

В 1969 году вступил в действие стандарт, регламентирующий качества природного продукта. В нем весь каучук разделен на 8 типов, состоящих из 35 сортов. К основным можно отнести:

  • рифленый смокед-шит, иногда его называют копченый лист;
  • светлый креп, он имеет светло-кремовый цвет и множество других.

Качество природного каучука оценивают по результатам осмотра и верификации его с эталонным образцом. Кроме этого, применяется классификация каучука в соответствии с техническими нормами и правилами. В них нормируются количества допустимых примесей.

Формы натурального каучука

Кроме природного каучука предприятия — изготовители проивзодят целую гамму продукции с разными технологическими параметрами и механическими характеристиками они могут быть произведены в различной форме, например, в порошкообразной форме. Компании-производители этого сырья постоянно ведут исследования в части улучшения качества природного каучука и роста отдачи каучуконосов.

Одна из разновидностей каучука – это гуттаперча, иногда ее называют балата. Ее добывают в Малайзии. Гуттаперча отличаеться меньшей эластичностью. Это вызвано тем, что она имеет другое строение макромолекул.

Эту разновидность каучука в начале ХХ века использовалась для изоляции морских кабелей связи. Надо отметить, что этот полимер не нашел массового использования в промышленности. В наши дни ее применяют для изготовлеия жевательной резинки.

Кроме этого ее применяют дантисты, для приготовления пломб. Еще одно применение гуттаперчи – изготовление мячей для гольфа.

Сорта марки RSS

Это изделие состоит из каучука, который обработали коагуляцией и просушенных при помощи дыма. После просушки, листы разделяют на три основных сорта. Сорт RSS1- это самый чистый продукт, но самым распространенным принято считать RSS3.

Самым чистым сортом является RSS1, однако наиболее распространенным является RSS3. Сорта этой группы применяют тогда, когда необходимо максимально твердое сырье. Каучук этой марки идет на изготовление покрышек, облицовку стен и пр.

Вместе с тем, эта марка считается самой трудной для обработки.

Производители натурального каучука руководствуются в своей работе нормативами TSR- Technically Specified Rubber – Технические Специализированные Каучуки. Эти нормы вступили в силу более 40 лет назад.

Важно

Этот нормативный документ регламентирует требования по качеству природного каучука, а также метода контроля каждого из существующих сортов продукции. В этом же документе предусмотрена единая система упаковки.

Готовую продукцию укладывают в кипы в плотную полиэтилен. Вес такой кипы не должен превышать 35 кг. Готовые кипы, в количестве 36 штук, помещают на европоддон и обматывают пленкой.

Вес такого поддона составляет 1260 кг.

В TSR внесены сорта природного каучука:

  • TSR CV сорт каучука со стабильной вязкостью;
  • TSR L сорт обладающей светлой окраской;
  • TSR 5, 10, 20 марки каучука синтезированного в результате коагуляции.

Все производители, которые производят и поставляют натуральный каучук, должны в обязательном порядке принять и следовать точным нормам для отдельных сортов продукции. В странах, где расположены самые крупные плантации, и мощности по производству каучука разработали и внедрили собственные нормы, на основании TSR, так в Индонезии работают нормы SIR, в Таиланде STR.

Сравнительные свойств каучуков и резин

Натуральный и синтетические каучуки нашли свое применение во многих отраслях промышленности, изделия из этих материалов мы каждый день видим на своей кухне или гараже. Проведем попытку сопоставления применяемости натурального и синтетического каучуков.

Основанием натурального каучука служит полиизопрен. Вулканизация позволяет изготавливать высококачественную резину, применяемую для изготовления покрышек, амортизационных устройств, предметов гигиены и санитарии.

Каучуки марки БСК (бутадиен-стирольные) тоже применяют для производства покрышек и камер для транспортных средств на колесном ходу. Кроме того из нее производят материалы, которые будут работать в условиях повышенной истираемости, например, ленты для конвейеров или подошвы для обуви. Еще один тип синтетических каучуков – изопреновый. Их применяют для изготовления спортивного инвентаря.

Кремнийорганические каучуки применяют для производства уплотнителей, иллюминаторов, трубопроводных систем для транспортировки воздуха с разной температурой.

Свойства этого синтетического материала позволяют его использовать для работы с маслами, топливом и пр.

Кроме этого, этот материал биоинертен, то есть не вступает в контакт с биологическими объектами и это позволяют его использовать для применения его для производства искусственных органов, например, эндопротезов.

Разработка и внедрение в серийное производство искусственных заменителей привело к расширению использования этих материалов в промышленности, строительстве и быту. Особенно это важно, потому что, многие параметры синтетических заменителей превосходят характеристики натуральных, например, стойкость к износу или воздействию УФ излучения.

Сравнительные свойства каучуков Расшифровка сравнительных свойств каучуков

Но это не означает, что работы по производству и исследованию натуральных каучуков прекращены.

Совет

Практически все компании, производящие натуральный продукт постоянно продолжают работы по его совершенствованию, модификации и повышению отдачи каучукового молочка с существующих плантаций.

Дело в том, что у натурального сырья есть определенные свойства, которые недоступны для синтетических аналогов.

Мировой кризис 2008 года, природные катаклизмы в азиатском и южноамериканских регионах привели к снижению производства натурального каучука на 4%, но с течением времени его производство восстановилось и постоянно, но с разным ускорением, стремится в верх. Среди мировых лидеров по потреблению этого продукта можно назвать КНР – свыше 4 000 тыс. тонн в год, Индию – свыше 1 000, но более 70% из этого объема приходится на долю натурального продукта.

Состав и строение натурального каучука

Природный каучук – это высокомолекулярный углеводород. Его молекулы содержат, так называемые двойные связи, обеспечивающие этому материалу химические свойства каучука

Состав природного каучука может быть описан формулой (C5H8)n, где n может равняться числу от 1000 до 3000. Эта формула говорит о том, что натуральный продукт  – это изопрен.

Состав и строение натурального каучука

Молекула этого материала имеет большую длину, но даже с использованием современных электронных оптических устройств полностью ее рассмотреть не удается. Диаметр каучуковой молекулы равен диаметру одной молекулы.

Если ее растянуть до определенного предела, то молекула примет зигзагообразную формулу. Это обеспечивают атомы углерода, которые являются основой этой молекулы.

Именно способность этого материала возвращаться в исходное положение обеспечивает такие качества, как прочность и эластичность.

Растяжение каучука приводит к тому, что его молекулы раздвигаются в направлении, приложенного усилия. Если от него избавиться, то молекулы вернуться в первоначальное состояние.

Другими словами, молекулы природного сырья представляют собой пружину и ее можно растянуть до некоего предела. Основной компонент каучука – углеводород, состоящий из атомов углерода и водорода.

Источник: https://carwheelblog.ru/raznoe/proizvodstvo-naturalnogo-kauchuka.html

Ссылка на основную публикацию