Вивчення основних процесів виробництва гумових матеріалів та виготовлення виробів з них

Практична робота №8

Виробництво гумових виробів.

Мета роботи: вивчити основні процеси виробництва гумових матеріалів та виготовлення виробів з них

Унікальні конструкційні властивості гуми визначили настільки широке її застосування у всіляких  галузях господарства й у побуті, що за рівнем розвитку гумової промисловості в країні можна судити про стан її важкої індустрії (і насамперед  - машинобудівних галузей). Ніж складніше й досконаліше технічний пристрій, тим більше в ньому використано гумових деталей. Так, в автомобілі типу "Камаз" застосовується більше 1000 гумових виробів, у сучасному літаку - 10- 12 тыс., морському судні - до 30 тис., АЕС - 50 тис. Застосовуються РТИ практично у всіх галузях народного господарства й у побуті. Науково-технічний прогрес у провідних галузях промисловості - вугільної, нафтов, автотракторної, суднобудівної, електротехнічної й інших - багато в чому залежить від досягнень в області створення гумовотехнічних виробів. До гумової промисловості ставляться виробництва шин, гумовотехнічних і азбестотехнічних виробів, гумового взуття, виробів народного споживання, шиноремонтні.

Промисловість гумовотехнічних виробів

Відмінною рисою виробництва РТИ є надзвичайно різноманітний асортимент (близько 100 тис. найменувань), оскільки виробу знаходять застосування практично у всіх сферах діяльності сучасного суспільства. У зв'язку зі швидко зростаючими вимогами до РТИ вирішується комплекс сложнейших науково-технічних завдань, що включає поряд з використанням нових полімерів розробку специфічних способів створення эластомерных композиційних матеріалів, високомеханізованих і автоматизованих процесів, більше зроблених конструкцій і методів продовження терміну служби виробів шляхом додаткової обробки.

У цей час у СНД РТИ випускають близько 50 спеціалізованих підприємств, при цьому відносно нові заводи (Анрен, Балаково, Барнаул, Караганда), використовують сучасну технологію й устаткування, на інших заводах проводяться реконструкція й модернізація окремих виробництв.

Гумова промисловість країни двічі (у цивільні й Велику вітчизняну війни) руйнувалася практично до нуля й потім у короткий термін відновлювалася. Однак стан машинобудівного комплексу не давало можливості оснастити заводи найбільш прогресивним і продуктивним устаткуванням. Практикуемые закупівлі передового імпортного устаткування й технологій дозволяли вийти на світовий рівень, але не перевершити його.

Особливістю гумової промисловості є висока вартість застосовуваної сировини, що найчастіше  є продуктом інших галузей хімічної й нафтохімічної індустрії. Частка праці співробітників самої гумової промисловості в собівартості найважливіших виробів становить усього 6- 7%. Тому величезне значення мають економія сировини й матеріалів, розробка безвідхідних технологій, продовження строків експлуатації виробів.

Основні шляхи вдосконалювання гумових виробів

Розвиток сучасної гумової промисловості характеризується наступними основними особливостями:

розширенням областей застосування й асортиментів гумових виробів;

жорсткість умов експлуатації виробів (температури, навантаження, швидкості, агресивні середовища й т.д.);

прагнення використовувати найбільш дешеві й доступні армирующие матеріали, каучуки й інгредієнти при неможливості безмежного збільшення їхніх асортиментів;

необхідністю зниження матеріалоємності виробів і трудомісткості їхнього виготовлення;

вимогами охорони здоров'я й захисти навколишнього середовища.

Очевидно, що одночасне виконання всіх цих вимог неможливо, і реальне рішення завжди є компромісним. Особливо різко вартість виробів зростає при їхньому створенні для граничних умов експлуатації - для роботи в умовах сильно агресивних середовищ, при температурах вище 250 градусів або нижче мінус 100 градусів, тому що для цього потрібні дуже дорогі каучуки й хімічні добавки. Хоча вартість комплектуючих гумових виробів у порівнянні з вартістю машин і механізмів, у яких вони використовуються, звичайно невелика, труднощі заміни гумових деталей часто так висока, що для споживача їхня довговічність є основним показником. Для гумової промисловості це обертається збільшенням трудомісткості, зниженням рентабельності, тому що вартість переробки становить невелику частку вартості виробів.

Фізико-хімічні основи вулканізації

Основою гуми є каучук або каучукоподобный полімерний матеріал. Слово к а в ч у к  у перекладі означає "сльози дерева", тому цей термін справедливий тільки для натурального каучуку. Поява синтетичного каучуку, а також композиційних матеріалів із властивостями, схожими на властивості натурального каучуку, дозволило використовувати для їхнього позначення більше широкий термін - э л а с т о м е р ы. Перш, ніж одержати виріб з эластомера, необхідно виготовити композицію на його основі, що включає ряд речовин - інгредієнтів, що надають готовому виробу певні властивості. В эластомерной композиції макромолекули, що представляють довгі полімерні ланцюги, можуть переміщатися друг щодо друга, і тому виріб з такої композиції не може довгостроково зберігати додану йому форму, особливо при впливі напруг, теплоти, розчинників і т.д. Для одержання технічно коштовного матеріалу - гуми необхідно зафіксувати положення макромолекул.

З технічної точки зору це означає процес, у результаті якого пластична гумова суміш переходить в еластичну гуму, що одержала назву в у л к а н и з а ц и я. Вулканізація є результатом фізико-хімічних процесів, основний з яких - з'єднання макромолекул каучуку один з одним поперечними зв'язками внаслідок протікання хімічних реакцій або фізичних процесів. Одночасно термін "вулканізація" має на увазі не тільки процес утворення поперечних зв'язків (називаний також зшиванням або структуруванням), але й спосіб його здійснення. У ході вулканізації принципово міняються властивості матеріалу, причому найбільше сильно - эластические властивості, модуль, твердість, міцність, стійкість до набрякання й т.д.

Література

1. Дичковська О.В. Система технологій промисловості: Навчальний посібник – 3-тє вид., перероб і доп. – К.: Знання, 2007, 270 с.

2. Остапчук М.В., Рибак А.І. Система технологій (за видами діяльності): Навчальний посібник – К.: ЦУЛ, 2003. – 888с.

3. Є.П. Желібко, М.А.Овраменко, В.М. Буслик, В.П. Пирч та ін. Основи технологій виробництва в галузях народного господарства: Навч. посібник. К.: Кондор, 2009. – 520с