Из чего и как делают резину для колес вашего автомобиля

Из чего делают шины

Легким ответом на данный вопрос, конечно, будет то, что шины изготавливаются из резины. Но не интересно ли вам узнать, что же это – резина? Из чего она состоит? Как ее производят? Давайте разберем эту тему более подробно.

Виды резины

Авторезина может быть двух видов в зависимости от того, какой каучук использовался в ее производстве: натуральный или синтетического происхождения. Конечно, те шины, которые представлены в большинстве салонов именно синтетические. Качество их не хуже той резины, что производится из натурального каучука, а вот стоимость в разы ниже.

Что такое натуральный каучук?

Каучук – это природный ресурс, происхождению которого мы благодарны каучуковым деревьям, знакомым европейцам с 16 века. Среди них самые «популярные» — «кастилья», которую срубают, чтобы добыть этот важный ресурс, а также «гевея». На дереве «гевея», достигающем 40-50 метров в длину, делают насечки, из которых сочится натуральный каучук.

Другие элементы состава шин

Технический углерод, а другими словами «сажа», составляет 30% от общего объема раствора. Сажа в данной смеси выступает в роли связующего звена всех компонентов. Благодаря ей покрышки остаются прочными и выносливыми к различным нагрузкам долгое время. С повышением стоимости технического углерода некоторые производители переходят на кремниевую кислоту, которая является более выгодной альтернативой. Конечно, они имеют разницу не только в цене, но и в качестве, а если точнее, кремниевая кислота больше подвержена износу, но придает резине лучшее сцепление с дорожным покрытием.

Изоляционный материал, а точнее компаунд, изготавливается с добавлением масел и смол, которые смягчают резину. Это достаточно актуально при производстве зимних шин.

Что же выбирают производители?

При выборе шин не стоит полагаться на одну лишь рекламу с информацией о том, что в составе резины имеется кремниевая кислота или крахмал кукурузы. Качество покрышек зависит от оптимального исполнения, рецепта, оборудования, которым обладает создатель шин. С одним и тем же составом технические характеристики колес могут сильно отличаться друг от друга. У каждого производителя есть тот показатель, на который он ориентируется в момент изготовления резины. Это могут быть скоростные характеристики, долголетие резины или сцепление с дорогой. И уже от этих параметров будет зависеть качество и стоимость покрышек.

Лучшие инструкторы по вождению:

Изготовление резиновой смеси

Материал, из которого изготовлена покрышка, имеет первостепенное значение. Следует понимать, что шины различных производителей существенно отличаются в первую очередь свойствами резины, состав которой зачастую является коммерческой тайной. Столь серьёзный подход объясняется тем, что резиновая смесь определяет технические характеристики шин, включая:

• Уровень сцепления с дорогой.
• Долговечность и надежность.
• Сезонность и износостойкость.

Состав резины современных автопокрышек включает множество материалов и компонентов: всевозможных присадок и химических соединений, которые и определяют свойства и поведение шин. Подбором и комбинацией этих элементов занимаются целые лаборатории в каждой компании, ведь именно химические добавки и их дозировка позволяют изделию превзойти конкурентов. Базой же для всех служит обычная резина, состав которой ни для кого не является секретом. Она состоит из:

1. Каучука, который бывает изопреновым (натуральным) и синтетическим, и является основой резиновой смеси (от 40 до 50 процентов состава).
2. Технического углерода (промышленная сажа), благодаря молекулярным соединениям которого шина имеет не только чёрный цвет, но и становится прочной и устойчивой к износу и температурам (от 25 до 30 процентов состава).
3. Кремниевой кислоты, повышающей показатели сцепления покрышки с влажным покрытием, и применяемой в основном иностранными шинниками (примерно 10 процентов состава).
4. Смол и масел, выступающих вспомогательными составляющими для обеспечения мягкости и эластичности изделия (около 10-15 процентов состава).
5. Вулканизирующих агентов, роль которых чаще всего отводится соединениям серы и специальным активаторам.

Отметим, что российский каучук признан лучшим во всём мире, а потому востребован и применяется большинством ведущих мировых компаний-производителей. А поскольку синтетический каучук уступает натуральному по всем показателям, то в этой области РФ останется лидером ещё очень долго.

Хранение резиновых изделий

Шкафы для резиновых изделий должны иметь плотно закрывающиеся дверцы, гладкую внутреннюю поверхность. Жгуты, зонды хранятся в подвешенном состоянии на съемных вешалках, расположенных под крышкой шкафа. Резиновые грелки, накладные круги, пузыри для льда хранят слегка надутыми. Съемные резиновые части приборов необходимо хранить отдельно. Эластичные катетеры, перчатки, бужи, резиновые бинты, напальчники хранят в плотно закрытых коробках, пересыпав молотым тальком. Резиновые бинты пересыпают тальком по всей поверхности и хранят в скатанном виде.

Отдельно хранят прорезиненную ткань в рулонах, горизонтально подвешенную на стойках. Можно хранить её на полках, уложенной не более чем в 5 рядов. Эластичные лаковые бужи, катетеры, зонды хранят в сухом месте. Изделия бракуются, если появляется их клейкость и размягчение.

При потере эластичности резиновых перчаток их помещают в теплый 5%-ный раствор аммиака на 15 мин, затем разминают и помещают на 15 минут в 5%-ном водно-глицериновом растворе с температурой 40—50 °С.

Сырая резина — применение

Основное применение этого материала – это ремонтные работы. Кроме этого ее применяют для создания различных прокладок, применяемых в трубопроводной арматуре.

Для ремонта камер и покрышек чаще все применяют листовую резину. При этом необходимо соблюдать определенные технологические правила. В частности, края поврежденного места необходимо зачистить или с помощью напильника или грубой абразивной шкурки. После этого необходимо выровнять края поврежденного места. Место, на которое будет нанесена заплатка, должно быть обработано обезжиривающим составом.

После этого можно положить на поврежденное место кусок этого материала, его размер должен превышать размер поврежденного места. Уложенную заплатку надо зафиксировать с помощью струбцины и выполнить вулканизацию. Для этого можно использовать или серийно выпускаемый вулканизатор или самостоятельно изготовленный.

Шины с регулировкой давления

В некоторых шинах давление воздуха можно регулировать в случае изменений условий эксплуатации. Они созданы для экстремальных дорожных условий и полного отсутствия покрытия. Регулировка давления происходит изнутри кабины при помощи специального  привода.

Достоинства такой резины:

• высокая проходимость, большое пятно контакта с поверхностью;
• возможность передвижения по различным типам покрытия;
• малое давление на грунт;
• мягкий, плавный ход в условиях бездорожья;
• возможность непрекращающейся подкачки в случае прокола.

Используется резина с регулировкой давления преимущественно на специальной технике, которая передвигается по местности с различными дорожными условиями. Это грузовые автомобили, например КАМАЗ, Урал, а также вездеходы и военная техника.

Большой ассортимент и приемлемые цены на грузовые шины.

На боковой части присутствует указание минимальных и максимальных показателей давления.

Минимальные и максимальные показатели давления

Стоимость покрышки с регулировкой давления довольно высока. Она зависит от конкретного производителя и стартует от 280 долларов за одно колесо.

Основные маркировки

Как вы знаете, на боковых поверхностях шин маркировка имеет множество параметров. К основным параметрам, обязательно включаемым в обозначение маркировки включает в себя:

• производитель (название фирмы);
• модель покрышки и торговая марка (производитель может иметь много торговых марок);
• размер шины;
• индекс максимальной нагрузки;
• индекс скорости;
• назначение;
• уровень защиты;
• сезон (зима, лето, всесезонная);
• дополнительная информация.

Рассмотрим подробнее, что включает в себя каждые перечисленные выше пункты:

• Производитель. Обозначается большими буквами. В настоящее время существуют огромное количество производителей качественных автомобильных шин.
• Модели и торговая марка. Производители для покрышек для машин могут иметь много торговых марок.
• Размер покрышки. Это самое основное, что нужно знать при выборе покрышек. Возьмем в качестве примера такой шифр в маркировке — 195 / 60 R 14. Первое число 195 — это ширина профиля шины в миллиметрах, то есть это расстояние между внешними границами боковых граней накаченного колеса, но без учета защитных поясов. Второе число, которое после дроби, 60 — это отношение высоты профиля к его ширине в процентах. В примере данного обозначения получается 195 * 0,6 = 117 мм. Латинская буква R означает, что шина радиального типа (Radial). Еще диагональный тип покрышки, но сейчас используют почти все шины радиального типа. И, что касается последнего числа в данном обозначении, то есть 14, он обозначает посадочный диаметр, то есть диаметр диска в дюймах. Есть шифры в маркировке, где после обозначения посадочного диаметра указывается буква С (comercial), которая говорит о том, что шина имеет дополнительные слои. Такие шины можно использовать для небольших грузовиков, джипов, микроавтобусов, фургонов. В последние годы индекс грузоподъемности обозначают двумя числами, первая из которых дает информацию о том, какую нагрузку можно использовать для одного колеса, вторая — для сдвоенных колес.

Есть модели покрышек, на которых в маркировке не обозначается соотношение шириной и высотой профиля в процентах. Если нет обозначения, то необходимо знать, что соотношение находится от 0,8 до 0,82. Если значение меньше 0.8, то оно всегда указывается на шине с шагом 0.05.

Пример обозначения маркировки шин в США

35/12.5 R15 113Q расшифровывается маркировка следующим образом:

1. Внешний диаметр шины в дюймах — 35.
2. Номинальная ширина в дюймах — 12,5.

Все остальные параметры расшифровываются также, как было рассмотрено на примере выше. Основное отличие — это первые два параметра, которые в США измеряются в дюймах, а в России и СНГ — в миллиметрах.

* — рекомендуемый профиль обода для данной покрышки.

Индекс максимально допустимой нагрузки (Load Index)

Индекс максимальной нагрузки — это максимальная масса, которую может выдержать шина. В маркировке цифры не показывают конкретную массу, это шифр. Примерный расчет будет такой: полную массу транспортного средства делим на 4 и получаем максимально допустимую массу на покрышку колеса. В маркировке шин индекс нагрузки указывается сразу после обозначения размера.

Для легковых автомашин — зная индекс нагрузки, необходимо придерживаться правила, чтобы не нагружать массу автомобиля до того, как нагрузка станет больше 80% от допустимой нагрузки на шину.

Для внедорожников — не более 70%.

Этапы процесса изготовления резиновых изделий

Промышленное изготовление резины начинается с процесса пластификации сырья, то есть каучука. На этом этапе обретается главное качество будущей резины – пластичность. Посредством механической и термической обработки каучук смягчается до определенной степени. Из полученной основы в дальнейшем будет осуществлено производство резины, но перед этим пластифицированная смесь подвергается модификации рассмотренными выше добавками. На этой стадии формируется резиновый состав, в который добавляют серу и другие активные компоненты для улучшения характеристик состава.

Важным этапом перед вулканизацией является и каландрование. По сути, это формование сырой каучуковой смеси, прошедшей обогащение добавками. Выбор способа каландрирования определяет конкретная технология. Производство резины на этом этапе может предполагать также и выполнение экструзии. Если обычное каландрование ставит целью создание простых резиновых форм, то экструзия позволяет выполнять сложные изделия в виде шлангов, кольцевых уплотнителей, протекторов для автомобильных шин и т. д.

Подбор компонентов шины

Конструкция автомобильной покрышки напоминает пирог, слои которого последовательно накладываются друг на друга. Помимо резиновой смеси покрышка состоит из:

• стального брекера;
• текстильного корда, который также проходит процесс обрезинивания;
• стальных бортовых колец.

В общей сложности могут применяться до 30 элементов, позволяющих усилить готовую конструкцию.

На этой стадии нужно подготовить резиновые заготовки, нарезанные по требованиям геометрии конструкции. Эти элементы изготавливают в цеху перемешивания в специальных низкотемпературных печах.

Отдельно изготавливается протектор из более прочной резины с нанесением нужного рисунка. Для этого используются экструдеры, которые формируют ленту, и оборудование для нарезки протектора под углом.

Изготовление резины

Выделяют три основных неизменных этапа, если готовится сырая резина. Инструкция и технология простые, требующие несложного оборудования. Последовательно выполняются:

• подогрев каучука;
• смешивание с добавками;
• формовка.

Натуральный каучук, постояв некоторое время и перебродив, превращается в густую вязкую массу. Искусственный сразу производится в таком виде. Перед применением его разминают подобно тесту и подогревают до 50 градусов. В таком состоянии он теряет свою упругость, становится податливым и мягким и способным смешиваться с другими веществами.

Компоненты будущей резины засыпают в шнековую машину для перемешивания. Пропорции и добавки берутся в зависимости от запланированных качеств. Все марки производимой сырой резины стандартизированы, и количество каждого материала указано в процентах. Остается только пересчитать в соотношении к имеющейся массе каучука.

Применение

Резина используется в производстве автомобильных, мотоциклетных и велосипедных шин, резино-технических изделий, — это транспортёрные ленты, приводные ремни, напорные и напорно-всасывающие рукава, дюритовые изделия, технические пластины, резиновые кольца различных уплотнителей, виброизоляторов и вибродемпферов, а также резиновых напольных покрытий и резиновой обуви например, сапог, галош.

Из резины изготавливаются презервативы (средство контрацепции), медицинские и защитные перчатки, специальные костюмы для войск РХБЗ и гражданской обороны (шлем-маски противогазов, ОЗК, Л-1 и т. д.).

В чём преимущество силиконовой приманки, изготовленной самостоятельно

Прежде чем перейти к описанию организации технологии производства, целью которой являются cиликоновые приманки своими руками, остановимся на преимуществах такого вида работы. Несомненно, главным достоинством рыболовы считают дешевизну процесса, но дело не только в бюджетной составляющей выпуска самоделки.

Насадку можно изготовить определённого размера и массы, а также и формы, иногда креативно подходя к делу, отливая фантазийные экземпляры, отличающиеся эксклюзивностью и неповторимостью. Самоделку можно наделить цветовыми оттенками, которых не найти у заводских насадок, дополнить материал флуоресцирующими составами и нужным под условия ловли и предпочтения рыбы аттрактантом выпустив так называемую съедобную резину.

Ещё одно достоинство самостоятельного выпуска насадки — это применения в качестве сырья отживших свой век заводских приманок, у которых в результате успешного лова или частых атак хищника появились критические повреждения не поддающиеся ремонту, способному восстановить первоначальные настройки игры мягкой насадки. Считаем, что даже этих вышеперечисленных достоинств вполне достаточно, чтобы попробовать начать литьё силиконовых насад самостоятельно в домашних условиях, пополняя свой ловчий арсенал.

Применение резины

Резины широко используют в технике, сельском хозяйстве, быту, медицине, строительстве, спорте. Ассортимент резиновых изделий насчитывает более 60 тыс. наименований. Среди них: шины, транспортные ленты, приводные ремни, рукава, амортизаторы, уплотнители, сальники, манжеты, кольца и др., кабельные изделия, обувь, ковры, трубки, покрытия и облицовочные материалы, прорезиненные ткани, герметики и др. Более половины объема вырабатываемой резины используется в производстве шин.

Мировое производство резиновых изделий более 20 млн. т/год (1987).

Лит.: Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М., 1971; Кузьминский А.С., Кавун С.М., Кирпичев В.П., Физико-химические основы получения, переработки и применения эластомеров, М., 1976; Энциклопедия полимеров, т. 3, М., 1977, с. 313-25; Кошелев Ф.Ф., Корнев А.Е., Буканов А.М., Общая технология резины, 4 изд., М., 1978; Догадкин Б.А., Донцов А.А., Шершнев В.А., Химия эластомеров, 2 изд., М., 1981; Федюкин Д.Л., Махлис Ф.А., Технические и технологические свойства резин, М., 1985; Применение резиновых технических изделий в народном хозяйстве. Справочное пособие, М., 1986; Зуев Ю.С., Дегтева Т.Г., Стойкость эластомеров в эксплуатационных условиях, М., 1986; Лепетов В.А., Юрцев Л.Н., Расчеты и конструирование резиновых изделий, 3 изд., Л., 1987.

Ф.Е. Куперман.

Основное составляющее вещество

Любое изделие из резины имеет в своем составе каучук – эластичное вещество, которое может быть либо природного, либо искусственного происхождения. Натуральный каучук – это застывший сок каучуковых деревьев. Он имеет большую ценность, так как он является основой, из чего изготовлена автомобильная шина. Кроме натурального, применяется еще и искусственный каучук, который намного дешевле в производстве. Также в состав любых автомобильных покрышек входит сажа (технический углерод).

Основное предназначение сажи – укрепляющие свойства. Она влияет на следующие характеристики резины: долговечность, прочность, износостойкость. Со временем резина всегда тускнеет и тогда в целях улучшения внешнего вида применяется чернитель шин. Также в целях удешевления производства используют кремниевую кислоту, которая улучшает сцепление колес с влажным покрытием, при этом снижается общий ресурс шины.

Что касается состава, то вся автомобильная резина всегда содержит эти основные компоненты, а различия обеспечивают разнообразные присадки и добавки, которые в общем случае улучшают следующие характеристики:

• Снижение трения качения и увеличение скоростных характеристик;
• Устойчивость к истиранию;
• Повышение сцепления с дорожной поверхностью.

Технология создания автомобильной резины

Летние и зимние покрышки, как известно, отличаются своей жесткостью. Чтобы автомобильная шина стала более жесткой и устойчивой к истиранию, для нее используют искусственный каучук. Зимние покрышки, напротив, изготавливают из натурального каучука, который не позволяет покрышкам «дубеть» на морозе. Конечно, можно при помощи специальных смол и добавок добиться схожего эффекта с ненатуральным материалом, но они по своим характеристикам никогда не догонят натуральный продукт. К тому же износ шин будет более быстрым.

Сам процесс изготовления резиновых покрышек довольно долгий и трудоемкий. Вначале собранный сок каучуковых деревьев помещают в большие ванны с кислотой на несколько часов для того, чтобы он затвердел. Полученный материал называется латексом. Из него убирают лишнюю воду и пропускают через валы для получения широкой плоской ленты, которая затем измельчается и в результате образуется легкая воздушная масса, которую после обжига превращают в блоки.

После этого блоки помещаются в специальный котел, в который добавляются различные дополнительные компоненты. Именно они придают автомобильной резине различия в характеристиках. Пропорции и количество добавок являются собственной разработкой компаний-производителей и именно в этом заключается все различие в многообразии шин. При этом покрышку, по сути, производитель сделал из единственного исходного материала, подобно тому, как торт, по сути, сделан из муки. Однако многочисленные разработки, исследования и засекреченные элементы позволяют при равной себестоимости обойти конкурентов по потребительским характеристикам.

Смесь резиновых блоков и добавок перемешивается и разогревается, в результате чего она превращается в настоящую резину. Ее вторично раскатывают на полосы, а затем дают остыть.

Производство резины

Резина изготовляется методом вулканизации каучука с добавлением смесей. Обычно 20-60% перерабатываемой массы составляет каучук. Другие компоненты резиновой смеси – наполнители, вулканизующие вещества, ускорители, пластификаторы, противостарители. В состав массы могут также добавляться красители, душистые вещества, модификаторы, антипирены и другие компоненты. Набор компонентов определяется требуемыми свойствами, условиями эксплуатации, технологией использования готового резинового изделия и экономическими расчетами. Таким способом создается высококачественная резина.

Из чего делают резиновые полуфабрикаты? Для этой цели на производствах применяется технология смешивания каучука с другими компонентами в специальных смесителях или вальцах, предназначенных для изготовления полуфабрикатов, с последующей порезкой и раскройкой. В производственном цикле используются прессы, автоклавы, барабанные и тоннельные вулканизаторы. Резиновой смеси придается высокая пластичность, благодаря которой будущее изделие приобретает необходимую форму.

Производство резинотехнических изделий

Прорезиненные ткани изготавливают из льняной, хлопчатобумажной или синтетической ткани пропиткой резиновым клеем (специальная резиновая смесь, растворённая в бензине, бензоле или другом подходящем легколетучем органическом растворителе. После испарения растворителя получается прорезиненная ткань.

Изготовление дюритовых рукавов — резиновых шлангов, армированных волокнистой или проволочной оплёткой происходит следующим образом: из каландрованной резиновой смеси вырезают полосы и накладывают их на металлический дорн, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру изготавливаемого рукава. Края полос смазывают резиновым клеем и прикатывают роликом, затем накладывают один или несколько парных слоев ткани либо оплетают металлической проволокой и промазывают их резиновым клеем, а сверху накладывают ещё слой резины. Далее собранную заготовку бинтуют увлажнённым бинтом и вулканизируют в автоклаве.

Перспективы бизнеса

Выгоду бизнеса по переработке шин трудно переоценить. Постоянное появление новых машин на рынке допускает практически неиссякаемый источник сырьевого материала – покрышки, подлежащие утилизации.

Но для них есть альтернативный вариант – получение крошки, которую при грамотном подходе можно применить для изготовления множества полезных предметов как для дома и дачи, так и для многих отраслей хозяйственной деятельности человека.

Специалисты подсчитали при имеющемся начальном капитале в 160 тыс. долларов период окупаемости составит около года, и затем прибыль в месяц будет составлять более 15 тыс. долларов.

Если вы интересуетесь оборудованием для механической переработки резины, то читайте наш материал о станках, линиях и заводах.

Что потребуется для отлива силикона

Изначально кажущаяся сложным делом, отливка силиконок на практике не такой уж и затратный и технологически трудоёмкий процесс. Производство достаточно легко организовать на собственной кухне имея под рукой газовую плиту или обычную микроволновку, объёмный одноразовый шприц или небольшую металлическую кружку с литьевым носиком и заранее подготовленную матричную форму.

Для приготовления матричной формы понадобится прикупить строительный гипс и заготовить аналог выпускаемого продукта для формирования требуемого под отливку слепка. Как правило, это заводская приманка, которую по итогу работы над матрицей наделяют дополнительными штрихами, влияющими на конечную форму. Нелишним в производстве работ станет наличие острого ножа и металлической лопатки, схожей по виду с инструментом для лепки изделий из пластилина и ординарной слесарной чертилки для возможностей нанесения рисок и рифлёностей на ещё сырой заготовке, не застывшей матричной формы.

Сырьём для производства послужат старые приманки или с нова приобретаемые силиконовые смеси, а также красители, флуоресцентные составы и блёстки, а также концентрированные аттрактанты. Вышеперечисленного небогатого скарба и материалов вполне достаточно для начала продуктивной работы.