При какой температуре резина плавится

Диапазон рабочих температур должен приниматься во внимание при проектировании, изготовлении и эксплуатации резиновых уплотнений. Приводимые в технической литературе и специализированных справочниках информация о предельных рабочих температурах резины основана на достаточно продолжительном сроке службы. Однако следует отметить, что некоторые жидкости разлагаются при температуре ниже максимальной предельной температуры эластомера, поэтому для уплотнительной системы необходимо учитывать температурные пределы как для самого уплотнения, так и для рабочей жидкости. При неудовлетворительной совместимости материала уплотнения с рабочей средой повышение температуры существенно снижает его надежность и долговечность в эксплуатации. Потеря герметичности при низких температурх может быть связана также с химическим воздействием жидкости, вызывающим усадку уплотнительного резинового кольца или манжеты.

Натуральный каучук

Сок каучуконосных деревьев широко применялся аборигенами для выделки непромокаемой обуви, покрытия лодок, защиты хижин от дождя и решения других бытовых проблем. Они добывают его из каучуконосных растений аналогично сбору весной березового сока. Полиизопрен — углевод, составляющий большую часть природного латекса, — в тепле соединяется с кислородом и со временем становится хрупким. После нагрева молекулярные связи становятся устойчивыми, и вещество не реагирует даже на кислотные растворы.

Ценность каучука исходя из технических характеристик:

высокая стойкость к истиранию;
хорошие теплоизоляционные свойства;
не растворяется в воде и большинстве агрессивных жидкостей;
пластичность;
эластичность.

Добавление пластификаторов и речного песка позволяет создавать материал с запланированными качествами и цветом. Сырая резина превращается в изделие, долго сохраняющее свою форму, через вулканизацию – нагрев под прессом до температуры 150 градусов.

1.6. Резина и каучуки (пробки и шланги). Часть 1

Резина — продукт вулканизации каучука, обладающий способностью к большим обратимым деформациям. Температура эксплуатации обычной резины колеблется в интервале от -50 до 150 °С. Теплостойкие резины выдерживают температуру до 200 °С, а морозоустойчивые до -150 °С.

Термическая деструкция резины сильно ускоряется в присутствии кислорода и других окислителей. При температуре ниже -20 °С обычная резина становится хрупкой. При температуре ниже +70 °С на нее не действуют концентрированные водные растворы оснований и кислот, кроме серной и азотной. Разрушают резину такие окислители, как пероксид водорода, галогены, водные растворы дихроматов и перманганатов щелочных металлов.

Резина набухает в органических растворителях и способна растворять в заметных количествах газы, особенно такие как SO2) NH3, H2S, СO2, N20, СН4, O2, СО и N2, в меньшей степени Н2 и Не. Эти газы медленно проникают через резину. Она проницаема также для пара воды, поэтому применение ее в вакуумной технике ограничено.

Резина стареет в атмосфере O2 и на свету, при этом ее поверхность сначала становится клейкой, а затем хрупкой, после чего резина растрескивается.

Кремнийорганический каучук (силоксановый, силиконовый каучук) — полимер (-R2SiO-)n. Такой каучук более термически устойчив, чем резина из натурального или синтетического каучука. Продолжительность эксплуатации изделий из кремнийорганического каучука на воздухе при 120 °С составляет 10-20 лет, а при 200 °С — 1 год. Однако газопроницаемость этого каучука в десятки раз выше, чем у натурального. Еще более термостоек силастик ЛС-53 (метил-3,3,3-трифторпропилсиликоновый каучук), не теряющий эластичности в температурном интервале от -68 до +205 °С.

Силоксановый каучук устойчив в среде большинства кислот, кроме фтороводородной и концентрированных азотной и серной. Полимер постепенно разрушается концентрированными водными растворами КОН и NaOH, набухает и растворяется в ССl4,СНСl3, простых и сложных эфирах, углеводородах.

Кремнийорганический каучук устойчив к воздействию кислорода воздуха, а при сгорании выделяет SiC2 и большое количество энергии в форме теплоты. При температуре ниже -50 °С полимер становится хрупким.

Вайтон-А (флуорель) — сополимер винилиденфторида с пер-фторпропиленом — является одним из самых термостойких кау-чуков, работающих в интервале температур от -44 до +315 °С. Даже при 315 °С он сохраняет эластичность в течение суток, а при 200 °С — в течение 2400 ч. Вайтон стоек к действию масел и органических растворителей. Все эти материалы, но в основном резину, используют для изготовления шлангов, пробок, перчаток, фартуков и др.

Резиновые пробки применяют в тех случаях, когда вещество, находящееся в закрываемом сосуде, не действует на резину и не вызывает ее набухания.

Перед употреблением новые резиновые пробки нагревают в 2-5%-м водном растворе КОН или NaOH, а затем в чистой воде и хранят в закрытом сосуде из темного стекла.

Для предохранения пробок от затвердевания и растрескивания в процессе длительной эксплуатации при температурах 80-100 °С их пропитывают парафином. В расплавленный парафин («100 °С) пробки опускают на 30-60 с, а затем помещают в фарфоровой чашке в нагретый до 100-105 °С сушильный шкаф. Парафин постепенно растворяется в резине и сохраняет ее эластичность.

Кроме обычных резиновых пробок некоторые фирмы выпускают пустотелые пробки с внутренними карманами. В частности, (США) производит резиновые пробки с двумя карманами (рис. 5, а). Такими пробками закрывают ампулы, трубки и пробирки. Перегородка служит для отбора проб при помощи шприца без вскрытия сосуда. Верхний карман для герметичности может быть закрыт стеклянной или полимерной пробкой. Подобные пробки используют и для соединения стеклянных трубок разного диаметра, прдварительно вырезав перегородку или просверлив ее. В последнем случае она будет выполнять функции диафрагмы.

Для более надежного и герметичного закрепления резиновой пробки 3 (рис. 5, б) со стеклянной трубкой в горле 4 сосуда применяют отрезок резинового шланга 2, прижимаемого в верхней и нижней частях к трубке и горлу сосуда медной или алюминиевой проволокой 1.

Рис. 5. Пробки для сосудов: резиновые (а — в), стеклянные (г), фторопластовые (й) и полимерные, изолирующие от воздуха (е):

е. 1 — бакелитовая крышка; 2, 4 — фторопластовые прокладки; 3 — алюминиевая прижимная пробка; 5 — горло сосуда с резьбой

Разрушительное действие пара некоторых веществ на резиновую пробку 1 предотвращают при помощи тонкой пленки из Фторопласта или полиэтилена 2 (рис. 5, в), изолирующего пробку одновременно и от стенок сосуда. Пленку предварительно нагревают в кипящей воде, затем вставляют в горло сосуда и прижимают осторожно пробкой.

Резиновые и полимерные трубки (шланги), еще не бывшие в употреблении, следует перед применением промыть чистой водой или разбавленным водным раствором NaOH. Если через резиновую трубку пропускали хлор или газы кислотного характера (HCl, SO2 и др.), то после работы ее необходимо промыть водой, затем раствором карбоната натрия и снова водой. Иначе на внутренней поверхности трубки образуются мелкие трещины.

Резиновую трубку, по которой будет перемещаться ртуть, следует предварительно обработать в течение 1 ч нагретым до 70 °С 20%-м водным раствором NaOH, а затем теплой чистой водой. Такая обработка позволяет удалить из поверхностного слоя резиновой трубки серу, которая взаимодействует с ртутью. В очищенном шланге ртуть остается блестящей даже при использовании его в течение года.

При надевании резиновой трубки на стеклянную следует последнюю слегка смочить водой или глицерином. Смазывать резиновую трубку какими-либо маслами нельзя, так как от этого резина разбухает и становится менее эластичной.

Перед надеванием на стеклянную трубку конец шланга из полиэтилена или полихлорвинила погружают в горячую воду, при этом он становится более эластичным и легко надевается на стеклянную трубку. При работе с вакуумом или под давлением стеклянные трубки следует присоединять друг к другу по возможности встык. Толстостенный вакуумный шланг должен по размеру строго подходить к стеклянной трубке, снабженной на конце рядом сужений и расширений («оливой», см. рис. 52, г). Вакуумный шланг нужно натягивать на трубку не менее чем на 2-3 см, предварительно смазав конец трубки тонким слоем силиконового масла или безводным глицерином, к которому добавляют до 30% талька. Тем самым предотвращается прилипание шланга к трубке.

При использовании шлангов из полимерных материалов не надо забывать, что органические растворители вымывают из них пластификаторы (исключение — фторопластовые шланги) и шланги со временем становятся твердыми и хрупкими. Преимущество таких шлангов по сравнению с резиновыми — их прозрачность и более высокая химическая устойчивость.

Резиновые трубки следует хранить в темном прохладном месте и во влажной атмосфере. На свету они легче окисляются, особенно если находятся в ящиках из смолистого дерева, выделяющего следы озона. В таких ящиках резиновые трубки через месяц приходят в полную негодность. Лучше всего резиновые шланги хранить в водном растворе глицерина (100 мл глицерина в I л воды) или в растворе Са(ОН)2, в крайнем случае в чистой воде.

Помимо резиновых химические сосуды закрывают стеклянными пробками и пробками из полимерных материалов.

Стеклянные пробки (см. рис. 5, г) являются составной частью сосуда и всегда пришлифованы к его горлу. Чтобы не путать пробки, на них и на сосудах надо проставлять одинаковые номера. Когда сосуд ничем не заполнен, между пробкой и горлом сосуда прокладывают полоску фильтровальной бумаги, чтобы пробку не заело, а при хранении летучих веществ пришлифованную часть пробки смазывают вазелином или силиконовым маслом.

При продолжительном хранении сосуда с тем или иным веществом стеклянные пробки часто заедает. Чтобы вынуть такую пробку, ее следует прежде всего постараться повернуть вокруг оси или раскачать, нажимая на нее сбоку то вправо, то влево, осторожно постукивая каким-либо деревянным предметом. Так почти всегда удается извлечь застрявшие пробки. Если этот прием не дает результатов, следует осторожно нагреть горло сосуда на небольшом коптящем пламени горелки, свечи, спички

или под струей горячей воды, вращая сосуд. (Если в сосуде находится огнеопасное вещество, то горло нагревают только горячей водой.) Нагревание должно быть кратковременным, чтобы нагрелось только горло сосуда, а не сама пробка. После такого нагрева горло несколько расширяется, и при боковом постукивании пробку удается вынуть.

Когда в шлифе закристаллизовалось вещество, сосуд ставят пробкой вниз в теплую воду на час-другой. После такой обработки пробка обычно легко извлекается. Извлечь пробку, которую сильно заело, можно только при достаточном запасе терпения.

Нельзя хранить в сосудах со стеклянными пробками щелочи и их водные растворы. Пробки из таких сосудов часто не извлекаются ни одним из указанных выше приемов.

Пробки из полимерных материалов (фторопластовые, полиэтиленовые и полипропиленовые) очень удобны для закрывания стеклянных сосудов. Эти пробки никогда не заедает в горлах, они более химически устойчивы и создают надежную герметичность.

Некоторые фторопластовые пробки для удобства извлечения из горла сосуда снабжают стержнем с резьбой и круглой с насечкой гайкой (см. рис. 5, д). Закручивая гайку, опирающуюся на верхнюю кромку горла сосуда, можно спокойно, не взбалтывая содержимого сосуда, извлечь пробку.

Для герметичной долговременной изоляции вещества от воздействия кислорода и влаги воздуха применяют составные полимерные пробки, конструкция которых показана на рис. 5, е.

Сверление резиновых пробок производят при помощи набора ручных сверл (рис. 6, а), представляющих собой металлические тонкостенные трубки с ручкой или отверстием на одном конце, в которое вставляют стержень. Другой конец трубки заточен. Для заточки трубки ее надевают плотно на коническую часть специального ножа (рис. 6, б), нож прижимают большим пальцем левой руки к сверлу, а правой рукой поворачивают трубку сверла вокруг конуса (рис. 6, в), не нажимая сильно на нож, в противном случае возможно образование на сверле зазубрин. Для точки сверла можно использовать также брусок или напильник с мелкой насечкой. Во всех случаях затачивается только внешняя часть сверла.

Другие части:

1.6. Резина и каучуки (пробки и шланги). Часть 1

1.6. Резина и каучуки (пробки и шланги). Часть 2

К оглавлению

Изоляционная лента

Не утрачивает своей актуальности изоляция электропроводов изолентой. Изоляционная лента стоит недорого и продается в любом хозяйственном магазине в широком ассортименте.

Наматывать ее надо под углом, начиная от края родной изоляции провода. При параллельном соединении на конце скрутки делают пустую намотку-трубку, сгибают ее и продолжают движение в обратную сторону.

Распространенная ПВХ изоляционная лента при сильном нагревании плавится, но не пропускает влагу. Хлопчатобумажная изоляционная лента, наоборот, выдерживает высокие температуры, но со временем сохнет, а при намокании может отклеиться.

Из ПВХ делают и кембрики – трубки для изоляции проводов и кабелей. Чтобы трубка плотно седела, надо правильно подобрать диаметр трубки.

Как правильно изолировать скрутку проводов лучше посмотреть видеоролик:

Силиконы и каучуки

В отличие от обычных резиновых материалов, которые в процессе длительного применения претерпевают деструкцию уже при +150 ℃, негорючая продукция выдерживает +180 и даже + 280 ℃. Термостойкость такого уровня значительно расширяет сферу применения негорючей резины.
Продукции, имеющей свойства резины, существует немало, но термостойкими считаются всего два вида – силиконовые полимеры и фторированные каучуки.

Термостойкие материалы имеют следующие достоинства:

инертность по отношению к большинству химических реагентов, включая агрессивные вещества;
сохранение свойств в вакууме, магнитном поле, под действием ультрафиолета и радиации;
возможность длительной эксплуатации при высоких температурах.

Силиконовые изделия дополнительно характеризуется экологической чистотой, абсолютной безопасностью. Вся термостойкая пищевая резина представляет собой кремнийорганические полимеры. Ее безопасность подтверждена результатами многократных испытаний, сертификатами международного образца.

Жаростойкая резина из фторированных каучуков при нагревании свыше 300 ℃ может выделять пары канцерогенов. Опасность испарения ядовитых веществ сохраняется даже после охлаждения полимера.

Поэтому сопроводительные рекомендации по использованию термостойких фторкаучуков обязательно содержат требование – не превышать температуру эксплуатации свыше 300 °С.

Термостойкость силиконовой продукции несколько выше. Особые виды могут сохранять свойства при +400 ℃.

Компоненты сырой резины

Натуральный и синтетический каучук при нагреве до 50 градусов превращается в мягкую массу, которая хорошо смешивается с другими компонентами:

серой;
газовой сажей;
песком (диоксидом кремния);
маслами;
смолами;
красителями;
смягчителями;
ускорителями.

Состав компонентов меняется и зависит от качеств, которыми должна обладать полученная сырая резина. Сера входит в молекулярные соединения, и от нее зависит твердость резины. Ускорители сокращают время вулканизации. Сажа и масло придают пластичность готовому изделию. Песок и другие органические вещества делают ее тверже, уменьшают стирание, увеличивают усилие разрыва.

Механические и физические свойства обувной резины

Известно, что все виды резины под действием кислорода, озона, тепла и света способны стареть с изменением механических свойств. Разрушение резин происходит обычно под влиянием нескольких причин, действующих одновременно, причем главной причиной, вызывающей старение резин, является их окисление, которое при их хранении и эксплуатации активизируется и ускоряется под влиянием не только тепла и света, но и механических деформаций (статических и особенно многократных).

При интенсивном старении материала показатели его потребительских свойств, характеризующие качество непосредственно после выпуска из производства, уже не могут служить гарантией для его нормальной эксплуатации.

Следует учитывать, что после выпуска материала из производства до начала эксплуатации изделия, изготовленного из него, проходит значительный период времени, и обувь носится в течение длительного времени в разных климатических условиях.

Известны случаи резкого старения обувных резин при хранении и носке, что приводит к излому подошв в пучках при носке обуви или к образованию мелких наружных трещин по всей поверхности подошвы, а также в местах крепления (гвоздем).

При уменьшении растяжимости и увеличении твердости подошвы без изменения величины деформации наружного слоя при изгибе, как это бывает при носке обуви, напряжения могут стать выше допустимых, и в подошве появятся трещины. Поэтому старение более опасно для менее растяжимых резин жесткого типа, например, винтовой и гвоздевой.

Для испытания резины на тепловое старение производится выдерживание ее при температуре 70° С в термостате в течение 72 ч (ГОСТ 271-53).

При световом старении резину подвергают действию кварцевых ламп, а при «светопогоде» — солнечной инсоляции на открытом воздухе.

Показателем старения является отношение (в %) потери прочности и растяжимости при испытании к их значениям до опыта или снижение числа деформаций при многократном изгибе до излома.

Обувные резины на базе синтетических каучуков при тепловом старении увеличивают обычно напряжение при разрыве и твердость, но уменьшают растяжимость в отличие от резин из НК, у которых падает также и прочность.

Очевидно, в резинах из синтетических каучуков в этом случае одновременно с деструкцией каучука, т. е. уменьшением длины цепей, происходит и структурирование его с увеличением поперечных связей, чего не наблюдается в резинах из НК.

При световом старении резины из синтетических каучуков происходят такие же изменения показателей, как в резинах из НК при тепловом старении. При этом старению подвергаются прежде всего наружные, открытые для света, слои, которые становятся более твердыми. Известно из литературы, что интенсивность старения резины сильно повышается при ее деформировании. Поэтому испытания на старение производятся также в растянутом или изогнутом состоянии (ГОСТ 271-53).

Было установлено, что при воздействии светопогоды на винтовую резину в изогнутом состоянии появлялись поверхностные трещины на растянутой от изгиба стороне, прежде всего на тех ее образцах, где имелись аналогичные трещины на подошвах ношеной обуви.

Хотя показатели искусственного старения и не включены в ГОСТ и ТУ на обувные резины, ими пользуются при разработке новых видов резины, особенно для ответственных видов обуви, которые носятся в тяжелых условиях.

Кроме изучения изменений свойств материалов во времени в различных условиях большой практический интерес для определения качества имеют показатели их свойств при низких и высоких температурах, так как обувь используется в разных климатических условиях, а в отдельных случаях (спецобувь) при высоких температурах, например в горячих цехах на металлургических предприятиях.

Было установлено, что изменение свойств резин наступает уже после 5-10 мин нагревания или охлаждения и при кратковременном воздействии является полностью обратимым. Напряжение при разрыве для всех испытанных материалов понижается с повышением температуры. Относительное удлинение повышается в пределах температур от -50° до +20° С. В дальнейшем также снижается (рис. 14). Особенно сильно снижение удлинений у цветной пористой резины.

Рис. 14. Влияние изменения температуры на показатели свойств резин: 1 — напряжение при разрыве винтовой резины, 2 — то же, пористой резины, 3 — удлинение при разрыве винтовой резины, 4 — то же, пористой резины.

При низких температурах хорошие свойства показала черная микропористая резина, которая даже при -58° С имела еще около 180% относительного удлинения при разрыве, что составляло около 50% от удлинения при температуре 20° С, и почти не увеличивала твердости.

Подошвенная же кожа, пласткожа и плотная резина даже при -45° С показывают значительное повышение показателя жесткости и дают трещины и изломы при изгибе.

Цветная пористая резина, хотя и сильно увеличивает свою жесткость, но изломов и трещин не дает. Таким образом, структура (пористость) в данном случае в большей степени влияет на морозостойкость материала, чем его рецептура (химический состав).

Назад
Вперед

Полиэтилен низкого давления

У каждой разновидности материала существуют особенные качества. Это расширяет спектр применения, которым обладает полиэтилен. Температура плавления (высокая плотность) составляет 120-135 °С. У отдельных марок теплостойкость составляет 110 °С. Высокая молекулярная плотность способствует повышению тепловой и ударной стойкости.

Помимо перечисленных качеств, полиэтилен низкого давления менее подвержен химическим воздействиям. Однако излишняя плотность молекул при низких температурах делает материал хрупким, он становится проницаемым для паров, газов.

Эта разновидность материала обладает хорошими диэлектрическими характеристиками. Он биологически неактивен, но легко перерабатывается в промышленном производстве.

Виды резины

По твердости выделяют три основные ее группы:

мягкая – латекс;
средняя;
твердая – эбонит.

Природный компонент обладает лучшими эксплуатационными качествами, поэтому шины для автомобилей делают из натурального каучука. На небольших предприятиях изготовление резины предусматривает более дешевый синтетический материал.

Латекс идет на изготовление перчаток, игрушек, различных изоляционных материалов, непромокаемой одежды, подошвы для обуви. Резина средней плотности широко применяется в быту и на производстве. Это всевозможные прокладки в кранах, коврики, муфты в автомобилях и механизмах. Из эбонита вытачивают детали, от которых требуется высокая твердость и устойчивость к истиранию. Это элементы подшипников, колес, втулок.

Термоусадочные трубки

Термоусадочные трубки делают из полимеров (ПВДФ, ПЭТ, силикон и других). Их применяют преимущественно на низковольтном оборудовании, когда напряжение постоянного тока не превосходит 1 кВ.

Если вы хотите использовать термоусадку для проводов, то надо совершить ряд действий.

Отрезать кусочек термоусадочной трубки, полностью перекрывающий оголенный участок провода (место соединения), с запасом около 2 см.
Затем надо надеть на один из концов соединяемых проводов трубку.
Сделать скрутку проводников.
После этого трубку перемещают на скрутку и нагревают строительным феном.

В результате термоусадки изоляция плотно прижимается к проводам. Если фена нет, то можно использовать зажигалку, аккуратно держа ее на небольшом расстоянии. Так делают при изоляции скрутки последовательно соединенных проводов. Если соединение проводов параллельное (так называемый пучек проводов), то вначале делают скрутку, а затем надевают трубку. В большинстве случаев термоусадочную трубку удобнее использовать, чем изоленту. Трубку можно быстро надеть, она более плотно облегает соединение проводов и не разматывается. Но снять ее в случае необходимости уже трудней. Придется только счищать ее или срезать. На трубках производители ставят маркировку, которая показывает, какую температуру она выдерживает, и для какого напряжения подходит. Выпускают трубки разных диаметров и расцветок, поэтому для различных марок и сечений кабелей всегда есть возможность подобрать соответствующую изоляцию, а цветом произвести маркировку. Как правильно сделать изоляцию проводов с помощью термоусадочной трубки смотрите видеоролик:

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.

Полученная однородная масса остается подогретой, поскольку трение о детали машины и частиц друг о друга происходит с выделением температуры. В результате процесса образуется сырая резина. Ей придают форму полос заданных размеров (реже шнура) и упаковывают между полиэтиленом.

Сопротивление изоляции

Между жилами кабелей и внешней средой могут возникать утечки тока. Одна из задач изоляции – не допустить их появления. Величина, которая показывает, насколько хорошо провод изолирован, называется сопротивлением изоляции. Чем выше сопротивление, тем надежнее защищены жилы, по которым протекает ток. Каждая марка кабелей имеет свое значение этого показателя. Сопротивление изоляции устанавливается ГОСТом или техническими условиями (ТУ). Измеряется сопротивление при заданной температуре (около +20°) специальным прибором (мегаомметром). Если проводить измерения при отрицательных температурах, то его значение будет занижено, а в случае жарких условий – завышено. После снятия показаний их заносят в протокол «Измерение изоляции проводов», сравнивают с нормативными и делают выводы о том, пригодны или нет кабели к дальнейшему использованию. Электропроводка, не выдержавшая испытание подлежит ремонту или замене. Сроки периодичности проведения испытания изоляции проводов оговорен Правилами. Так же проверка изоляции проводов производится после окончании электромонтажных работ, ремонтных работ, после намокания или перегрева проводки. Как правильно проверить сопротивление изоляции проводников с помощью мегаомметра смотрите видеофильм:

Изготовление изделий из резины

Для изготовления изделий сырую массу после смешивания помещают в специальные формы, создают давление и нагревают до 135-150 градусов. Процесс называется вулканизацией. Для маленьких деталей это закрытые штампы. Изделия по типу ковриков могут пропускаться через горячие барабаны с фигурной поверхностью.

При длительном воздействии высоких температур резина пересыхает и становится хрупкой. Поэтому в состав вводят серу и другие ускорители, позволяющие значительно сократить процесс вулканизации.

Процесс плавления в домашних условиях

Плавление — это довольно опасный процесс. Предварительно необходимо обязательно побеспокоиться о средствах защиты от различных ядовитых веществ, которые будут образовываться, а также подготовить литейную форму.

Средства защиты

Не обойтись без специальных перчаток даже в том случае, если расплавить алюминий необходимо лишь единожды. Это, пожалуй, основное средство защиты, так как расплавленная масса с большой долей вероятности может попасть на руки, и тогда неминуемо на коже появится ожог, поскольку температура жидкого металла превышает 600 градусов.
Следующая часть тела, которую также необходимо защитить от попадания горячего алюминия — глаза. При частой плавке не обойтись без специальной защитной маски, ну или хотя бы очков. Но лучше всего работать в костюме, который устойчив к воздействию высокой температуры в несколько сотен градусов.
Если необходимо получить чистый алюминий, потребуется рафинирующий флюс. И тогда работать нужно в химическом респираторе.

https://youtube.com/watch?v=cIlonSuReH0

Выбор формы для литья

Для того, чтобы отлить алюминий, необязательно запасаться литейной формой. Достаточно лишь приобрести лист из более тугоплавкого металла — из стали, вылить на него расплавленный алюминий и подождать, пока последний затвердеет. Но для получения какой-либо детали из алюминия обязательно придется приобретать форму для литья.

Ее можно изготовить самостоятельно в домашних условиях. Для этой цели обычно используется скульптурный гипс. Он заливается в форму, затем какое-то время охлаждается. После этого в него вставляют модель и сверху кладут вторую емкость с гипсом

При этом важно не забыть проделать отверстие в гипсе с помощью какого-нибудь предмета цилиндрической формы. Через это отверстие и будет заливаться горячий алюминий

При плавлении алюминия не обойтись без так называемого тигеля: то есть емкости из тугоплавкого металла. Она может быть выполнена из фарфора, кварца, стали, чугуна. Впрочем, изготавливать тигель самостоятельно вовсе не обязательно, ведь его можно просто купить в специальном магазине. Объем тигеля зависит от того, какое количество металла требуется получить.

Производство и применение алюминия

Процесс производства очень энергоемкий и поэтому первый большой завод в нашей стране был построен и запущен в XX веке. Основным сырьем для получения этого металла является оксид алюминия. Чтобы его получить, необходимо минералы, содержащие алюминий или бокситы, очистить от примесей. Далее электролитическим способом расплавляют естественный или полученный искусственным путем криолит при температуре чуть ниже 1000 ºС . Затем начинают понемногу добавлять оксид алюминия и сопутствующие вещества, необходимые для улучшения качества металла. В процессе оксид начинает разлагаться и выделяется алюминий. Чистота получаемого металла 99,7% и выше.

Что такое температура плавки металлов?

Температура плавки металлов – значение температуры нагревания металла, при которой начинается процесс перехода из исходного состояния в другое, то есть процесс противоположный кристаллизации (отвердевания), но неразрывно связаный с ней.

Итак, для расплавления металл нагревают извне до температуры плавки и продолжают нагревать для преодоления границы фазового перехода. Суть в том, что показатель температуры плавки означает температуру, при которой металл находится в фазовом равновесии, то есть между жидким и твердым телом. Другими словами существует одновременно, как в том, так и в другом состоянии. А для плавления нужно нагреть его больше пограничной температуры, чтобы процесс пошел в нужную сторону.

Стоит сказать о том, что только для чистых составов температура плавки постоянна. Если в составе металла находятся примеси, то это сместит границу фазового перехода, а, соответственно, и температура плавления будет другой. Это объясняется тем, что состав с примесями имеет иную кристаллическую структуру, в которой атомы взаимодейстуют между собой по-другому. Исходя из этого принципа, металлы можно разделить на:

легкого плавления, такие как ртуть и галлий, например, (температура плавки до 600°С)
среднеплавкие — это алюминий и медь (600-1600°С)
тугоплавкие — молибден , вольфрам (больше 1600°С).

Знание показателя температуры плавления необходимо, как при производстве сплавов для правильного расчета их параметров, так и при эксплуатации изделий из них, поскольку этот показатель определяет ограничения их использования. Уже давным давно для удобства ученые физики свели эти данные в одну таблицу. Существуют таблицы температур плавки как металлов, так и их сплавов.

Ремонт повреждения поверхности шины горячим способом:

Резина нарезается полосками шириной 1 – 2 см.
Материал подогревается до 50 — 55°С для облегчения запрессовки.
В вулканизаторе при температуре 149°С и давлении 3 кг/см2 производится процесс вулканизации. Время выдержки определяется из расчета 10 мин. на полоски толщиной 3 мм.

При недостаточном давлении резина будет иметь пористую структуру. Для соединения материала с шиной используется термоклей. Двухкомпонентную смесь 858 А и В с повышенной твердостью используют для устранения повреждений резины на бортах машин способом холодной вулканизации, чтобы восстановить герметичность мест посадки на обод.

Силиконовые материалы

Кремнийорганические полимеры служат основой для производства продукции авиа- и автомобилестроения, электротехники; разнообразных видов пищевого оборудования; многочисленных изделий медицинского и гигиенического назначения; детских товаров.

Термостойкая силиконовая резина выпускается в нескольких цветовых решениях, с различными показателями твердости.

Существует разные виды продукции из термостойкой резины. Монолитная силиконовая резина имеет однородную структуру, гладкую поверхность. Ее твердость по стандартной шкале Шора равна 40 единиц, плотность — 1,15 г/см3.

Вспененная огнестойкая резина характеризуется, по вполне понятным причинам, низкой плотностью 0,5 г/см3. Большое количество пор в некоторой степени снижает термостойкие свойства.

Максимальная температура, которую вспененный материал переносит без изменений, меньше, чем показатели, допустимые для монолитов.

Пористые виды термостойкой силиконовой резины имеют очень хорошую способность амортизировать благодаря наличию многих мелких полостей с воздухом.

Монолитная и вспененная продукция выпускается в виде пластин, шнуров, профилей в обычном исполнении и вместе с зафиксированной липкой лентой. Клеевой слой обеспечивает надежное крепление к основе, герметизацию стыка.

Листы, рулонный материал из термостойкой силиконовой резины имеют следующую толщину: минимум — 1 мм, максимум — 60мм. Диапазон ширины пористой листовой продукции меньше.

Минимум составляет 2 мм, максимум – 10 мм. Вспененные термостойкие профили варьируются по толщине от 10 мм до 20 мм. Самоклеящиеся виды производятся с толщиной от 1 мм до 5 мм.

Термостойкие шнуры из силикона выпускают в нескольких видах: круглыми, квадратными и прямоугольными. Самые разнообразные размеры у термостойких силиконовых профилей.

Следует перед оформлением заказов внимательно обсудить все характеристики с поставщиками.

Домашнее изготовление сырой резины

Каучук, особенно искусственный, для вымешивания требует больших усилий. Мять его руками, как тесто, у человека недостаточно сил. Для этого делается специальное приспособление. Перемешивание с добавками — трудоемкий и длительный процесс. Вещества с различной дисперсностью, удельным весом и физическим состоянием надо превратить в однородную массу.

Готовится сырая резина своими руками в машине со шнековыми валами. Винтовые выступы перетирают все, что заложено в емкость, и перемешивают. Скорость изготовления зависит от количества валов. Дома обычно он один, и надо много времени на доведение смеси до нужного состояния.

Для формовки в листы и полосы достаточно двух валов, один из которых перемещается, изменяя размер зазора, следовательно, и толщину готовой сырой резины. Масса закладывается в накопитель и поступает на формовку. При деформации она остывает и теряет способность течь, становится прочной на разрыв.

Оборудование для домашней мастерской можно приобрести в магазине или сделать самостоятельно. За образцы взять технику, имеющуюся на кухне. Двигатель подойдет от поломанной стиралки или любой другой машины. Ремни и шкивы автомобильные.

Температура шины

Главная / Полезные статьи / Температура шины

Любая автомобильная шина, несмотря на кажущуюся простоту, это достаточно сложное изделие, которое состоит из множества деталей различающихся по конфигурации и по составу. Во время движения вся энергия, потраченная на качение автошин, преобразуется в тепловую, тем самым, заставляя шину разогреваться. Нормальная температура шины при движении находится в пределах 70-80 С. Максимальная температура в самом горячем месте составляет 120-125 О С, при этом шина начинает разрушаться. Во время повышения температуры заметно снижается сила сопротивления разрушению автошины, ухудшается связь между всеми элементами автошины. Когда прочность связи протектора и брекера совсем недостаточна, то начинается отслоение протектора шины.

При увеличении нагрузки и скорости пропорционально растет частота и степень деформации, а соответственно повышается температура внутренних элементов покрышки. При этом заметно ускоряется разрушение и устаревание всех компонентов, из которых изготовлена шина. Чтобы избежать перегрева шины, необходимо не превышать предельную нагрузку. Норма нагрузки и предельно допустимая скорость указываются в маркировке автопокрышки. Если рассмотреть подробно маркировку автошины, то можно увидеть нечто подобное P240/75R15 90Н. По порядку: Р означает, что указанная автошина предназначена для использования в легковых автомобилях, однако есть покрышки, в которых буква Р в маркировке отсутствует; цифра 240 указывает профильную ширину (мм) автопокрышки. Далее 75 это отношение профильной ширины и его высоты, которое умножено на 100. В маркировке буква R показывает, что рассматриваемая модель несет в себе радиальную конструкцию, то есть малослойный каркас, состоящий из нитей (обрезиненные) и металлический кордный брекер. Цифра 15 как раз определяет диаметр (в дюймах) обода для указанной модели. В маркировке цифра 90 с буквой Н являются характеристикой теоретической работоспособности рассматриваемой автошины.

Цифра 90 это индекс нагрузки, определяющий предельно допустимую степень нагрузки на автошину. Пример: нагрузке в 90 соответствует вес равный 600 кг. В автошинах легковых машин индекс уровня нагрузок обычно составляет 70-95, то есть это соответствует весу от 335 до 690 кг. В других случаях использования автомобилей (спортивные, грузовые) допустимые нормы нагрузки на автошину могут составлять 1,5тон. Буква Н в маркировке (или R/S/V), называемая обозначением рейтинга скорости, характеризует теоретическую работоспособность автошины. Любая модель перед серийным производством обязательно проходит стендовые испытания, Во время испытаний сама скорость качения автошин постоянно растет до тех пор пока автошина не разрушится..Таким образом определяется скоростной рейтинг автошины. В рассматриваемом ряду R

Фторопласт-4

Чаще всего при упоминании фторопластов имеют ввиду именно фторопласт-4. Это наиболее распространенный и дешевый в производстве вариант пластмассы, известный в Европе под несколькими названиями. В США его называют «Тефлон» или «Галон», в Великобритании – «Флубон», в Германии – «Гостафлон ТФ», в Японии – «Полифлон», в Италии – «Алгофлон», во Франции – «Сорефлон» или «Гафлон».

Его изготавливают и продают как в «чистом» виде, так и с наполнителями: графитом, металлическими порошками и стекловолокном. Добавки позволяют усилить определенные свойства, приспосабливая полимер к определенным нуждам. В продажу обычно выпускают заготовки в форме дисков, стержней, пластин и штулок.

Фторопласт-4 обладает отличными термостойкими и антифрикционными свойствами, является прекрасными изоляторами тока и легко выдерживает даже агрессивную химическую среду. Это позволяет использовать материал при создании первичной обмотки высоковольтных проводов, токопроводящей и нагревательной жилы, нагревательного кабеля, при изготовлении прокладок, шайб, шлангов для гидросистем и для оборудования теплого пола.

Сырая резина: применение

В домашних условиях резина широко применяется для ремонта резиновых изделий. Это покрышки и камеры велосипедов и автомобилей, обувь. С помощью вулканизации создаются прокладки в краны и различные мелкие детали

Для латок на пробитые колеса наиболее часто используется листовая сырая резина. Инструкция по применению:

Края камеры в месте пореза зачистить наждачкой, чтобы они не соприкасались торцами. Рваные выступы обрезать.
Обезжиривается место вокруг пореза, обрабатывается напильником.
Вырезается из сырой резины латка и накладывается на камеру.
Зажимается струбциной и нагревается.

Для нагрева используется готовый вулканизатор, но его можно сделать самостоятельно. В случае промышленной установки один миллиметр толщины следует греть 4 минуты. В самодельном приспособлении время увеличивается до 10 минут, более точно оно определяется практическим путем.

Производство резины

При выработке силиконового каучука горячей вулканизации используется специализированное оборудование, включающее смесительные вальцы, пластификатор, отопительные каналы, экструдер, каландры и вулканизационные прессы. Жидкую силиконовую резину получают из исходной смеси, состоящей из силиконового каучука, активных и полуактивных наполнителей и вспомогательных веществ.
Добавляя в нее соответствующие компоненты для вулканизации силиконовой резины, возможно под действием температуры свыше +100 °С изготовление эластичных резиновых изделий. Причем не стоит забывать, что попадание в смесь даже небольшого количества катализаторов из серы и антиоксидантов, используемых для изготовления традиционной резины, может испортить резину из силиконового каучука. Поэтому при производстве листовой силиконовой резины применяется отдельное оборудование.

В процессе формования или литьевой прессовки смесь помещается в форму для выдержки под давлением в течение определенного времени. При этом температура доходит до величины, при которой начинается вулканизация. В производстве силиконовой резины для форм в виде смазки применяют водный раствор моющего средства. В ходе литья под давлением подачу смеси осуществляют с помощью роликового ленточного погрузчика, установленного на литьевой машине. Профильные детали, такие как ленты, кабельные оболочки, прутки и шланги, изготавливают методом экструзии. Вулканизация при этом обычно происходит в канале при подаче разогретого воздуха, возможен также процесс с вулканизацией паром.

Силиконовые эластомеры обладают повышенными антиадгезионными характеристиками, по этой причине склеить силиконовою резину, детали из нее между собой или с прочими материалами, довольно затруднительно. Для склеивания используют два способа. Первый заключается в применении средства вулканизации, наделенного адгезионными характеристиками, а второй предполагает использование специального клея для силиконовой резины, так как для этого не подходят традиционные склеивающие средства. Решая вопрос, чем склеить силиконовую резину, специалисты разработали специальные грунтовки на силиконовой основе, способные обеспечить требуемый скрепляющий эффект.

Исходные смеси с силиконовым каучуком хранят в защищенных от света, плотно закрытых емкостях. Хранение приготовленных для вулканизации смесей допустимо при температуре не выше +30 °С. Их срок хранения не должен быть больше 4 месяцев, а исходных смесей – года.

Перегрев проводов — оплавление изоляции

В первую очередь, оплавляется изоляция проводов, и они становятся очень опасными, особенно для работников, производящих ремонт и обслуживание линий. Когда через кабель проходит электрический ток с неизменным значением, то нагревание происходит только до определенного предела. Таким образом, если контролировать значение тока, то можно обеспечить и сохранность изоляции. Сильное перегревание изоляции может вызвать возгорание и привести к пожару. При перегреве проводов без изоляции, у них может возникнуть слишком сильное натяжение, приводящее к .

В современных условиях, прокладка электрических линий, в большинстве случаев, производится проводом с медными жилами. Алюминиевые провода, из-за многих отрицательных качеств, практически не используются, хотя и встречаются в старых линиях. Идеальным вариантом является использование многожильного кабеля, способного выдерживать значительные кратковременные нагрузки.

Следует помнить, что перегревание провода во многих случаях происходит не на протяжении кабельной линии, а в местах скруток и спаек в розетках, распределительных коробках и электрощитах.

Состав и строение натурального каучука

Натуральный (природный) каучук (НК) представляет собой высокомолекулярный непредельный углеводород, молекулы которого содержат большое количество двойных связей; состав его может быть выражен формулой (C5H8)n (где величина n составляет от 1000 до 3000); он является полимером изопрена.

Природный каучук содержится в млечном соке каучуконосных растений, главным образом, тропических (например, бразильского дерева гевея). Другой природный продукт — гуттаперча — также является полимером изопрена, но с иной конфигурацией молекул.

Длинную молекулу каучука можно было бы наблюдать непосредственно при помощи современных микроскопов, но это не удаётся, так как цепочка слишком тонка: диаметр её, соответствует диаметру одной молекулы. Если макромолекулу каучука растянуть до предела, то она будет иметь вид зигзага, что объясняется характером химических связей между атомами углерода, составляющими скелет молекулы.

Звенья молекулы каучука могут вращаться не беспрепятственно в любом направлении, а ограниченно — только вокруг одинарных связей. Тепловые колебания звеньев заставляют молекулу изгибаться, при этом концы её в спокойном состоянии сближены.

При растяжении каучука концы молекул раздвигаются и молекулы ориентируются по направлению растягивающего усилия. Если устранить усилие, вызвавшее растяжение каучука, то концы его молекул вновь сближаются и образец принимает первоначальную форму и размеры.

Молекулу каучука можно представить себе как круглую, незамкнутую пружину, которую можно сильно растянуть, разведя её концы. Освобождённая пружина вновь принимает прежнее положение. Некоторые исследователи представляют молекулу каучука в виде пружинящей спирали. Качественный анализ показывает, что каучук состоит из двух элементов — углерода и водорода, то есть, относится к классу углеводородов.

Первоначально принятая формула каучука была С5Н8, но она слишком проста для такого сложного вещества как каучук. Определение молекулярной массы показывает, что она достигает нескольких сот тысяч (150 000 — 500 000). Каучук, следовательно, природный полимер.

Экспериментально доказано, что в основном макромолекулы натурального каучука состоят из остатков молекул изопрена, а сам натуральный каучук — природный полимер цис-1,4-полиизопрен.

Молекула натурального каучука состоит из нескольких тысяч исходных химических групп (звеньев), соединённых друг с другом и находящихся в непрерывном колебательно-вращательном движении. Такая молекула похожа на спутанный клубок, в котором составляющие его нити местами образуют правильно ориентированные участки.

Основной продукт разложения каучука — углеводород, молекулярная формула которого однозначна с простейшей формулой каучука. Можно считать, что макромолекулы каучука образованы молекулами изопрена. Существуют подобные полимеры, которые не проявляют такой эластичности, какую имеет каучук. Чем же объясняется это его особое свойство?

Молекулы каучука, хотя и имеют линейное строение, не вытянуты в линию, а многократно изогнуты, как бы свёрнуты в клубки. При растягивании каучука такие молекулы распрямляются, образец каучука от этого становится длиннее. При снятии нагрузки, вследствие внутреннего теплового движения, звенья молекулы возвращаются в прежнее свёрнутое состояние, размеры каучука сокращаются. Если же каучук растягивать с достаточно большой силой, то произойдёт не только выпрямление молекул, но и смещение их относительно друг друга — образец каучука может порваться.

Изготовление приспособления для вулканизации

Самодельные вулканизаторы делятся на электрические и бензиновые. Делаются они из деталей, отслуживших свой срок. Основные узлы:

неподвижный стол;
нагревательный элемент;
струбцина.

Самая простая электрическая модель получается из старого утюга, в котором есть рабочая спираль. Этот вариант имеет регулятор, значит, удобнее других. Рабочая поверхность – подошва. Ручку лучше убрать, перевернуть утюг, установить на скобу из толстого листа. Сверху ложится ремонтируемое изделие и зажимается струбциной.

Для бензинового варианта использовать удобно поршень двигателя. В него наливается бензин и поджигается. Для контроля положите на латку бумагу. Она начинает желтеть на критической для резины температуре.

При какой температуре плавится пластик

Если спросить у консультантов по продаже пластиковых окон, как ухаживать за их продукцией, вам ответят: мыть, периодически смазывать металлические и резиновые детали. В принципе, уход не такой уж сложный.

Как мыть пластиковые окна – понятно каждому, смазывать металлические механизмы (фурнитуру) — тоже не очень сложно, а вот про резинки не совсем ясно.

Каждый говорит, что их нужно смазывать, но никто не объясняет, чем смазывать резинки (уплотнитель) на пластиковых окнах, как это делать и зачем вообще нужно?

Изменение свойств резины в зависимости от температуры

С изменением температуры очень сильно изменяются свойства резины, причем работоспособность деталей из нее по разным причинам уменьшается как при нагревании, так и при охлаждении.
Как следует из рис. 11.4, с понижением температуры резины предел прочности растет, а эластичность падает и при —80°С она становится практически равной нулю.

Отметим, что прочность резины, увеличивающаяся с понижением температуры в первом приближении по линейному закону (рис. 11.4), достигает при —80°С примерно такого же значения, какое при комнатной температуре имеет совершенно лишенный эластичности вулканизат — эбонит.

Таким образом, основным неблагоприятным следствием понижения температуры является уменьшение эластичности резины, которая по мере охлаждения приближается по хрупкости к эбониту. Уже при —4 °С наиболее распространенные сорта резины не способны обратимо деформироваться в необходимых пределах, и только вулканизаты на базе специальных морозостойких каучуков сохраняют требующуюся эластичность при температуре —50°С и ниже. Из чего следует, что резиновые изделия в зимнее время требуют к себе пристального внимания и осторожного обращения.

Рис. 11.4. Зависимости предела прочности на растяжение σz и относительного удлинения εz

резины из натурального каучука от температуры

Все работы, связанные с монтажом или демонтажем резиновых деталей в зимнее время, надо проводить, предварительно прогрев их до комнатной температуры. Особенно важно прогревать пневматические шины, сильно охладившиеся при длительной стоянке или продолжительной остановке автомобилей на морозе. Такое нагревание происходит само по себе в процессе движения автомобиля за счет превращения в тепло энергии непрерывного деформирования перекатывающихся шин. Однако первое время после трогания с места холодные шины имеют недостаточную эластичность и вследствие этого легко могут быть повреждены в результате больших динамических нагрузок. Поэтому сначала машина должна двигаться с небольшой скоростью по наиболее ровным участкам местности или дороги, избегать крутых поворотов, резкого торможения и т.д.

В высшей степени осторожное обращение при зимней эксплуатации автомобилей требуется с деталями, изготовленными из бензо- и маслостойкой резины. По сравнению с обычной резиной она обладает пониженной морозостойкостью, и поэтому уже при —20 °С изделия из нее становятся хрупкими.

С повышением температуры до ПО. 120°С относительное удлинение резины увеличивается, а при дальнейшем нагревании, как видно из рис. 11.4, начинает уменьшаться. Переход от роста относительного удлинения к его спаду объясняется наступающим при этих температурах частичным разрывом серных мостиков между макромолекулами каучука, сопровождающимся одновременным резким снижением его эластичности и повышением пластичности.

Другие важные в эксплуатационном отношении свойства резины с повышением температуры изменяются только в худшую сторону: прочность, износостойкость и твердость уменьшаются, а остаточное удлинение и способность к необратимым деформациям увеличиваются. Так, нагреванию резины с 20 до 100 °С соответствует двухкратное и даже трехкратное снижение предела прочности на разрыв. Еще в большей степени уменьшаются в этом случае износостойкость и твердость резины. В результате при повышенной температуре пробег автомобильных шин уменьшается (рис. 11.5).

Кроме того, вследствие сильного понижения твердости и прочности резины с повышением температуры увеличивается возможность появления надрезов и вырывов целых кусков протекторов покрышек при наезде автомобилей на всякого рода неровности и препятствия.

Рис. 11.5. Зависимость пробега шин τпр от температуры воздуха tв

Итак, все резиновые детали и в особенности те, которые деформируются в процессе работы, нужно в некоторых случаях зимой подогревать, а летом охлаждать, а также принимать меры по уменьшению их нагревания. В автомобильных шинах надо поддерживать нормальное давление и не перегружать их. Несоблюдение этих элементарных правил эксплуатации шин ведет к чрезмерному тепловыделению в них со всеми вытекающими отсюда вредными последствиями (рис. 11.6, 11.7).

В жару летом возможно значительное нагревание и нормально накачанных неперегруженных шин. В этом случае рекомендуется для их охлаждения периодически делать в пути остановки, а иногда, чтобы не довести до аварийного состояния покрышку вследствие перегрева, — идти на снижение скорости движения, от которой сильно зависит тепловой режим шин (рис. 11.8).

Рис. 11.6. Зависимость температуры воздуха в шине tШ

от времени пробега τпр:

1 —

при нормальном давлении;
2
— при давлении, пониженном по сравнению с нормой на 30 %