Резиновые материалы

Натуральный каучук (НК) получают из так называемых каучуконосов растений, преимущественно культивируемых в странах тропического пояса.
Основным сырьем для отечественной резиновой промышленности служат различные синтетические каучуки (СК).
В чистом виде натуральные и синтетические каучуки находят ограниченное применение (изготовление клеев, изолировочной ленты, медицинского пластыря, уплотнительных прокладок), так как обладают рядом недостатков, в частности, имеют недостаточную прочность. Например, прочность на разрыв разных сортов НК колеблется от 1,0 до 1,5 МПа, а у стереорегулярного каучука (СКС) она не превышает 0,5 МПа.

Одним из эффективных способов увеличения прочности каучуков является вулканизация -- химическое связывание молекул каучука с атомами серы. В результате вулканизации, например НК, которая наиболее эффективно проходит при температуре 140... 150"С, получается вулканизованный каучук (вулканизат) с прочностью на разрыв около 25 МПа.
В состав резины вводят такое количество серы, которое обусловливает получение изделия с возможно большей прочностью.

Например, в резинах, идущих для изготовления автомобильных камер и покрышек, ее содержится 1...3% от доли имеющихся в них каучуков. С ростом концентрации серы увеличивается прочность резины, но одновременно уменьшается ее эластичность. В предельном случае, т.е. когда с каучуком соединяется максимально возможное количество серы (около 50 %), получают очень прочный (предел прочности при растяжении 52...54 МПа) и совершенно неэластичный (твердый) химически инертный материал эбонит. Из эбонита изготавливают детали электротехнического назначения и в том числе аккумуляторные банки.

Кроме каучука и серы в состав резины входят и другие компоненты (ингредиенты).
Для ускорения процесса вулканизации в состав любой смеси каучука с вулканизирующим веществом добавляются ускорители (тиурам, каптакс и др.), а для повышения прочности вулканизатов -- активные наполнители (усилители).
Сажа, как и другие усилители, вводится в современные резиновые материалы в значительных количествах -- от 20 до 70 % по отношению к содержащемуся в них каучуку.

Кроме того, в состав резины в небольших количествах можно вводить красители, пластификаторы (для облегчения формования), антиокислители (для замедления процессов старения), парообразователи (при изготовлении пористых губчатых резин) и т.д.
Не подвергавшаяся вулканизации механическая смесь каучука, серы, наполнителей и других ингредиентов (общее число которых может достигать 15) называется сырой резиной, или резиновой смесью.

Армирование резиновых изделий
Армированными резиновыми изделиями для автомобилей являются резинотканевые шланги, приводные ремни и т.д. Автомобильные покрышки это наиболее ответственные и дорогие армированные изделия, для изготовления которых используются специальные ткани -- корд, чефер и др.

Корд состоит из прочных нитей основы и слабых, редко расположенных нитей утка. Его вырабатывают из искусственных (вискозных) и синтетических (капроновых, лавсановых) волокон, стекловолокна и стальной проволоки. Из корда образуется главный силовой элемент покрышки -- ее каркас.

Чефер представляет собой техническую (грубую) ткань из одних и тех же нитей с одинаковым строением основы и утка. Он служит для обеспечения менее важных функций (отделки бортов покрышки), поэтому изготавливается преимущественно из хлопчатобумажной пряжи.

Колеса и шины
Пневматические шины легковых автомобилей подразделяются по способу герметизации внутреннего объема, расположению нитей корда в каркасе, отношению высоты к ширине профиля, типу протектора и ряду других специфических особенностей, вызванных их назначением и условиями эксплуатации.
По способу герметизации внутреннего объема различают камерные бескамерные шины.

Камерные шины состоят из покрышки, камеры с вентилем и ободной ленты, надеваемой на обод. Размер камеры всегда несколько меньше внутренней полости покрышки во избежание образования складок в накаченном состоянии. Вентиль представляет собой обратный клапан, позволяющий нагнетать воздух в шину и препятствующий выходу наружу. Ободная лента предохраняет камеру от повреждений и трения о колесо и борт покрышки.

Бескамерные шины отличаются наличием воздухонепроницаемого резинового слоя, наложенного на первый слой каркаса (вместо камеры), и имеют следующие преимущества:
меньшую массу и лучший теплообмен с колесами;
повышенную безопасность при движении машины, так как при проколе воздух выходит только в месте прокола (при мелком проколе достаточно медленно);
упрощенный ремонт в случае прокола (нет необходимости в демонтаже).
(-) монтаж и демонтаж бескамерных шин, усложненные и требуют большей квалификации, возможны только на специальном шиномонтажном станке.
Бескамерные шины применяются для колес с ободами специального профиля и повышенной точности изготовления.
Камерные и бескамерные шины по расположению нитей корда в каркасе покрышки могут быть как диагональной, так и радиальной конструкции.

Маркировка шин
Например, в обозначении диагональной шины
6,15-13/155-13:
6,15 -- условная ширина профиля шины (В) в дюймах;
13 -- посадочный диаметр (а1) шины (и колеса) в дюймах;
155 -- условная ширина профиля шины в мм.
Вместо последнего числа 13 может быть указан посадочный диаметр в мм (330).

Радиальные шины имеют единое смешанное миллиметрово-дюймовое обозначение.
165 -- условная ширина профиля шины (В) в мм;
70 -- отношение высоты профиля шины (Н) к ее ширине (В) в процентах;
R -- радиальная;
13 -- посадочный диаметр в дюймах;
78 -- условный индекс грузоподъемности шины;
5 -- скоростной индекс шины (максимально допустимая скорость движения автомобиля) в км/ч.

Для повседневной езды по российским дорогам целесообразно ограничиться отношением Н/В ниже 0,65, причем это касается довольно больших шин, т.е. шин для автомобилей типа ГАЗ-3110 «Волга». На моделях ВАЗ лучше не применять шины с Н/В ниже 0,70, а на автомобиле ВАЗ-111 «Ока» и вовсе нецелесообразна установка каких-либо иных шин кроме заводских размером 135Ш2.