Автомобильная шина прошла долгий путь от первого изобретения, которое было запатентовано в далеком 1846 году, до современного многообразия и технологического совершенства. Больше века назад в производству шин участвовал один единственный человек, а первые мануфактуры, фактории и конвейеры стали появляться десятилетиями позже. Это сейчас гигантские трансконтинентальные корпорации обладают собственными базами для тестирования, огромными производственными мощностями и штатом в десятки тысяч человек…
А 10 июня 1846 года в США выдали знаменательный для истории автомобилестроения патент под номером 10990, который закреплял за Робертом У. Томпсоном право на производство и установку первых в мире пневматических шин, с примитивным по современным меркам инженерным решением, которое было основано на воздушной камере из парусины, пропитанной для удержания воздуха раствором каучуковой массы и гуттаперчей.
Внешняя часть состояла из клепанных кусков дубленной кожи. Первые испытания нового изобретения состоялись в том же году, когда Томпсон установил шины на карету, а потом проверил уровень снижения тяги. Результаты были великолепны. Сила тяги уменьшалась на 38% при езде по пересеченной местности, а на не самом лучшем в мире дорожном покрытии почти на 70. К тому же путешествовать каретой на этих шинах было удобнее, мягче и тише. Правда, сразу же после смерти изобретателя об этих шинах забыли. Мир стал ждать появления нового гуру в области производства пневматических шин, пытаясь меньше ругаться во время тряски в каретах.
Самым мощным прорывом в области стал патент от 1888 года, который был выдан Джону Данлопу, имя которого сегодня знает, наверное, каждый школьник, который поиграл в любую игру про гонки. Именно фамилия Данлоп ассоциируется с появлением первой пневматической шины в таком виде, который мы привыкли ее видеть.
В 1887 году после многочисленных жалоб сына на неудобство велосипеда Джон Данлоп склеил два обруча из садового шланга, накачал их воздухом, а потом натянул на колесо велосипеда. Опять среди материалов фигурировала прорезиненная парусина. Успех этой шины Danlop был практически доказан во время исторической гонки на велосипедах, в которой ужасный велосипедист Уильям Хьюм на велосипеде с пневматическими покрышками с легкостью выиграл все заезды, в которых вообще решился участвовать. Этот успех стал основной причиной для Джона Данлопа (кроме, конечно же, проблем с деньгами в семье) организовать собственное небольшое производство шин в городе Дублин. Компания «Пневматическая шина и агентство Бута по продаже велосипедов» стала первой в мире компанией, которая начала изучать и производить пневматические шины на промышленном уровне.
Всего год спустя никому неизвестный инженер, работающий в компании Данлопа предложил отделить покрышку от камеры, а также армировать покрышку проволочными кольцами. В это же время был придуман первый способ монтажа и демонтажа шин, который стал прорывом для всех компаний по производству шин.
После этого всего пять лет понадобилось миру, чтобы французы Андре и Эдуард Мишелин (Michelin) изготовили первую в мире автомобильную шину, которая с трудом, но доехала до финиша. Это был сырой образец пневматической шины, который не учитывал множества внешних условий, а материал обладал огромным количеством внутренних напряжений, что привело к десяткам проколов на трассе, протяженной на 1200 км.
Всего год спустя в 1896 году Автомобиль Ланчестер был укомплектован шинами от Данлоп, которые постарались учесть ошибки конкурентов. Первые автомобильные шины в разы увеличили проходимость, комфорт, плавность и скорость автомобиля, но были неудобны с точки зрения монтажа. На установку шин уходил порой весь рабочий день. Конкуренция между производителями шин, растущий спрос, а также довольной быстрый рост цен на пневматические шины привели к постоянному поиску новых инженерных решений, что привело к появлению стандартизации, улучшения систем монтажа-демонтажа шин, а также появлению нововведений, которые используются и по сей день. Например, внедрение корда в шину из особо прочных нитей, новые системы крепежа, которые стали основной причиной валообразного роста шинной промышленности в начале двадцатого века.
Именно в этот период времени наиболее четко прослеживает динамика развития науки, влияющей на производство шин, в первую очередь химии. Самые первые шины были низкопрофильными, тонкими и походили на велосипедные. Это было связано не столько с особенностями моды того времени, сколько с отсутствием углеродных наполнителей для увеличения прочности и снижения внутренних напряжений, а также для придания более жесткой формы. Именно отсутствие углерода в составе резины обусловило белый и бежевый цвета шин в начале двадцатого века.
Однако уже в двадцатых-тридцатых годах двадцатого века углерод стал неотъемлемой частью состава резины наравне с каучуком, что привело к значительному увеличению высоты и ширины протектора. Это увеличило максимальную нагрузку на шину, позволив улучшить показатель грузоподъемности, а также повысило проходимость за счет увеличения пятна контакта протектора с дорогой. Шины из мягкого каучука, который из-за особой химической структуры смеси с углеродом имеют только радиальное направление нитей каркаса, а потому очень четко передают все неровности дороги на автомобиль. Это некомфортно и жестко.
Настоящим прорывом стало появление химических полимеров, которые позволили увеличить жесткость конструкции, не теряя в комфортности и проходимости, а также увеличивая нагрузку на шину. Диагональные шины становятся повсеместно используемыми.
Сейчас наука шагнула далеко вперед, а соревнования компаний между друг другом носят настолько детальный характер, что порой их даже трудно оценить обыкновенному покупателю. Доли секунды, граммы грузоподъемности, незаметные проценты увеличения тяги, снижения сопротивления качению. Цифры-цифры…
Материал подготовлен в «Покрышка.ру»
Дата публикации: 17.02.2011.
Внимание! Все содержимое этого сайта охраняется законодательством об интеллектуальной собственности (Роспатент, свидетельство о рег. №2006612529). Установка гиперссылки на материалы сайта не рассматривается как нарушением прав и согласования не требует. Юридическая поддержка сайта - юр.фирма «Интернет и Право».
Дополнительно
На вопрос Кто придумал резину? заданный автором Yana Mashinskaya
лучший ответ это История каучука началась со времен Великих географических открытий. Когда Колумб вернулся в Испанию, он привез из Нового Света множество диковин. Одной из них был эластичный мяч из «древесной смолы» , который отличался удивительной прыгучестью. Индейцы делали такие мячи из белого сока растения гевея, растущего на берегах р. Амазонки.
Сок гевеи индейцы называли «каучу» – слезы млечного дерева («кау» – дерево, «учу» – течь, плакать). От этого слова образовалось современное название материала – каучук. Кроме эластичных мячей индейцы делали из каучука непромокаемые ткани, обувь, сосуды для воды, ярко раскрашенные шарики – детские игрушки.
В Европе забыли про южноамериканскую диковинку до 18 в. , когда члены французской экспедиции в Южной Америке обнаружили дерево, выделяющее удивительную, затвердевающую на воздухе смолу, которой дали название «резина» (по латыни resina – смола). В 1738 французский исследователь Ш. Кондамин представил в Парижской академии наук образцы каучука, изделия из него и описание способов добычи в странах Южной Америки.
Если Вы имеете в виду автомобильные шины, то
Первая в мире резиновая шина была сделана Робертом Уильямом Томсоном. В патенте № 10990, датированным 10 июня 1846 г. , написано: «Суть моего изобретения состоит в применении эластичных опорных поверхностей вокруг ободьев колес экипажей с целью уменьшения силы, необходимой для того, чтобы тянуть экипажи, тем самым, облегчая движение и уменьшая шум, который они создают при движении» .
В 1888 г. идея пневматической шины возникла вновь. Новым изобретателем был шотландец Джон Данлоп, чье имя известно в мире как автора пневматической шины. Дж. Б. Данлоп придумал в 1887 г. надеть на колесо трехколесного велосипеда своего 10-летнего сына широкие обручи, сделанные из шланга для поливки сада, и надуть их воздухом. 23 июля 1888 г. Дж. Б. Данлопу был выдан патент № 10607 на изобретение, а приоритет на применение «пневматического обруча» для транспортных средств подтверждал следующий патент от 31 августа того же года. Камера из резины крепилась на обод металлического колоса со спицами обматыванием ее вместе с ободом прорезиненной парусиной, образующей каркас шины, в промежутках между спицами.
Ответ от Абдула Рашидович
[гуру]
товаришь Гудьер. в англии.
Ответ от Sergey F
[гуру]
помоему наши учённые.. в промышленных целях.. а так резина существует очнь давно
ещё тузмцы получали её путём сбора млечного сока дерева гивеи, который застывал
на теле.. после чего его собирали снимая с себя как вторую кожу)
Ответ от Куско
[новичек]
Первый промышленный синтетический каучук (резина) был получен в России в 1931 г. Профессор С. В. Лебедев открыл экономичный способ производства бутадиена из этилового спирта и осуществил полимеризацию бутадиена по радикальному механизму в присутствии металлического натрия
А натуральный каучук издавна из деревьев получали 🙂
Изобретатель
: Чарльз Гудиер
Страна
: США
Время изобретения
: 1839 г.
Еще испанские конкистадоры привезли из Южной Америки чудесные изделия (эластичные мячи, непромокаемую обувь). Индейцы изготавливали их из застывшего млечного сока гевеи. Делалось это просто. Например, чтобы изготовить мяч, они обмазывали круглый предмет соком слой за слоем по мере его застывания. Когда получался достаточно толстый слой, форму удаляли. Подобным образом делали и непромокаемую обувь, причем колодкой служили собственные ноги. Материал этот жители Бразилии называли «каучу» («кау» - дерево, «учу» - плакать), а ныне он известен как каучук.
Серьезное внимание на каучук обратили лишь после того, как французский инженер из Кайенны Франсуа Фрейсине доставил в Парижскую академию наук из Южной Америки каучук, изделия из него и описание 
способов его добычи. Его записка и образцы попали в руки исследователя Шарля Мари де ля Кондамина, который использовал эти образцы, чтобы укрывать от дождя инструменты. В 1751 г. Кондамин сообщил о записке Ф.Фрейсине Парижской академии наук.
Долгое время каучук использовали преимущественно для изготовления мягких игрушек, пробовали им покрывать обувь, чтобы сделать ее водонепроницаемой. Каучук попытались использовать и для шин повозок, но материал был очень мягок и легко стирался о покрытие дороги. Кроме того, в жару он становился липким, а в мороз - хрупким.
Английский химик и изобретатель Чарльз Макинтош (1766-1843) нашел новое применение каучуку. Он изготовил плащ из двух слоев материи, связанных раствором каучука в нефтяных углеводородах, и начал выпуск непромокаемых пальто, названных впоследствии его именем. В 1823 г. Ч.Макинтош 
получил патент на это изобретение. Но и макинтоши портились при высокой и низкой , поэтому каучуковая промышленность переживала период упадка.
Многие исследователи пытались устранить недостатки каучука, сохранив его достоинства, но безуспешно. Наконец, это удалось американскому изобретателю Чарльзу Гудиеру (Charles Goodyear).
Чарльз Гудиер (29.12. 1800 — 1.07.1860) родился в Нью-Хейвене, штат Коннектикут. В молодости он делил свое время между магазином, фабрикой и фермой отца, который среди прочих инструментов продавал и собственные изобретения. В 1826 г. Чарльз с отцом организовали в Филадельфии первый американский специализированный магазин скобяных товаров, бизнес оказался неудачным: в 1830 г. фирма разорилась.
Энергичный молодой человек занялся изобретательством. В 1834 г. на витрине нью-йоркского магазина его заинтересовали изделия из каучука. Узнав, что требуется улучшить термостойкость этого перспективного материала, Гудиер после ряда опытов предложил добавлять в каучук оксиды магния и кальция. Он начал делать обувь из полученного «гумм-эластика», но в сильный мороз тот вел себя не лучше обычного каучука.
В 1836 г. изобретатель научился обрабатывать каучук азотной кислотой, нитратами висмута и меди и 17 июня 1837 г. получил патент, а затем основал фабрику в Нью-Йорке. Однако дела шли неважно. Гудиер продолжал эксперименты. В 1838 г. он приобрел патент Хэйварда, состоящий в смешивании каучука с раствором серы.
Но лишь в 1839 г. Гудиер изобрел способ, который ныне именуется вулканизацией и получил широкое распространение во всем мире. Отчасти это произошло случайно, когда оставленный на горячей печи образец из смеси каучука с серой не растекся, а превратился в твердый обугленный материал, который нам известен как резина. Еще пять лет изобретатель посвятил напряженной работе над технологическим процессом, прежде чем 15 июня 1844 г. появился патент №3633. Однако автор не мог получать с патента прибыль, ибо не располагал средствами для его юридического оформления.
В 1841 г. Гудиер дал несколько кусков резины англичанину. Эти образцы, попавшие в руки английского химика Т. Хэнкока, помогли ему повторить технологию вулканизации и получить в 1843 г. британский патент. Название процесса по имени бога Вулкана предложил также английский изобретатель.
Ч. Гудиер пытался широко распространить свое изобретение сначала в США, затем в Европе, затратил огромные деньги на выставки в Лондоне и Париже, экспозицию которых составляли изделия из резины, вплоть до страниц книги самого Гудиера. Изобретатель способствовал развитию резиновой промышленности в Старом и Новом свете, но сам не смог разбогатеть. Он шутил, что его можно узнать как человека, одетого во все резиновое и с резиновым кошельком без единого цента. Гудиер умер в бедности, оставив большие долги. Лишь его» сыну, тоже Чарлзу, который продолжил дело отца, удалось добиться успеха в резиновом бизнесе.
В 1846 г. А.Паркс предложил процесс холодной вулканизации при помощи хлористой серы. Каучуковые изделия при комнатной температуре помещают в хлористую серу, растворенную в сероуглероде, либо в камеру, наполненную парами хлористой серы. Процесс длится 1-2 мин, после чего остатки реагента удаляют с изделия. Этот метод применяют при изготовлении тонкостенных изделий (перчатки, детские игрушки и т.п.). Полученные при холодной вулканизации изделия обладают худшими свойствами, чем продукты горячей вулканизации.
Развивающейся промышленности все больше и больше требовалось резины. Разрастались огромные плантации гевеи в Южной Америке и Индонезии. Примерно в то же время один предприимчивый англичанин тайком вывез из Бразилии 70 тыс. семян гевеи, но прижились они только в одном месте – на Цейлонских островах, принадлежавших тогда Англии.
На мировом рынке каучука появились два крупных монополиста, и стало ясно: природный каучук не экономичен и не рентабелен, необходимо обнаружить способ получения искусственного каучука. Дальнейшая история освоения резины – это история химических исследований, в основном, российской химической науки.
В России резиновая промышленность возникла в первой половине 19 века. До революции резиновое производство было представлено четырьмя предприятиями: «Треугольник», «Проводник» и сравнительно небольшими заводами «Богатырь» и «Каучук». В 1913 году на них работало 23 тыс. человек и выпускали они главным образом обувь.
Сырье и оборудование были заграничными, техническое руководство осуществляли иностранцы. Мало кто знает, что производство туалетной губки являлось в 19 веке секретом завода «Треугольник»; как ни странно, этот незамысловатый предмет был наиболее конкурентоспособным резиновым изделием на мировом рынке. После Октябрьской революции резиновая промышленность представляла достаточно мощную отрасль. Был взят общий курс на индустриализацию, а потому резко возросла потребность в комплектующих резинотехнических изделиях.
Но производство резины находилось в исключительной зависимости от импорта натурального каучука. Существовало два возможных варианта решения проблемы. Первый — изыскание каучуконосов, пригодных для разведения в районах с умеренным климатом. В СССР этим занимался Н.И. Вавилов, в США инициаторами этих работ были Т. Эдисон и Г. Форд.
Второй вариант – создание синтетического каучука. Химические исследования состава каучука начались еще с опытов М. Фарадея в 1826 году. В 1879 А. Бушард наблюдал превращение изопрена в каучукоподобную массу, а 
в 1910 – И. Л. Кондаков подобное превращение диметилбутадиена. В 1909 г. Сергей Васильевич Лебедев показал вещество, близкое к каучуку, приготовленное из дивинила – бесцветного летучего газа. Но после долгих трудов ему удалось добыть всего лишь 19 граммов.
В России в том же направлении работал И. И. Остромысленский, проводя опыты на заводе «Богатырь», в Германии – К. Гарриес, в Англии – Ф. Мэтьюс и Е. Стрейкедж. Таким образом, наука шла по стопам природы: сначала надо было получить полимер диеновых углеводородов, а затем синтезировать из них каучук.
В 1926 году Советское правительство объявило всемирный конкурс на производство искусственного каучука, 
причем выдвигались 3 условия: 1) сырье должно быть дешевым; 2) качество не хуже натурального; 3) срок до представления результатов разработок – 2 года. В мае 1928 года этот конкурс выиграл С. В. Лебедев. В качестве сырья он использовал обыкновенный картофель, из которого получал спирт, а уже из спирта – дивинил. Причем сначала из 1 л спирта он получал 5 грамм дивинила, а два года спустя — 50 грамм тем самым сокращая расходы в 10 раз.
Но этот безусловный прорыв не решал проблему, так как, например, на изготовление одной уходило 500 кг картофеля. Потом ученые, усовершенствовав изобретение С. В. Лебедева, стали добывать дивинил из природных газов. И уже в 1929 году правительство приняло решение строить в Ленинграде опытный завод по получению синтетического каучука из спирта по методу Лебедева и еще два завода, которые должны были опробовать другие известные методы: Б. В. Бызова и группы ученых под руководством А. Л. Клебанского.
15 февраля 1931 года газеты всего мира сообщили, что в СССР выпущена первая большая партия искусственного каучука. Ни Германия, ни Англия на тот момент не были готовы предложить свой вариант решения этой промышленной проблемы.
Интересно, что Т. Эдисон в своем интервью так оценил это событие: «Известие о том, что Советы достигли успехов в производстве синтетического каучука из нефти, невероятно. Этого нельзя сделать. Я бы даже сказал больше: весь этот отчет является фальшивкой. На основании моего собственного опыта и опыта других сейчас нельзя сказать, что получение синтетического каучука вообще когда-нибудь будет успешным». И тем не менее, уже в 1932 году в Ярославле дал продукцию первый завод синтетического каучука.
С 1951 года началось производство каучука из нефтяных газов и продуктов переработки нефти. Долгое время искусственный каучук, превосходя настоящий по отдельным показателям (температурный диапазон, прочность, химическая стойкость), уступал в одном – в эластичности (что очень важно для, например, автомобильных и авиационных шин), но и эта проблема была решена.
Таким образом, и природный дар – дерево гевея, и ряд случайностей, и долгий кропотливый труд ученых сделали резину одним из самых необходимых и универсальных материалов, востребованным каждый день, в самых разных ситуациях, в самых разных сферах деятельности человека.
, модуль упругости при малых деформациях E=1–10 МПа , коэффициент Пуассона μ=0,4–0,5; соотношение модуля упругости E и модуля сдвига G : E = 3 G {\displaystyle E=3G} .
Применяется для изготовления шин для различного транспорта, уплотнителей, шлангов , транспортёрных лент , медицинских , бытовых и гигиенических изделий и др.
История
История резины начинается с открытием американского континента. Издревле коренное население Центральной и Южной Америки, собирая млечный сок т. н. каучуконосных деревьев (гевеи), получали каучук. Ещё Колумб обратил внимание, что применявшиеся в играх индейцев тяжёлые монолитные мячи из чёрной упругой массы, отскакивают намного лучше, чем известные европейцам кожаные. Кроме мячей, каучук применялся в быту: изготовления посуды, герметизация днищ пирог , создание непромокаемых «чулков» (правда способ был довольно болезненным: ноги обмазывались каучуковой массой и держались над костром, в результате получалось непромокаемое покрытие); применялся каучук и как клей: с помощью него индейцы приклеивали перья к телу для украшения. Но сообщение Колумба о неизвестном веществе с необычными свойствами осталось незамеченным в Европе, хотя, несомненно, что конкистадоры и первые поселенцы Нового света широко использовали каучук.
Появление в Европе
По-настоящему Европа познакомилась с каучуком в 1738 г., когда вернувшийся из Америки путешественник Ш. Кодамин представил французской академии наук образцы каучука и продемонстрировал способ его получения. Первое время практического применения в Европе каучук не получил.
Первое применение
Первым и единственным применением в течение примерно 80 лет было изготовление ластиков для стирания следов карандаша на бумаге. Узость применения каучука обусловливалась высыханием и твердением каучука.
Непромокаемая ткань
Каучуковая лихорадка
Развивающееся машиностроение и электротехника, а позже автомобилестроение потребляли всё больше резины. Для этого требовалось всё больше сырья. Из-за увеличения спроса в Южной Америке стали возникать и быстро развиваться огромные плантации каучуконосов , выращивающие монокультурно эти растения. Позже центр выращивания каучуконосов переместился в Индонезию и Цейлон .
Шинная и резиновая промышленность в дореволюционной России
Производство автомобильных шин, резинотехнических изделий и резиновой обуви в дореволюционной России в основном было сосредоточено в трёх городах: Санкт-Петербурге - «Треугольник» (ныне «Красный треугольник »), в Риге - «Проводник» и «Россия» и в Москве - «Богатырь» (позже «Красный богатырь»), «Вулкан» (ныне «Альфапластик»).
Производство синтетических каучуков
После того, как резина стала широко применяться и природные источники каучука не могли покрыть возросшие потребности, стало ясно, что надо найти замену сырьевой базе в виде каучуконосных плантаций. Проблема усугублялась тем, что плантациями монопольно владели несколько стран (основной из них была Великобритания), кроме того, сырьё было достаточно дорогим из-за трудоёмкости выращивания каучуконосов и сбора каучука и больших транспортных расходов.
Поиск альтернативного сырья шёл двумя путями:
- Поиск растений-каучуконосов, которых можно было бы культивировать в субтропическом и умеренном климате. В США инициаторами этого направления были Томас Эдисон и Генри Форд . В России и СССР над этой проблемой работал Николай Вавилов .
- Производство синтетических каучуков из нерастительного сырья. Начало этому направлению дали опыты Майкла Фарадея по исследованию химического состава и структуры каучука. В 1878 году Гюстав Бушарда открыл реакцию превращения изопрена в каучукоподобную массу. В 1910 году Иван Кондаков открыл реакцию полимеризации диметилбутадиена .
Интенсивно производство синтетических каучуков стало развиваться в СССР, который стал пионером в этой области. Это было связано с острой нехваткой резины для интенсивно развивающейся промышленности, отсутствием эффективных природных каучуконосов на территории СССР и ограничением поставок каучуков из-за рубежа. Проблема налаживания крупнотоннажного промышленного производства синтетической резины была успешно решена, несмотря на скептицизм некоторых зарубежных специалистов [ ] (самый известный из них - Эдисон).
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 .
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.
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, которые затем вулканизируют либо в вулканизационном автоклаве при повышенном давлении либо в вулканизационной «трубе» при нормальном давлении в среде циркулирующего горячего воздуха, либо в расплаве солей.
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.
Производство автомобильных покрышек
Автомобильные камеры изготовляют из резиновых труб, шприцованных или склеенных вдоль камеры. Существует два способа изготовления камер: формовый и дорновый. Дорновые камеры вулканизируют на металлических или изогнутых дорнах. Эти камеры имеют один или два поперечных стыка. После стыкования камеры в месте стыка подвергают вулканизации. При формовом способе камеры вулканизируют в индивидуальных вулканизаторах, снабженных автоматическим регулятором температуры. После изготовления во избежание склеивания стенок, внутрь камеры вводят молотый тальк .
Автомобильные покрышки собирают на специальных станках из нескольких слоев особой ткани (корд), покрытой резиновым слоем. Тканевый каркас, то есть скелет шины, тщательно прикатывают, а кромки слоев ткани заворачивают. Снаружи каркас покрывают двумя слоями металлокордного брекера, затем в беговой части покрывают толстым слоем резины, называемым протектором, а на боковины накладывают более тонкий слой резины. Собранную таким образом шину (сырую шину) подвергают вулканизации. Перед вулканизацией на внутреннюю часть сырой шины наносят антиадгезионную специальную разделительную смазку (окрашивают) для исключения прилипания к раздувающей диафрагме и лучшего скольжения диафрагмы во внутренней полости шины при формовании.
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
), основу к-рых (обычно 20-60%
по массе) составляют каучуки . Др. компоненты резиновых смесей-вулканизующие
агенты, ускорители и активаторы вулканизации (см. Вулканизация), наполнители ,
противо-старители, пластификаторы (мягчители). В состав смесей могут также
входить регенерат (пластичный продукт регенерации резины, способный к повторной
вулканизации), замедлители подвулканизации , модификаторы, красители , порообра-зователи,
антипирены , душистые в-ва и др. ингредиенты, общее число к-рых может достигать
20 и более. Выбор каучука и состава резиновой смеси определяется назначением,
условиями эксплуатации и техн. требованиями к изделию, технологией произ-ва,
экономич. и др. соображениями (см. Каучук натуральный , Каучуки синтетические).
Технология произ-ва изделий
из резины включает смешение каучука с ингредиентами в смесителях или на вальцах,
изготовление полуфабрикатов (шприцеванных профилей, каландрованных листов, прорезиненных
тканей , корда и т.п.), резку и раскрой полуфабрикатов, сборку заготовок изделия
сложной конструкции или конфигурации с применением спец. сборочного оборудования
и вулканизацию изделий в аппаратах периодич. (прессы, котлы, автоклавы , форматоры-вулканизаторы
и др.) или непрерывного действия (тоннельные, барабанные и др. вулканизаторы).
При этом используется высокая пластичность резиновых смесей , благодаря к-рой
им придается форма будущего изделия, закрепляемая в результате вулканизации .
Широко применяют формование в вулканизац. прессе и литье под давлением , при
к-рых формование и вулканизацию изделий совмещают в одной операции. Перспективны
использование порошкообразных каучуков и композиций и получение литьевых резин
методами жидкого формования из композиций на основе жидких каучуков . При вулканизации
смесей, содержащих 30-50% по массе S в расчете на каучук , получают эбониты .
Свойства.
Резину можно
рассматривать как сшитую коллоидную систему , в к-рой каучук составляет дисперсионную
среду , а наполнители-дисперсную фазу. Важнейшее св-во резины- высокая эластичность,
т. е. способность к большим обратимым деформациям в широком интервале т-р (см.
Высокоэластическое состояние).
Р
езина сочетает в себе св-ва
твердых тел (упругость, стабильность формы), жидкостей (аморфность, высокая
деформируемость при малом объемном сжатии) и газов (повышение упругости вулканизац.
сеток с ростом т-ры, энтропийная природа упругости).
Р
езина-сравнительно мягкий,
практически несжимаемый материал. Комплекс ее св-в определяется в первую очередь
типом каучука (см. табл. 1); cв-вa могут существенно изме
няться
при комбинировании каучуков разл. типов или их модификации.
Модуль упругости резин разл.
типов при малых деформациях составляет 1-10 МПа, что на 4-5 порядков ниже, чем
для стали; коэф. Пауссона близок к 0,5. Упругие св-ва резины нелинейны и носят резко
выраженный релаксац. характер: зависят от режима нагружения, величины, времени,
скорости (или частоты), повторности деформаций и т-ры. Деформация обратимого
растяжения резины может достигать 500-1000%.
Ниж. предел температурного
диапазона высокоэластичности резины обусловлен гл. обр. т-рой стеклования каучуков ,
а для кристаллизующихся каучуков зависит также от т-ры и скорости кристаллизации .
Верх. температурный предел эксплуатации резины связан с термич. стойкостью каучуков
и поперечных хим. связей, образующихся при вулканизации . Ненаполненные резины на
основе некристаллизующихся каучуков имеют низкую прочность . Применение активных
наполнителей (высокодисперсных саж , SiO 2 и др.) позволяет на порядок
повысить прочностные характеристики резины и достичь уровня показателей резин из кристаллизующихся
каучуков . Твердость резины определяется содержанием в ней наполнителей и пластификаторов ,
а также степенью вулканизации . Плотность резины рассчитывают как средневзвешенное
по объему значение плотностей отдельных компонентов. Аналогичным образом м.
б. приближенно вычислены (при объемном наполнении менее 30%) теплофиз. характеристики
резин: коэф. термич. расширения, уд. объемная теплоемкость , коэф. теплопроводности .
Циклич. деформирование резины сопровождается упругим гистерезисом, что обусловливает
их хорошие амортизац. св-ва. Резины характеризуются также высокими фрикционными
св-вами, износостойкостью, сопротивлением
раздиру
и утомлению, тепло- и звукоизоляц. св-вами. Они диамагнетики и хорошие диэлектрики ,
хотя м. б. получены токопроводящие и магнитные резины.
Р
езины незначительно поглощают
воду и ограниченно набу-хают в орг. р-рителях. Степень набухания определяется
разницей параметров р-римости каучука и р-рителя (тем меньше, чем выше эта разность)
и степенью поперечного сшивания (величину равновесного набухания обычно используют
для определения степени поперечного сшивания). Известны резины, характеризующиеся
масло-, бензо-, водо-, паро- и термостойкостью , стойкостью к действию хим. агрессивных
сред, озона , света, ионизирующих излучений . При длит. хранении и эксплуатации
резины подвергаются старению и утомлению, приводящим к ухудшению их мех. св-в, снижению
прочности и разрушению. Срок службы резин в зависимости от условий эксплуатации
от неск. дней до неск. десятков лет.
Классификация . По назначению различают след. осн. группы резин: общего назначения, теплостойкие, морозостойкие, маслобензостойкие, стойкие к действию хим. агрессивных сред, диэлектрич., электропроводящие, магнитные, огнестойкие, радиационностойкие, вакуумные, фрикционные, пищ. и мед. назначения, для условий тропич. климата и др. (табл. 2); получают также пористые, или губчатые (см. Пористая резина), цветные и прозрачные резины.
Применение. Резины широко используют в технике, с. х-ве, быту, медицине, стр-ве, 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, т. 3, М., 1977, с. 313-25; Кошелев Ф.Ф., Кор-нев 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.
