Вулканизация сырой резины в домашних условиях

Инструменты для ремонта

Велосипедисту любителю и профессионалу, стоит собрать себе небольшой ремонтный комплект (ремкомплект). В набор должны входить базовые вещи, достаточные для осуществления ремонта. Комплект должен занимать мало места и быть легким.

Инструменты для ремонта велосипедной камеры (ремкомплект)

В ремкомплект обязательно должны входить заплатка, клей и наждачная бумага. Набор можно приобрести в специализированном магазине или на рынке. Заплатки могут быть разных размеров, круглые и прямоугольные. Лучше приобрести круглые латки среднего размера. Их можно изготовить самостоятельно из старой резиновой камеры.

Для ремонта камеры необходимо выбирать резиновый клей. Обязательно нужно читать на упаковке, что состав подходит для гибких поверхностей. В противном случае резина расплавится или станет твердой.

Наждачная бумага должна быть мелкозернистой (1000-2000). С ее помощью можно подготовить поверхность резины, выровнять поверхность и избавиться от гладкого слоя. После обработки поверхность резины будет шероховатой и цепкой, т.е. лучше держать клей и латку.

Вспомогательные инструменты для ремкомплекта:

шестигранники и гаечные ключи;
разбортовка (монтажка) или плоская отвертка, для отгибания покрышки от обода;
емкость с водой, достаточная для выявления места прокола;
тиски обеспечивают плотное прижатие камеры с заплаткой;
компактный велосипедный насос;
обезжириватель для резины;
запасная камера, на случай, если поврежденная не подлежит ремонту.

Вулканизация – сырая резина – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Вулканизация – сырая резина

Вулканизация сырой резины производится при повышенной температуре в автоклавах, формах или в другом оборудовании.

В процессе вулканизации сырой резины добавляют ускорители, которые значительно сокращают время, необходимое для полной вулканизации и одновременно улучшают качество резины. Применение особенно активных ускорителей сокращает продолжительность процесса вулканизации почти в 20 раз. Отечественная промышленность выпускает два основных вида ускорителей – – тиурам и дифенилгуанидин. Первый более активен, чем второй. Тиурам выпускается в виде желтоватого порошка, дифенилгуанидин – в виде белого или светло-желтого кристаллического порошка.

Путем прессования и вулканизации сырой резины непосредственно на прессе в открытых и литьевых прессформах с подогревом изготовляются армированные и неармированные детали. Технологический процесс прессования состоит из следующих операций.

При 145 С продолжительность вулканизации сырой резины большинства типов составляет 15 – 50 мин.

Резиновые кольца 0-образного сечения изготовляют вулканизацией сырой резины в пресс-формах. В результате сложного физико-химического процесса макромолекулы каучука образуют пространственную структуру, и каучук из пластичного превращается в прочный эластичный материал.

Уплотнительная шайба может быть выполнена вулканизацией сырой резины в гнезде сердечника, в прессформе, чем достигается хорошая ее связь с гнездом. Недостаток – если резина в процессе эксплуатации будет испорчена, то приходится заменить весь сердечник.

В зависимости от сорта резины и конструкции аппарата вулканизация сырой резины производится одним из следующих способов: а) острым паром в вулканизационном котле; б) открытым способом; в) перегретым паром; г) острым паром непосредственно в самом аппарате.

Последним этапом производства релина является дублирование двух слоев и вулканизация сырой резины.

На рис. 48 показаны типовые изделия, полученные прессованием и вулканизацией сырой резины.

Вместо листового полиизобутилена в качестве подслоя под диабазовые плитки могут использоваться мягкие резиновые обкладки ( резины марок 829, 2566 и др.), но при таком способе защиты потребуется после оклейки аппарата проводить вулканизацию сырой резины, что не всегда можно легко осуществить. В действующем производстве гидрататор защищен покрытием, состоящим из трех слоев резины марки 2566, поверх которой в два слоя уложены диабазовые плитки на диабазовой замазке. В узкие штуцеры вставлены на диабазовой замазке патрубки из стали Х18Н12М2Т; по-видимому, для этой цели можно также, использовать диабазовые вкладыши. Указанное покрытие эксплуатируется в среднем 3 года; за этот период исправлялась нарушенная футеровка в горловине аппарата.

Вместо листового полиизобутилена в качестве подслоя под диабазовые плитки могут использоваться мягкие резиновые обкладки ( резины марок 829, 2566 и др.), но при таком способе защиты потребуется после оклейки аппарата проводить вулканизацию сырой резины, что не всегда можно легко осуществить. В действующем производстве гидрататор защищен покрытием, состоящим из трех слоев резины марки 2566, поверх которой в два слоя уложены диабазовые плитки на диабазовой замазке. В узкие штуцеры вставлены на диабазовой замазке патрубки из стали Х18Н12М2Т; по-видимому, для этой цели можно также использовать диабазовые вкладыши. Указанное покрытие эксплуатируется в среднем 3 года; за этот период исправлялась нарушенная футеровка в горловине аппарата.

При вулканизационных работах возможны: травмирование рук при работе на прессах и зачистных станках; травмирование при взрыве паровых вулканизационных аппаратов; ожоги при касании к нагретым частям вулканизационных установок и при прорыве пара; поражения электрическим током при работе на электровулканизаторах и использовании электроустановок; отравления парами растворителей и газовыделениями при вулканизации сырых резин.

Страницы:

Механизм из поршня

В качестве элемента конструкции используется поршень от машины или мотоцикла. Такому вулканизатору не нужна электроэнергия. Для этого требуется запас 50 г бензина.

Из дерева выпиливается основание. Древесина не препятствует прогреву резины.
Из металла изготавливается балка, толщиной 10 мм.
В деревянном основании и балке по краям сверлятся 2 отверстия под болты М12.

На деревянную планку ставится камера с заплаткой. Сверху помещается цилиндр, заполненный бензином. И вся конструкция стягивается болтами. Бензин поджигается. После его прогорания дается время на остужение. А затем разбирается.

Вулканизатор — очень важный прибор для автомобилиста. Особенно он необходим в дороге в случае непредвиденной ситуации. В домашних условиях нет смысла делать дорогостоящую покупку. Поскольку изготовить такое приспособление можно из отслуживших свой срок приборов.

Характеристики видов материала

К смесям невулканизированного спецназначения относятся устойчивые к теплу, воздействию масла и бензина электротехнические материалы. В их состав входит каучук разных видов. В зависимости от типа сырьё может отличаться по эксплуатационным параметрам. Лучшая масло- и бензостойкая смесь получается из хлоропренового каучука. Такие составы поддаются вулканизации без применения серы. Смеси сами по себе получаются очень эластичными, озоностойкими. Сырьё с бутадиен-нитрильным или полисульфидным каучуком характеризуется не настолько хорошим качеством.

Кроме того, масло- и бензостойкие материалы делятся на:

универсальные. Их применяют для колец, нижний показатель предела хрупкости – это -50 градусов. Такой сырой резиной вполне возможно заменить другие типы сырья;
повышенной твёрдости. Используется в производстве для изготовления резинотехнических изделий разного назначения;
средней упругости. Тоже используются для выпуска РТИ;
мягкие. Применяют при изготовлении уплотнителей, для работы с агрессивными жидкостями (масло, топливо).

Сырая резина общего назначения производится из каучуков неполярных видов (СКС или НК). Когда в основе натуральное сырьё, то оно подвергается вулканизации серой. Масса с неполярными типами каучуков получается высокого качества. Такие материалы эластичные и прочные, стойкие к деформациям. Из класса синтетических каучуков наиболее часто применяют бутадиен-стирольный тип сырья. Стоит отметить, что смеси с таким составом – низкого качества. Впрочем, этот показатель напрямую зависит от количества стирола в составе: чем больше этого вещества, тем прочнее получается материал.

Смеси общего назначения бывают повышенной и средней плотности. Первые используют для работы с амортизационными деталями. Резина второй категории идёт на уплотнительные РТИ.

Отдельно стоит упомянуть о смесях, которые предназначены для выполнения ремонтов или работ с восстановленными шинами:

для заливания в воронки повреждений. Имеют вид длинного шнура диаметром от 8 до 10 мм, используются в экструдерах;
боковые. Эта резина востребована для починки плечевой области покрышек;
праймеры – для протектора, каркаса автошин;
вулканизированные составы в виде лент, прошедших обработку. Используются для ремонта грузовых и крупногабаритных шин;
невулканизированные составы, не подвергшиеся обработке. Такую сырую резину берут при наварке протекторов на покрышках в прессах.

Разновидностей сырья действительно много. И в каждом случае оно находит широкое применение в промышленности и при ремонте автопокрышек. С появлением этого материала значительно упростились привычные сегодня процессы починки повреждений на шинах или наварки протектора. А ведь раньше, когда смесей не существовало, мастер-монтажник самостоятельно готовил составы, пригодные для работы. Конечно, это занимало много времени и не гарантировало надёжность, поэтому изобретение сырой резины значительно упростило ремонтные задачи.

Ремонт велосипеда: Как пользоваться вулканизатором

Что вы обычно делаете, если пробили колесо? Правильно, достаёте заплатку и при помощи клея избавляетесь от лишнего отверстия в вашей камере. Но что, если порез будет длиной 20мм? Скорее всего в таком случае камеру придётся выбросить, ведь латки едва ли помогут удержать воздух в такой камере. Скорее всего латка просто отклеится от камеры. Хотя мы уверены, что после такого пореза вам доводилось видеть вздутые прямо на латке шишки. В любом случае такую камеру уже не стоит использовать.

История

Инструмент

Алгоритм

Выводы

Но что, если я скажу вам, что, используя особый инструмент можно избавиться от практически любого прокола и пореза? Имя этого инструмента – Вулканизатор! Звучит впечатляюще, да. Сам процесс назван честь Вулкана, древнеримского бога огня.

Как учит нас Википедия:

Вулканизация – технологический процесс взаимодействия каучуков с вулканизирующим агентом, при котором происходит сшивание молекул каучука в единую пространственную сетку. При этом повышаются прочностные характеристики каучука, его твёрдость и эластичность, снижаются пластические свойства

Открыл процесс вулканизации Чарльз Гудьир (Charles Nelson Goodyear), запатентовавший его в 1844 году. Если его имя вам кажется знакомым, то не стоит удивляться. Фирма Goodyear Tire and Rubber Company или просто Goodyear, известный производитель шин и других резинотехнических изделий, названа в его честь. Вот такая дань изобретателю, хотя умер Чарльз за 48 лет до основания фирмы.

Если у вашего дедушки или отца был автомобиль, то он наверняка расскажет вам про вулканизацию, а если повезет, и презентует вулканизатор, ведь именно так во времена СССР избавлялись от проколов в камерах автомобилей, грузовиков, автобусов и прочей колёсной техники.

Чтобы вулканизировать камеру вам понадобится:

Вулканизатор (не удивляйтесь)
«Сырая» резина
Ножницы
Камера с лишним отверстием
Сольвент
Ветошь

Вулканизатор сейчас легко купить на вторичном рынке или барахолке, там же можно достать специальную «сырую» резину. Проверьте гараж или расспросите у старших родственников, вполне возможно у них есть такой девайс. Автору статьи вулканизатор, вместе с резиной для заплаток, достался от отца. Эта штука, с 1974 года прекрасно ставит заплатки на камеры. Вот небольшая инструкция как ним пользоваться:

Подготовьте камеру

Обезжирьте камеру в том месте, где планируете её вулканизировать, прям как с обычной установкой латки. В моём случае был простой прокол иглой акации, но вулканизатору поддаются любые порезы, лишь бы хватило рабочей поверхности самого аппарата.

Подготовьте заплатку

При помощи ножниц вырежьте подходящую заплатку, от края заплатки до отверстия должно быть не менее 5мм. Не забудьте снять с заплатки защитную плёнку. Прилепите заплатку к камере в месте прокола слегка прижав её. Сырая резина отлично прилипает, так что у вас не должно быть никаких проблем с этим.

Состав определяет и свойства обоих соединений

Каучук по своим химическим свойствам в воде, ацетоне не растворяется. При комнатной температуре взаимодействует с кислородом и начинает «стареть» — терять прочность и эластичность. При температуре свыше 2000С разлагается.

Так как резина, это «модифицированный» каучук, то она лишена его слабых мест. При выпуске, при помощи «добавок» ее наделяют нужными свойствами:

Стойкостью к действию кислот.
Устойчивостью к агрессивным внешним условия.
Стойкость к действию сильных окислителей, в том числе и озона.
Устойчивость против высоких температур и т.п.

Резина – это «сшитое» высокомолекулярное соединение, оно способно распрямляться под действием внешних сил и возвращаться в исходное состояние. Макромолекулы резины не способны к кристаллизации, не плавятся при повышении температуры. Таким образом, резина – это более универсальный материал, чем каучук. Но это и логично. Каучук – сырье для получения резины, он является основой, позволяющий получить материал с запланированными свойствами.

Вулканизация

Вулканизация, так называют один из технологических процессов, применяемых на производстве резины. Во время этого процесса сырой каучук, натурального или искусственного происхождения, становится резиной.

У каучука, прошедшего через вулканизацию, заметно улучшается прочность, химическая стойкость, эластичность, повышается устойчивость к воздействию высоких и низких температур и ряд других технических свойств. Суть этого процесса заключается в следующем – под воздействием высокой температуре и определенного давления происходит связывание линейных макромолекул в единую целое. Эта система носит название вулканизационной сетки.

По окончании процесса вулканизации между макромолекулами создаются поперечные связи. Их количество и структура определяется способом проведения этой операции. Во время этого процесса определенные свойства каучука изменяются не линейно, а с прохождением через определенные точки максимума и минимума. Точка, в которой проявляются оптимальные свойства резины, называется оптимумом вулканизации.

Вулканизация каучука

Для обеспечения необходимых эксплуатационных и технических свойств резины в каучук добавляют различные вещества и материалы – сажу, мел, размягчители и пр.

На практике применяют несколько методов вулканизации, но их объединяет одно – обработка сырья вулканизационной серой. В некоторых учебниках и нормативных документах говорится о том, что в качестве вулканизирующих агентов могут быть использованы сернистые соединения, но на самом деле они могут считаться таковыми, только потому, что они содержат в себе серу. Иначе, они могут оказывать влияние вулканизацию ровно, так же как и остальные вещества, которые не содержат соединений серы.

Некоторое время назад, проводились исследования в отношении проведения обработки каучука органическими соединениями и некоторыми веществами, например:

фосфор;
селен;
тринитробензол и ряд других.

Но проведенные исследования показали, что никакого практической ценности эти вещества в части вулканизации не имеют.

Что делать если камера спускает

Если после того как вы заклеили прокол на велосипедной камере она все равно со временем спускает, то следует проверить:

Не травит ли воздух из-под латки. Для этого место с латкой следует опустить в воду и убедиться в отсутствии пузырьков воздуха. Если же они есть, то вам придётся отрывать старую и клеить новую латку.
Проверить отсутствие других, более мелких проколов, опустив камеру в воду. В случае их обнаружения – заклеить.
Нет ли утечек воздуха по ниппелю. Для этого следует плюнуть на него (или же, если делать все правильно, нанести мыльный раствор) и понаблюдать несколько десятков секунд. Если он пропускает, то на нем будут образовываться пузырьки. В случае обнаружения утечки, подтянуть ниппель специальным ключом.
Не вылез ли металлизированный корд. Бывает, что со временем на дешевых велосипедных покрышках разрушается корд, который представляет собой тонкую проволоку (на более дорогих шинах используются нейлоновые нити и другие материалы), которая может вылезти с внутренней стороны покрышки и постоянно протыкать камеру. В случае обнаружения такой проблемы шину следует как можно скорее заменить. Временное решение — выдернуть торчащую проволоку корда и заклеить это место латкой для камеры. Но повторюсь, что в данном случае требуется замена покрышки, т.к. это будет повторяться регулярно.

Если камера повреждена у основания соска (например, ее перетерло ободом), то ее лучше сразу заменить. Как правило, такие дефекты не подлежат ремонту.

Свойства материала

От вида примененного реагента во многом зависят эксплуатационные свойства полученной вулканизированной резины и изделий из нее. К таким характеристикам относят устойчивость к пребыванию в агрессивных средах, скорость деформирования при сжатии или повышении температуры, сопротивляемость термоокислительным реакциям.

Возникающие связи необратимо ограничивают подвижность молекул под механическим воздействием, одновременно сохраняя высокую эластичность материала со способностью к пластическим деформациям. Структура и численность этих связей определяется методом вулканизации резины и использованными для нее химическими агентами.

Процесс протекает не монотонно, и отдельные показатели вулканизируемой смеси в своем изменении достигают своего минимума и максимума в разное время. Наиболее подходящее соотношение физико-механических характеристик получаемого эластомера называется оптимумом.

Вулканизируемый состав, помимо каучука и химических агентов, включает ряд дополнительных веществ, способствующих производству резин с заданными эксплуатационными свойствами. По назначению их делят на ускорители (активаторы), наполнители, мягчители (пластификаторы) и противостарители (антиокислители). Ускорители (чаще всего это оксид цинка) облегчают химическое взаимодействие всех ингредиентов резиновой смеси, способствуют сокращению расхода сырья, времени на его переработку, улучшают свойства вулканизаторов.

Наполнители, такие как мел, каолин, сажа, повышают механическую прочность, сопротивление износу, истиранию и другие физические характеристики эластомера. Пополняя объем исходного сырья, они тем самым уменьшают расход каучука и понижают себестоимость получаемого продукта. Мягчители добавляют для повышения технологичности обработки резиновых смесей, снижения их вязкости и увеличения объема наполнителей.

Также пластификаторы способны повышать динамическую выносливость эластомеров, стойкость к истиранию. Стабилизирующие процесс антиокислители вводятся в состав смеси, чтобы предупредить «старение» каучука. Разные комбинации этих веществ применяют при разработке специальных рецептур сырой резины для прогнозирования и корректировки процесса вулканизации.

Применение холодной вулканизации велосипедных шин

Этот способ вулканизации шин используется с 1939 года и пользуется огромным спросом. Холодный метод очень удобен и легок в применении (особенно в домашних условиях). Метод подходит идеально для любого вида резины.

В магазине можно купить специальный набор, в который входит:

холодные накладки из каучука;
наждачная бумага;
универсальный клей (специально разработанный для вулканизации). В клее содержится уникальный состав, благодаря которому происходит сцепка заплатки с шиной.

Особенно хорош данный способ ремонта в походных условиях, когда не имеется иной возможности отремонтировать шину. Весь процесс склеивания заплатки занимает около 10-15 минут. Такие заплатки напоминают по виду медицинский пластырь.

Механизм из поршня

Из дерева выпиливается основание. Древесина не препятствует прогреву резины.
Из металла изготавливается балка, толщиной 10 мм.
В деревянном основании и балке по краям сверлятся 2 отверстия под болты М12.

История

Инструмент

Алгоритм

Выводы

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Текст слайда:

Резина,вулканизация

Слайд 2

Текст слайда:

Понятие о вулканизации

Вулканизация – это химический процесс, в ходе которого, сырой каучук, улучшая свойства материала в прочности и упругости, становится резиной. По сути, каучук может применяться, как специальный клей, для заделывания прокола в камере или покрышке.

Слайд 3

Текст слайда:

Понятие о вулканизации

Процессы вулканизации резины бывают такими:электрическая;серная;горячая;холодная.

Слайд 4

Текст слайда:

Виды резины

Резина один из немногих материалов, имеющих различную твердость. В зависимости от процентного содержания серы она бывает:мягкая – содержит до 3% серы;полу твердая – от 4 до 30% серы;твердая – более 30%.

Слайд 5

Текст слайда:

Виды резины

Мягкая Полу твердая Твёрдая

Слайд 6

Текст слайда:

Электрическая вулканизация резины

В целом вулканизация бывает холодной и горячей. Процесс электрической вулканизации относится к горячему способу. В качестве нагревателя в домашних условиях, используется электроплита с керамическим нагревателем, также подойдет строительный фен или обычный утюг. Оптимальная температура для данного способа 145Со. Для определения температуры, можно также воспользоваться подручными средствами, например, если лист бумаги начал обугливаться, значит, температура достигла необходимых показателей.

Слайд 7

Текст слайда:

Серная вулканизация резины

Эта операция состоит из химической реакции, в ходе которой к каучуку присоединяют атомы серы. При добавлении до 5%, получается сырье для изготовления камер и покрышек. В случае склеивания двух элементов, сера, помогает соединять молекулы каучука, образовывая так называемый мостик. Данная процедура относится к горячему способу, но вряд ли получится ее проделать ее в походе или на трассе.

Слайд 8

Текст слайда:

Горячая вулканизация

Каучук, как сырой материал, имеет свойство свариваться в единый состав при температуре 150 °С. Вследствие этого процесса, каучук становится уже резиной и в исходное положение вернуться не может. Благодаря своим возможностям каучук может исправить любые проколы и порезы в камере и покрышке.

Холодная вулканизация

Слайд 9

Текст слайда:

Холодная вулканизация

Процедура ремонта в этом случае похожа на горячий способ. Также нужно обработать поврежденную поверхность абразивом, удалить резиновую пыль и обезжирить. После высыхания нанести клей на камеру и приклеить заплатку. В этом случае играет роль не продолжительность прижатия, а его сила. Поэтому недостаточно будет просто придавить камнем, необходимо большее усилие.

Слайд 10

Текст слайда:

Изготовление приспособления для вулканизации

Каждый вулканизатор имеет два основных элемента – нагревательную часть и зажимное устройство. В основе такого оборудования для обработки резины, может использоваться:утюг;«базарная» электроплитка;поршень от двигателя.

Слайд 11

Текст слайда:

Плюсы и минусы вулканизации

Основным достоинством процесса ремонта резины является то, что отремонтировать дешевле, чем купить новое

Однако каждая ситуация индивидуальна, поэтому важно определить спасет ли ремонт ситуацию.Холодный способ достаточно прост в использовании, это не займет много времени, а затраты будут минимальными. Главный же минус такого способа, это ненадежность склеивания

Такая процедура является временной, и следует как можно быстрее обратиться на СТО.Горячая вулканизация надежно сваривает резину, позволяет проводить такие работы при любой температуре и имеет невысокую стоимость.