Гума - продукт вулканізації композиції, що містить речовину, - натуральний або синтетичний каучук.
У конструкції сучасних автомобілів використовують кілька сот виробів, виконаних з гуми. Це шини, камери, шланги, ущільнювачі, герметики, деталі для електро- і віброізоляції, приводні ремені і т. Д. Їх маса становить до 10% від загальної маси автомобіля.
Широке застосування гумових виробів в автомобілебудуванні пояснюється їх унікальними властивостями:
• еластичністю;
• здатністю поглинати ударні навантаження і вібрацію;
• низьку теплопровідність і звукопровідність;
• високу механічну міцність;
• високу опірність до стирання;
• високою електроізоляційної здатністю;
• газо- і водонепроникність;
• стійкістю до агресивних середовищ;
• низькою щільністю.
Основна властивість гуми - оборотна еластична деформація - здатність багаторазово змінювати свою форму і розміри без руйнування під впливом порівняно невеликий зовнішнього навантаження і знову повертатися в первісний стан після зняття цього навантаження.
Подібним властивістю не володіють ні метали, ні деревина, ні полімери.
На рис. 1 наведено класифікацію гуми.
Гуму отримують вулканізацією гумової суміші, до складу якої входять:
• каучук;
• вулканизирующие агенти;
• прискорювачі вулканізації;
• активатори;
• противостарители;
• активні наповнювачі або підсилювачі;
• неактивні наповнювачі;
• барвники;
• інгредієнти спеціального призначення.
Мал. 1. .Классіфікація гум.
Натуральний каучук - природний полімер, який представляє собою неграничні вуглеводень - ізопрен (С5Н8) n.
Натуральний каучук добувають головним чином з молочного соку (латексу) каучуконосних рослин, в основному з бразильської гевеї, в якому його міститься до 40%.
Для виділення каучуку латекс обробляють оцтовою кислотою, під дією якої він згортається, і каучук легко відділяється. Потім його промивають водою, прокочують в листи, сушать і коптять для стійкості проти окислення і дії мікроорганізмів.
Виробництво натурального каучуку (НК) вимагає великих витрат і не покриває промислових потреб. Тому найбільшого поширення набув синтетичний каучук (СК). Властивості СК залежать від будови і складу.
Ізопреновий каучук (позначається СКІ) за своїм складом і будовою близький до натурального каучуку, за деякими показниками поступається йому, а з якихось перевершує. Гума на основі СКІ відрізняється газонепроницаемостью, достатньою стійкістю проти впливу багатьох органічних розчинників, масел. Істотні його недоліки - низька міцність при високих температурах і низька озоно- і атмосферостійкість.
Бутадієн-стірольний (СКС) і бутадієн-метілстірольний (СКМС) СК найбільш широко використовуються в автомобілебудуванні. Гуми на основі цих каучуків мають хороші властивості міцності, високий опір зношування, газонепроникність, морозо- і вологостійкість, однак нестійкі при впливі озону, палива і масел.
Гума на базі бутадиенового каучуку (СКД) еластична, зносостійка, має хороші фізико-механічні властивості при низьких температурах, проте існують труднощі при переробці гумових сумішей. Вона має недостатньо міцний зв'язок з металокордом при виробництві армованих виробів.
З СК спеціального призначення бутадієн-нітрильних (СКН) каучук відрізняється високою бензомаслостойкостью, зберігає свої властивості в широкому інтервалі температур, забезпечує міцний зв'язок з металами, тому застосовується для виготовлення металлорезінових виробів, що працюють в контакті з нафтопродуктами. Недолік - швидке старіння.
Гуми на основі фторкаучука (СКФ) і акрилатного каучуку (АК) мають дуже високими властивостями міцності, стійкі до дії палив, масел, багатьох інших речовин, високих температур, проте низька морозостійкість обмежує їх застосування. Комплексом позитивних властивостей володіють силіконові каучуки.
Молекули СК є полімерними ланцюгами з невеликим числом бічних відгалужень. При нагріванні з деякими вулканизирующими речовинами між молекулами каучуку утворюються хімічні зв'язки - «містки», що різко змінює механічні властивості суміші. Найчастіше в якості Вулканізуючий інгредієнта використовують сірку (1-3%).
Для прискорення вулканізації в гумову суміш додають прискорювачі і активатори.
Надзвичайно важливим інгредієнтом гуми є наповнювачі. Активні наповнювачі різко посилюють міцнісні властивості гуми. Найчастіше роль активного наповнювача виконує технічний вуглець (сажа). Введення технічного вуглецю робить гуму більш міцною, підвищує зносостійкість, пружність, твердість. Неактивні наповнювачі (крейда, азбестова борошно та ін.) Служать для збільшення обсягу гумової суміші, що здешевлює виготовлення гуми, але її фізико-механічних властивостей не поліпшують (деякі наповнювачі навіть погіршують).
Пластифікатори (пом'якшувачі) полегшують приготування гумової суміші, формування виробів, а також покращують еластичність гуми при низьких температурах. В як пластифікатори використовують висококиплячі фракції нафти, кам'яновугільну смолу, рослинні масла, каніфоль, синтетичні смоли. Для уповільнення процесів старіння гуми і збільшення її ресурсу до складу гумової суміші вводять противостарители (антиокислювачі, стабілізатори).
Особлива роль відводиться армирующим наповнювачів. Вони не входять до складу гумової суміші, а вводяться на стадії формування виробу. Текстильна або металева арматура знижує навантаження на гумовий виріб, обмежує його деформацію. Виготовляють такі армовані гумові вироби, як шланги, приводні ремені, стрічки, автопокришки, де для посилення міцності використовують текстильний і металевий корд.
Підбором відповідних каучуків, рецептури гумової суміші, умов вулканізації створюють матеріали, які мають певні властивості, що дозволяє отримувати вироби, що володіють різними експлуатаційними властивостями, причому стійко зберігають свої якості тривалий час і забезпечують функціональне призначення деталей і працездатність вузлів і агрегатів.
З відпрацьованих гумовотехнічних виробів виготовляють за спеціальною технологією регенерат, який додають в гумову суміш в якості замінника частини каучуку. Однак гума, до складу якої входить регенерат, не відрізняється хорошими експлуатаційними властивостями, а тому з неї виготовляють вироби (килимки, обідні стрічки), до яких не пред'являють високих технічних вимог.
Лекція, реферат. Гуми: склад, властивості і види - поняття і види. Класифікація, суть і особливості.