Przyszłość produkcji opon: opony z soi, izoprenu, diwinylostyrenu, soku mlecznego. „Michelin” z mniszka lekarskiego Zastosowanie gumy w wyrobach przemysłowych
Kauczuki to materiały naturalne lub syntetyczne charakteryzujące się elastycznością, wodoodpornością i właściwościami elektroizolacyjnymi, z których w drodze specjalnej obróbki otrzymuje się kauczuk. Kauczuk naturalny otrzymywany jest z mlecznobiałej cieczy zwanej lateksem, mlecznego soku roślin kauczukowych.
Kauczuk naturalny otrzymuje się poprzez koagulację mlecznego soku (lateksu) roślin kauczukowych. Głównym składnikiem kauczuku jest węglowodór poliizoprenowy (91-96%). Kauczuk naturalny występuje w wielu roślinach, które nie tworzą jednej konkretnej rodziny botanicznej. W zależności od tkanek, w których gromadzi się guma, rośliny kauczukowe dzielą się na:
Miąższ - guma w korzeniach i łodygach;
Chlorenchyma - guma występująca w liściach i zielonych tkankach młodych pędów.
Lateks - guma w mlecznym soku.
Rośliny zielne lateksowe zawierające gumę lateksową z rodziny Asteraceae (Kok-sagyz, Crimea-sagyz i inne), rosnące w strefie umiarkowanej, w tym w republikach południowych, zawierające gumę w niewielkich ilościach w korzeniach, nie mają znaczenia przemysłowego.
Co to jest kauczuk syntetyczny? Są to polimery syntetyczne, które można przetwarzać na gumę poprzez wulkanizację i stanowią większość elastomerów. Które miasto produkuje gumę w Rosji? Na przykład w Togliatti w Krasnojarsku.
Kauczuk syntetyczny to wysokopolimerowy materiał przypominający gumę. Otrzymuje się go przez polimeryzację lub kopolimeryzację butadienu, styrenu, izoprenu, neoprenu, chlorprenu, izobutylenu, nitrylu kwasu akrylowego. Podobnie jak kauczuki naturalne, syntetyczne mają długie łańcuchy makrocząsteczkowe, czasem rozgałęzione, o średniej masie cząsteczkowej setek tysięcy, a nawet milionów. Łańcuchy polimerowe w kauczuku syntetycznym w większości przypadków posiadają wiązania podwójne, dzięki czemu podczas wulkanizacji tworzy się przestrzenna sieć, a powstała guma nabiera charakterystycznych właściwości fizyko-mechanicznych.
Zwykle przyjmuje się klasyfikację i nazewnictwo kauczuków według monomerów użytych do ich otrzymania (izopren, butadien itp.) lub według charakterystycznej grupy (atomów) w łańcuchu głównym lub grupach bocznych (uretan, polisiarczek itp.) Kauczuki syntetyczne dzieli się także ze względu na właściwości, np. zawartość wypełniaczy (z wypełnieniem i bez), masę cząsteczkową (konsystencja) i formę uwalniania (stałe, płynne, proszek). Niektóre kauczuki syntetyczne produkowane są w postaci dyspersji wodnych – lateksów syntetycznych. Specjalną grupę kauczuków stanowią elastomery termoplastyczne.
Niektóre rodzaje kauczuków syntetycznych (na przykład poliizobutylen, kauczuk silikonowy) są związkami całkowicie nasyconymi, dlatego do ich wulkanizacji stosuje się nadtlenki organiczne, aminy i inne substancje. Niektóre rodzaje kauczuków syntetycznych przewyższają kauczuk naturalny pod wieloma właściwościami technicznymi.
Ze względu na obszar zastosowania kauczuki syntetyczne dzielą się na kauczuki ogólnego przeznaczenia i kauczuki specjalnego przeznaczenia. Do kauczuków ogólnego przeznaczenia zalicza się kauczuki posiadające zestaw odpowiednio wysokich właściwości technicznych (wytrzymałość, elastyczność itp.) odpowiednie do masowej produkcji szerokiej gamy wyrobów. Do kauczuków specjalnego przeznaczenia zalicza się kauczuki posiadające jedną lub więcej właściwości zapewniających spełnienie specjalnych wymagań wobec produktu i jego działanie w często ekstremalnych warunkach pracy.
Kauczuki ogólnego przeznaczenia: izopren, butadien, styren-butadien itp.
Kauczuki do zastosowań specjalnych: kauczuk butylowy, kauczuk etylenowo-propylenowy, kauczuk chloroprenowy, kauczuk fluorowy, kauczuk uretanowy itp. Wielu nie wie, że kauczuk chloroprenowy produkowano w ZSRR i zadaje pytanie - w jakim mieście obecnie produkuje się kauczuk? Niestety kauczuk chloroprenowy produkowano w Armenii w nieczynnym od kilku lat zakładzie w Nairit.
W technologii guma służy do produkcji opon do pojazdów, samolotów i rowerów; Gumy wykorzystywane są do izolacji elektrycznej, a także do produkcji wyrobów przemysłowych i wyrobów medycznych.
1. Kauczuk naturalny
Guma istnieje tak długo, jak sama natura. Odnalezione skamieniałe pozostałości drzew kauczukowych mają około trzech milionów lat. Europejczycy po raz pierwszy zetknęli się z kauczukiem naturalnym pięć wieków temu, a w Stanach Zjednoczonych wyroby gumowe stały się popularne w latach trzydziestych XIX wieku, kiedy gumowe butelki i buty produkowane przez Indian południowoamerykańskich były sprzedawane w dużych ilościach. W 1839 roku amerykański wynalazca Charles Goodyear odkrył, że ogrzewanie gumy siarką niweluje jej niekorzystne właściwości. Położył na piecu kawałek gumowanej tkaniny, na którą nałożono warstwę siarki. Po pewnym czasie odkrył materiał skóropodobny – gumę. Proces ten nazwano wulkanizacją. Odkrycie gumy doprowadziło do jej powszechnego zastosowania: do 1919 roku na rynek wprowadzono ponad 40 000 różnych wyrobów gumowych.
Rośliny z kauczuku naturalnego
Słowo „guma” pochodzi od dwóch słów z języka Tupi-Guarani: „kau” – drzewo, „uchu” – płynąć, płakać. „Caucho” to sok z rośliny Hevea, pierwszej i najważniejszej rośliny kauczukowej. Europejczycy dodali do tego słowa tylko jedną literę. Wśród roślin zielnych Rosji znajdują się znany mniszek lekarski, piołun i wilczomlecz, które zawierają również mleczny sok.
Drzewa lateksowe mają znaczenie przemysłowe, ponieważ nie tylko gromadzą gumę w dużych ilościach, ale także łatwo ją oddają; z nich najważniejsza jest brazylijska Hevea (Hevea brasiliensis), która według różnych szacunków produkuje od 90 do 96% światowej produkcji kauczuku naturalnego.
Surowa guma pochodząca z innych źródeł roślinnych jest zwykle zanieczyszczona zanieczyszczeniami żywicznymi, które należy usunąć. Te surowe kauczuki zawierają gutaperkę, produkt niektórych drzew tropikalnych z rodziny sapotaceae.
Rośliny kauczukowe najlepiej rosną nie dalej niż 10° od równika na północ i południe. Dlatego ten pas o szerokości 1300 km po obu stronach równika nazywany jest „pasem gumowym”. Tutaj wydobywa się kauczuk i sprzedaje go do wszystkich krajów świata.
Właściwości fizyczne i chemiczne kauczuku naturalnego
Kauczuk naturalny jest amorficzną substancją stałą zdolną do krystalizacji.
Naturalny, nieobrobiony (surowy) kauczuk to biały lub bezbarwny węglowodór.
Nie pęcznieje i nie rozpuszcza się w wodzie, alkoholu, acetonie i wielu innych płynach. Pęczniejąc, a następnie rozpuszczając się w węglowodorach tłuszczowych i aromatycznych (benzenie, benzenie, eterze i innych) oraz ich pochodnych, guma tworzy roztwory koloidalne, które znajdują szerokie zastosowanie w technice.
Kauczuk naturalny jest jednorodny w swojej strukturze molekularnej, wyróżnia się wysokimi właściwościami fizycznymi, a także technologicznymi, czyli możliwością przetwarzania na urządzeniach fabryk przemysłu gumowego.
Szczególnie ważną i specyficzną właściwością gumy jest jej sprężystość (sprężystość) – zdolność gumy do przywracania pierwotnego kształtu po ustaniu sił powodujących odkształcenie. Guma jest wyrobem wysoce elastycznym, pod wpływem nawet niewielkich sił ulega odwracalnemu odkształceniu przy rozciąganiu dochodzącemu do 1000%, a dla zwykłych ciał stałych wartość ta nie przekracza 1%. Elastyczność gumy utrzymuje się w szerokim zakresie temperatur i jest to jej charakterystyczna właściwość. Ale przy dłuższym przechowywaniu guma twardnieje.
Przy temperaturze ciekłego powietrza wynoszącej -195°C jest twardy i przezroczysty; od 0° do 10°C jest kruchy i już nieprzezroczysty, a w 20°C miękki, elastyczny i półprzezroczysty. Po podgrzaniu powyżej 50°C staje się plastyczny i lepki; w temperaturze 80°C kauczuk naturalny traci swoją elastyczność; w temperaturze 120°C - zamienia się w żywicopodobną ciecz, po czym stwardnieje i nie ma już możliwości uzyskania oryginalnego produktu. Jeśli temperatura zostanie podniesiona do 200–250 ° C, guma rozkłada się, tworząc szereg produktów gazowych i ciekłych.
Guma jest dobrym dielektrykiem, ma niską przepuszczalność wody i gazów. Guma jest nierozpuszczalna w wodzie, alkaliach i słabych kwasach; w alkoholu etylowym jego rozpuszczalność jest niska, ale w dwusiarczku węgla, chloroformie i benzynie najpierw pęcznieje, a następnie rozpuszcza się. Łatwo utlenia się pod wpływem chemicznych środków utleniających, powoli pod wpływem tlenu atmosferycznego. Przewodność cieplna gumy jest 100 razy mniejsza niż przewodność cieplna stali.
Oprócz elastyczności guma jest również plastyczna - zachowuje swój kształt nabyty pod wpływem sił zewnętrznych. Plastyczność gumy, która objawia się podczas ogrzewania i obróbki mechanicznej, jest jedną z charakterystycznych właściwości gumy. Ponieważ guma ma właściwości elastyczne i plastyczne, często nazywana jest materiałem plastoelastycznym.
Kiedy kauczuk naturalny jest chłodzony lub rozciągany, ulega przejściu ze stanu amorficznego do stanu krystalicznego (krystalizacja). Proces ten nie następuje od razu, ale z biegiem czasu. W tym przypadku podczas rozciągania guma nagrzewa się pod wpływem wydzielającego się ciepła krystalizacji. Kryształy gumy są bardzo małe, brakuje im wyraźnych krawędzi i specyficznego kształtu geometrycznego.
W temperaturze około -70°C guma całkowicie traci swoją elastyczność i zamienia się w szklistą masę.
Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie gumy, podobnie jak wiele materiałów polimerowych, mogą występować w trzech stanach fizycznych: szklistym, wysoce elastycznym i lepkim. Najbardziej typowy jest stan wysoce elastyczny gumy.
Guma łatwo wchodzi w reakcje chemiczne z wieloma substancjami: tlenem (O2), wodorem (H2), halogenami (Cl2, Br2), siarką (S) i innymi. Ta wysoka reaktywność gumy wynika z jej nienasyconej natury chemicznej. Reakcje zachodzą szczególnie dobrze w roztworach kauczuku, w których kauczuk występuje w postaci cząsteczek o stosunkowo dużych cząstkach koloidalnych.
Prawie wszystkie reakcje chemiczne prowadzą do zmian właściwości fizykochemicznych gumy: rozpuszczalności, wytrzymałości, elastyczności i innych. Tlen, a zwłaszcza ozon, utleniają gumę już w temperaturze pokojowej. Wchodząc w złożone i duże cząsteczki gumy, cząsteczki tlenu rozbijają je na mniejsze, a guma niszcząc, staje się krucha i traci swoje cenne właściwości techniczne. Proces utleniania leży również u podstaw jednej z przemian gumy - jej przejścia ze stanu stałego do plastycznego.
Skład i struktura kauczuku naturalnego
Kauczuk naturalny (NR) to wielkocząsteczkowy nienasycony węglowodór, którego cząsteczki zawierają dużą liczbę podwójnych wiązań; jego skład można wyrazić wzorem (C5H8)n (gdzie wartość n mieści się w przedziale od 1000 do 3000); jest to polimer izoprenu.
Kauczuk naturalny występuje w mlecznym soku roślin gumonośnych, głównie tropikalnych (np. brazylijskiego drzewa Hevea). Inny naturalny produkt, gutaperka, również jest polimerem izoprenu, ale o innej konfiguracji molekularnej.
Długą cząsteczkę gumy można obserwować bezpośrednio za pomocą nowoczesnych mikroskopów, ale nie jest to możliwe, ponieważ łańcuch jest zbyt cienki: jego średnica odpowiada średnicy jednej cząsteczki. Jeśli makrocząsteczka gumy zostanie rozciągnięta do granic możliwości, będzie miała wygląd zygzaka, co tłumaczy się naturą wiązań chemicznych między atomami węgla tworzącymi szkielet cząsteczki.
Jednostki cząsteczki gumy nie mogą obracać się swobodnie w żadnym kierunku, ale tylko w ograniczonym zakresie – tylko wokół pojedynczych wiązań. Drgania termiczne ogniw powodują uginanie się cząsteczki, podczas gdy jej końce w stanie spokojnym zbliżają się do siebie.
Kiedy guma jest rozciągana, końce cząsteczek oddalają się od siebie, a cząsteczki są zorientowane w kierunku siły rozciągającej. Jeśli usunie się siłę, która spowodowała rozciągnięcie gumy, końce jej cząsteczek ponownie zbliżają się do siebie, a próbka przyjmuje swój pierwotny kształt i rozmiar.
Cząsteczkę gumy można traktować jako okrągłą, otwartą sprężynę, którą można znacznie rozciągnąć, rozsuwając jej końce. Zwolniona sprężyna powraca do poprzedniego położenia. Niektórzy badacze wyobrażają sobie cząsteczkę gumy w postaci sprężystej spirali. Analiza jakościowa pokazuje, że guma składa się z dwóch pierwiastków - węgla i wodoru, czyli należy do klasy węglowodorów.
Początkowo przyjęty wzór na kauczuk to C5H8, ale jest on zbyt prosty dla tak złożonej substancji jak kauczuk. Określenie masy cząsteczkowej pokazuje, że sięga kilkuset tysięcy (150 000 - 500 000). Guma jest zatem naturalnym polimerem.
Udowodniono eksperymentalnie, że makrocząsteczki kauczuku naturalnego składają się głównie z pozostałości cząsteczek izoprenu, a sam kauczuk naturalny jest naturalnym polimerem cis-1,4-poliizoprenu.
Cząsteczka kauczuku naturalnego składa się z kilku tysięcy początkowych grup chemicznych (ogniw) połączonych ze sobą i znajdujących się w ciągłym ruchu wibracyjno-rotacyjnym. Taka cząsteczka przypomina splątaną kulę, w której jej składowe nici miejscami tworzą regularnie zorientowane sekcje.
Głównym produktem rozkładu gumy jest węglowodór, którego wzór cząsteczkowy jest jednoznaczny z najprostszym wzorem kauczuku. Można założyć, że makrocząsteczki gumy powstają z cząsteczek izoprenu. Istnieją podobne polimery, które nie wykazują takiej samej elastyczności jak guma. Co wyjaśnia tę szczególną właściwość?
Cząsteczki gumy, choć mają budowę liniową, nie są wydłużone w linii, lecz wielokrotnie zaginane, jakby zwinięte w kulki. Kiedy guma jest rozciągana, cząsteczki prostują się, a próbka gumy staje się dłuższa. Kiedy obciążenie zostanie usunięte, w wyniku wewnętrznego ruchu termicznego, połączenia molekularne powracają do poprzedniego stanu złożonego, a rozmiar gumy ulega zmniejszeniu. Jeśli gumę rozciągnie się z odpowiednio dużą siłą, wówczas cząsteczki nie tylko się wyprostują, ale także przesuną się względem siebie - próbka gumy może się rozerwać.
2. Kauczuk syntetyczny
W Rosji nie były znane naturalne źródła pozyskiwania kauczuku naturalnego, a kauczuk nie był do nas importowany z innych krajów i nie wiedziano jeszcze, czym jest kauczuk syntetyczny. I tak 30 grudnia 1927 roku w wyniku polimeryzacji 1,3-butadienu pod wpływem sodu otrzymano 2 kg kauczuku diwinylowego. Od 1932 roku rozpoczęto przemysłową produkcję 1,3-butadienu i kauczuku z 1,3-butadienu.
Surowcem do syntezy butadienu jest alkohol etylowy. Produkcja butadienu opiera się na reakcjach odwodornienia i odwodnienia alkoholu. Reakcje te zachodzą jednocześnie, gdy pary alkoholu przepuszcza się przez mieszaninę odpowiednich katalizatorów.Butadien oczyszcza się z nieprzereagowanego alkoholu etylowego i licznych produktów ubocznych i poddaje polimeryzacji.
Aby wymusić połączenie cząsteczek monomeru ze sobą, należy je najpierw wzbudzić, czyli doprowadzić do stanu, w którym na skutek otwarcia wiązań podwójnych staną się zdolne do wzajemnego przyłączania się. Wymaga to wydatku określonej ilości energii lub udziału katalizatora.
Podczas polimeryzacji katalitycznej katalizator nie jest częścią powstałego polimeru i nie jest zużywany, ale jest uwalniany pod koniec reakcji w swojej pierwotnej postaci. Jako katalizator do syntezy kauczuku butadienowego S. V. Lebedev wybrał metaliczny sód, zastosowany po raz pierwszy do polimeryzacji nienasyconych węglowodorów przez rosyjskiego chemika A. A. Krakau.
Charakterystyczną cechą procesu polimeryzacji jest to, że cząsteczki pierwotnej substancji lub substancji łączą się ze sobą, tworząc polimer, nie uwalniając żadnych innych substancji.
Najważniejsze rodzaje kauczuku syntetycznego
Wspomniany powyżej kauczuk butadienowy (SBR) występuje w dwóch rodzajach: stereoregularny i niestereoregularny. Kauczuk butadienowy stereoregularny wykorzystuje się głównie do produkcji opon (które przewyższają opony z kauczuku naturalnego pod względem odporności na zużycie), kauczuk butadienowy niestereoregularny wykorzystuje się do produkcji np. kauczuku kwaso- i zasadoodpornego i twardą gumę.
Obecnie przemysł chemiczny produkuje wiele różnych rodzajów kauczuków syntetycznych, które pod pewnymi właściwościami przewyższają kauczuk naturalny. Oprócz kauczuku polibutadienowego (SBR) szeroko stosowane są kauczuki kopolimerowe - produkty wspólnej polimeryzacji (kopolimeryzacji) butadienu z innymi związkami nienasyconymi, na przykład ze styrenem (SKS) lub akrylonitrylem (SKN). W cząsteczkach tych kauczuków jednostki butadienu występują naprzemiennie z jednostkami odpowiednio styrenu i akrylonitrylu.
Kauczuk styrenowo-butadienowy charakteryzuje się podwyższoną odpornością na zużycie i znajduje zastosowanie do produkcji opon samochodowych, taśm przenośnikowych i butów gumowych.
Kauczuki nitrylowo-butadienowe są odporne na benzynę i oleje, dlatego wykorzystywane są na przykład do produkcji uszczelek olejowych.
Kauczuki winylopirydynowe są produktami kopolimeryzacji węglowodorów dienowych z winylopirydyną, głównie butadienu z 2-metylo-5-winylopirydyną.
Gumy z nich wykonane są olejo-, benzyno- i mrozoodporne oraz dobrze przylegają do różnych materiałów. Stosowane są głównie w postaci lateksu do impregnacji kordów opon.
W Rosji opracowano i wprowadzono do produkcji produkcję syntetycznego kauczuku poliizoprenowego (SRI), który ma właściwości podobne do kauczuku naturalnego. Gumy wykonane z SKI charakteryzują się dużą wytrzymałością mechaniczną i elastycznością. SKI służy jako zamiennik kauczuku naturalnego w produkcji opon, pasów przenośnikowych, gumy, obuwia, wyrobów medycznych i sportowych.
Kauczuki krzemoorganiczne, czyli kauczuki silikonowe, stosuje się do produkcji osłon przewodów i kabli, rurek do transfuzji krwi, protez (np. sztucznych zastawek serca) itp. Płynne kauczuki silikonowe są uszczelniaczami.
Kauczuk poliuretanowy jest podstawą odporności gumy na zużycie.
Kauczuki chloroprenowe to polimery chloroprenu (2-chloro-1,3-butadienu) o właściwościach podobnych do kauczuku naturalnego; stosuje się je w gumach w celu zwiększenia odporności na warunki atmosferyczne, benzynę i olej.
Piankowa guma znajduje swoje zastosowanie. Spienianiu ulegają różne rodzaje gum. Istnieje również nieorganiczny kauczuk syntetyczny - chlorek polifosfonitrylu.
3. Guma
Wulkanizacja gumy
Kauczuki naturalne i syntetyczne stosowane są głównie w postaci kauczuku, gdyż charakteryzuje się on znacznie większą wytrzymałością, elastycznością i szeregiem innych cennych właściwości. Aby otrzymać gumę, gumę poddaje się wulkanizacji. Wielu naukowców pracowało nad wulkanizacją gumy. Dopiero po otrzymaniu wysokiej jakości gumy w pełni zrozumieli, czym jest kauczuk syntetyczny.
Nowoczesna technologia produkcji gumy realizowana jest w następujących etapach:
1. Produkcja półproduktów:
Wiszące gumki i składniki;
Plastyfikacja gumy;
Gumowanie tkanin, kalandrowanie, wytłaczanie;
Cięcie tkanin i arkuszy gumowanych, składanie wyrobów z półproduktów.
2. Wulkanizacja, po której z surowych mieszanek gumowych otrzymuje się gotowe wyroby gumowe.
Z mieszaniny gumy z siarką, wypełniaczami (szczególnie ważnym wypełniaczem jest sadza) i innymi substancjami formuje się pożądane produkty, które poddaje się ogrzewaniu. W tych warunkach atomy siarki przyłączają się do podwójnych wiązań makrocząsteczek gumy i „sieciują” je, tworząc „mostki” dwusiarczkowe. W rezultacie powstaje gigantyczna cząsteczka posiadająca trzy wymiary w przestrzeni – długość, szerokość i grubość. Taka guma będzie oczywiście mocniejsza niż guma niewulkanizowana.
Zmienia się również rozpuszczalność polimeru: guma, choć powoli, rozpuszcza się w benzynie, guma tylko w niej pęcznieje. Jeśli dodasz do gumy więcej siarki niż potrzeba do wytworzenia gumy, to podczas wulkanizacji liniowe cząsteczki zostaną w wielu miejscach „usieciowane”, a materiał straci elastyczność i stanie się twardy – otrzymasz ebonit. Przed pojawieniem się nowoczesnych tworzyw sztucznych ebonit był uważany za jeden z najlepszych izolatorów.
Kauczuk wulkanizowany ma większą wytrzymałość i elastyczność, a także większą odporność na zmiany temperatury niż kauczuk niewulkanizowany; guma jest nieprzepuszczalna dla gazów, odporna na zarysowania, agresję chemiczną, ciepło i elektryczność, a także wykazuje wysoki współczynnik tarcia ślizgowego na suchych nawierzchniach i niski na mokrych.
Przyspieszacze wulkanizacji poprawiają właściwości wulkanizatorów, skracają czas wulkanizacji i zużycie podstawowych surowców oraz zapobiegają nadmiernej wulkanizacji. Jako przyspieszacze stosuje się związki nieorganiczne (tlenek magnezu MgO, tlenek ołowiu PbO i inne) oraz związki organiczne: ditiokarbaminiany (pochodne kwasu ditiokarbaminowego), tiuramy (pochodne dimetyloaminy), ksantogenaty (sole kwasu ksantogennego) i inne.
Aktywatory przyspieszaczy wulkanizacji ułatwiają reakcje wzajemnego oddziaływania wszystkich składników mieszanki gumowej. Zasadniczo jako aktywatory stosuje się tlenek cynku ZnO.
Do mieszanki gumowej wprowadza się przeciwutleniacze (stabilizatory, przeciwutleniacze), aby zapobiec „starzeniu się” gumy.
Wypełniacze - zwiększają właściwości fizyko-mechaniczne gumy: wytrzymałość, odporność na zużycie, odporność na ścieranie. Pomagają także zwiększyć wolumen surowców, a co za tym idzie, zmniejszają zużycie gumy i obniżają jej koszt. Wypełniaczami są różnego rodzaju sadza (sadza), substancje mineralne (kreda CaCO3, BaSO4, gips, talk, piasek kwarcowy SiO2).
Plastyfikatory (zmiękczacze) to substancje poprawiające właściwości technologiczne gumy, ułatwiające jej przetwarzanie (zmniejszające lepkość układu) i dające możliwość zwiększenia zawartości wypełniaczy. Wprowadzenie plastyfikatorów zwiększa wytrzymałość dynamiczną gumy i odporność na „ścieranie”. Jako plastyfikatory stosuje się produkty rafinacji ropy naftowej (olej opałowy, smoła, parafiny), substancje pochodzenia roślinnego (kalafonia), kwasy tłuszczowe (stearynowy, oleinowy) i inne.
Wytrzymałość i nierozpuszczalność gumy w rozpuszczalnikach organicznych są związane z jej strukturą. O właściwościach gumy decyduje także rodzaj surowca. Na przykład guma wykonana z kauczuku naturalnego charakteryzuje się dobrą elastycznością, odpornością na olej, odpornością na zużycie, ale jednocześnie nie jest zbyt odporna na agresywne środowisko; guma wykonana z gumy SKD ma jeszcze wyższą odporność na zużycie niż z gumy NK. Kauczuk styrenowo-butadienowy SKS poprawia odporność na zużycie. Kauczuk izoprenowy SKI określa elastyczność i wytrzymałość gumy na rozciąganie, a kauczuk chloroprenowy określa jej odporność na działanie tlenu.
W jakim mieście produkuje się gumę i kiedy rozpoczęła się jej produkcja? W Rosji pierwsze duże przedsiębiorstwo produkcyjne przemysłu gumowego powstało w Petersburgu w 1860 r., zwane później „Trójkątem” (od 1922 r. „Czerwonym Trójkątem”). Po nim powstały inne rosyjskie fabryki wyrobów gumowych (RTI): „Kauchuk” i „Bogatyr” w Moskwie, „Prowodnik” w Rydze i inne.
Zastosowanie gumy w wyrobach przemysłowych
Guma ma ogromne znaczenie gospodarcze. Najczęściej stosuje się go nie w czystej postaci, ale w postaci gumy. Wyroby gumowe znajdują zastosowanie w technologii izolacji przewodów, produkcji różnego rodzaju opon, w przemyśle wojskowym, przy produkcji wyrobów przemysłowych: obuwia, sztucznej skóry, odzieży gumowanej, wyrobów medycznych.
Guma jest wysoce elastyczną, trwałą mieszanką, ale mniej plastyczną niż guma. Jest to złożony, wieloskładnikowy system składający się z bazy polimerowej (gumy) i różnych dodatków.
Największymi odbiorcami gumowych wyrobów technicznych jest przemysł motoryzacyjny i inżynieria rolnicza. Stopień nasycenia wyrobami gumowymi jest jedną z głównych oznak doskonałości, niezawodności i komfortu masowych wyrobów inżynieryjnych. Mechanizmy i zespoły nowoczesnych samochodów i traktorów zawierają setki elementów i aż do tysiąca sztuk części gumowych, a wraz ze wzrostem produkcji maszyn wzrasta ich pojemność gumowa.
Rodzaje gumy i ich zastosowanie
W zależności od budowy gumę dzieli się na nieporowatą (monolityczną) i porowatą.
Nieporowata guma jest wykonana z kauczuku butadienowego. Posiada wysoką odporność na ścieranie. Żywotność gumy podeszwowej jest 2-3 razy dłuższa niż trwałość skóry podeszwowej. Wytrzymałość gumy na rozciąganie jest mniejsza niż skóry naturalnej, ale wydłużenie przy zerwaniu jest wielokrotnie większe niż w przypadku naturalnej skóry podeszwowej. Guma nie przepuszcza wody i praktycznie w niej nie pęcznieje.
Guma jest gorsza od skóry pod względem mrozoodporności i przewodności cieplnej, co zmniejsza właściwości termoochronne obuwia. I wreszcie guma jest całkowicie szczelna dla powietrza i pary. Nieporowata guma może być podeszwowa, skóropodobna i przezroczysta. Konwencjonalna nieporowata guma służy do wykonywania formowanych podeszew, nakładek, obcasów, półobcasów, pięt i innych części spodu butów.
Porowate gumy znajdują zastosowanie jako podeszwy i platformy butów wiosennych, jesiennych i zimowych.
Kauczuk skóropodobny to guma na spody butów, wytwarzana na bazie kauczuku o dużej zawartości styrenu (do 85%). Zwiększona zawartość styrenu nadaje gumom twardość, w efekcie czego możliwe jest zmniejszenie ich grubości do 2,5-4,0 mm przy zachowaniu dobrych funkcji ochronnych. Właściwości użytkowe gumy skóropodobnej są zbliżone do właściwości skóry naturalnej. Posiada dużą twardość i plastyczność, co pozwala na stworzenie odcisku buta o dowolnym kształcie. Guma skóropodobna dobrze plami przy wykańczaniu butów. Charakteryzuje się wysoką odpornością na zużycie dzięki dobrej odporności na ścieranie i odporności na wielokrotne zginanie.
Żywotność obuwia z podeszwą wykonaną z gumy skóropodobnej wynosi 179-252 dni przy braku odprysków w palcach. Wadą tej gumy są jej niskie właściwości higieniczne: wysoka przewodność cieplna oraz brak higroskopijności i szczelności.
Kauczuk skóropodobny produkowany jest w trzech odmianach: o strukturze nieporowatej o gęstości 1,28 g/cm3, o strukturze porowatej o gęstości 0,8-0,95 g/cm3 oraz o strukturze porowatej z wypełniaczem włóknistym, którego gęstość nie jest wyższa niż 1,15 g/cm3. Porowate gumy z włóknistymi wypełniaczami nazywane są włóknem skórzanym. Gumy te swoim wyglądem przypominają prawdziwą skórę. Dzięki wypełniaczowi włóknistemu zwiększają się ich właściwości termoizolacyjne, są lekkie, elastyczne i mają dobry wygląd. Gumy skóropodobne stosowane są na podeszwy i obcasy przy produkcji obuwia letniego i wiosenno-jesiennego metodą mocowania klejowego.
Guma przezroczysta to materiał półprzezroczysty o dużej zawartości kauczuku naturalnego. Wyróżnia się wysoką odpornością na ścieranie i twardością oraz przewyższa odpornością na zużycie wszystkie rodzaje gumy. Gumy przezroczyste produkowane są w formie formowanych podeszew (wraz z obcasami), z głębokim karbowaniem od strony tocznej. Rodzajem przezroczystej gumy jest styronip, który zawiera większą ilość gumy. Odporność Styronipu na wielokrotne zginanie jest ponad trzykrotnie wyższa niż w przypadku konwencjonalnej nieporowatej gumy. Styronip stosuje się do produkcji obuwia metodą mocowania klejowego.
Guma o porowatej strukturze ma zamknięte pory, których objętość w zależności od rodzaju gumy waha się od 20 do 80% jej całkowitej objętości. Kauczuki te mają szereg zalet w porównaniu do kauczuków nieporowatych: zwiększoną miękkość, elastyczność, wysokie właściwości amortyzacyjne i elastyczność. Wadą porowatej gumy jest zdolność do kurczenia się, a także kruszenia się w części palcowej pod wpływem uderzenia. Aby zwiększyć twardość porowatych kauczuków, do ich składu wprowadza się żywice polistyrenowe.
Obecnie opanowano produkcję nowych rodzajów kauczuków porowatych: porocrepu i wulkanitu. Porokrep charakteryzuje się pięknym kolorem, elastycznością i zwiększoną wytrzymałością. Wulkanit to porowata guma z włóknistymi wypełniaczami, która ma wysoką odporność na zużycie i dobrą ochronę przed ciepłem. Gumy porowate stosowane są jako podeszwy butów wiosennych, jesiennych i zimowych.
Ogłoszenia dotyczące zakupu i sprzedaży sprzętu można zobaczyć na stronie
Możesz omówić zalety marek polimerów i ich właściwości na stronie
Zarejestruj swoją firmę w Katalogu Przedsiębiorstw
Dzisiaj chcę porozmawiać o gumie i oponach. Z czego są wykonane i jak trafiają na nasze półki? Wiele osób błędnie uważa, że wszystko opiera się na ropie, wielu jest nawet przekonanych, że jest to 90%, jednak nie jest to do końca prawdą. U zarania swego istnienia opony były niemal w 100% wytworem natury...
Zanim opowiem Wam o nowoczesnych oponach, pozwólcie, że zagłębię się w historię i opowiem Wam o gumie u początków jej produkcji.
Co to jest guma?
Niech będzie wiadomo, że główny składnik gumy jest wykonany z gumy i jest to bardzo naturalny materiał pozyskiwany z drzew kauczukowych. W Afryce Południowej takie drzewa istnieją od bardzo dawna, trudno nawet oszacować ich wiek. Europejczycy poznali je jednak w XVI wieku, kiedy Krzysztof Kolumb powrócił do swojej ojczyzny.
Jeśli rozłożysz słowo „GUMA” na składniki, otrzymasz „KAU” – roślina, drzewo, „UCHU” – płacz, przepływ. Oznacza to, że w dosłownym tłumaczeniu jest to „płaczące drzewo” z języka Indian z plemienia Amazonki. Istnieje jednak również nazwa naukowa - „CASTILLA”, rośnie nad brzegiem Amazonki w nieprzeniknionej dżungli.
„CASTILLA” to bardzo wysokie drzewo, dorasta do 50 metrów wysokości i kwitnie przez cały rok. W skórce, liściach i kwiatostanach znajduje się dużo tzw. mlecznego soku, który zawiera naturalną gumę. Ze względu na to, że drzewa te są bardzo duże, często łamały się gałęzie lub kwiaty, a w miejscu złamania drzewo „płakało” takim sokiem.
Są to dwa główne zakłady produkujące kauczuk naturalny. W Azji Środkowej, a także na wybrzeżach Ameryki Południowej, Brazylii, Peru i na wyspie Sri Lanka znajdują się całe plantacje takich drzew, które istnieją tylko w jednym celu - wydobyć ten sok! Jest to firma o ugruntowanej pozycji od dawna.
W pierwszej piątce „popularnych” roślin znalazły się także: „CASSAVO”, „TALCO TREE” i krzew „IN-TIZI”. Wszystkie są źródłem późniejszej produkcji gumy.
Jak pisałem powyżej, guma do Europy została sprowadzona bardzo dawno temu, ale K. MACKINTOSH, nie mylić z komputerami firmy APPLE, postanowił ją zastosować po raz pierwszy, jako pierwszy zaimpregnował tym składem płaszcz przeciwdeszczowy , dzięki czemu okazał się praktycznie wodoodporny. W chłodne dni stawał się gęsty i wodoodporny, natomiast w czasie upałów stawał się nieco „lepki”. Warto dodać, że MACKINTOSH nauczył się tej metody od Indian z Amazonii, którzy przez kilka stuleci impregnowali gumą swoje ubrania, a także rośliny potrzebne do produkcji dachów domów, co znacznie zwiększyło wodoodporność.
Zatem pośrednio wygląd gumy zawdzięczamy Indianom z Amazonii! Obejrzyj krótki film.
Produkcja gumy
No cóż, tu dochodzimy do najciekawszego punktu - samej produkcji gumy, i to niekoniecznie kół samochodowych, guma jest teraz używana wszędzie, nawet w gumkach do włosów.
Po zebraniu soku kauczukowego do wyprodukowania gumy jeszcze daleka droga. Początkowo wytwarza się z niego lateks, jest to ogniwo pośrednie. Jednak czysty lateks jest obecnie stosowany wszędzie, od medycyny po przemysł.
Sok wlewa się do dużych kadzi i miesza w dużych kadziach z kwasem, zwykle przez 10 godzin. Po czym twardnieje. To już jest lateks.
Następnie przepuszcza się go przez specjalne walce, usuwając w ten sposób nadmiar wilgoci. Rezultatem jest długa i dość szeroka wstążka.
Taśma ta jest przepuszczana pod specjalnymi nożami i kruszona. Jeśli spojrzeć na tę kompozycję, wygląda ona jak rozgotowany omlet.
Tę masę powietrza wypalam w dużych piekarnikach pod wpływem dość wysokich temperatur – 13 minut. Teraz okazuje się elastyczny i przypominający ciastko, jest prasowany w bloki i wysyłany do produkcji.
Oczywiście w sieciach nie znajdziemy dokładnego przepisu na produkcję gumy, a tym bardziej opon, wszystko to trzymane jest w ścisłej tajemnicy. Jednak istota tego procesu nie zmieniła się przez ostatnie 100 lat i od dawna jest znana wszystkim.
Aby wyprodukować gumę, trzeba wziąć te brykiety lateksowe i wulkanizować je. Do tej kompozycji dodaje się także siarkę i inne „ukryte” składniki. Wszystko to dodaje się do specjalnego kotła, podgrzewa, miesza i po takich manipulacjach pojawia się guma.
Po podgrzaniu do 120 stopni jest wałkowany specjalnymi wałkami na cienkie paski. To tam się ochładza.
Po tych paskach przeczytaj artykuł.
Nowoczesne opony doopony
We współczesnym świecie opony do kół wykonane są głównie z gumy. Ale może być nie tylko naturalny, ale także syntetyczny. Tak, teraz nauczyliśmy się produkować kauczuki syntetyczne. Największy udział w składzie ma guma, zwykle 40-50% całkowitej masy.
Następnie do gumy dodaje się sadzę (lub sadzę). Udział masowy koła wynosi około 25-30% masy całkowitej. Jest dodawany w celu zwiększenia wytrzymałości konstrukcyjnej, a także wytrzymywania wysokich temperatur. Sadza niejako spaja cząsteczki gumy, czyniąc je znacznie mocniejszymi, z łatwością wytrzymują tarcie i temperaturę podczas awaryjnego hamowania. Bez tego węgla (sadzy) opony pracowałyby 10–15 razy krócej.
Kolejnym dodatkiem jest kwas krzemowy. Niektórzy producenci zastępują nim węgiel, ponieważ jest on tańszy i ma wysokie właściwości adhezji molekularnej. Jednak inni całkowicie temu zaprzeczają, twierdząc, że zapewnia niewystarczającą odporność na zużycie! Jeśli jednak jeszcze przeanalizujesz skład wielu wiodących firm, to jest on obecny w składzie, poprawia przyczepność na mokrej nawierzchni. Informacje różnią się w zależności od ilości dodanej substancji, ale jeśli wziąć pod uwagę średnią, wynosi ona około 10%.
Innymi dodatkami są żywice lub oleje. Jest ich więcej w oponach zimowych, a mniej w oponach letnich, nadają gumie „rolę zmiękczającą” i zapobiegają jej „dąbowi”. Jest to szczególnie ważne w przypadku opcji zimowych. Dodanie około 10-15%.
No cóż, ostatnią i bardzo ważną rzeczą są konkretne tajne mieszanki producenta, jest ich też około 10%, ale potrafią znacznie zmienić parametry gotowej opony. Są one oczywiście trzymane w ścisłej tajemnicy.
Gwoli ścisłości warto dodać, że jest też metalowa, nitkowata ramka, ale nie będę o tym tutaj wspominać, to już trochę inna historia.
Dokładnie tak powstaje guma (opony) do kół naszych samochodów. Choć stosowane są kauczuki syntetyczne, nie są one jeszcze w stanie konkurować z naturalnymi, dlatego też przez długi czas nie należy spodziewać się globalnych zmian w strukturze opon.
Teraz pojawił się pełny film, w którym znajdziesz odpowiedź - który materiał jest lepszy, syntetyczny czy naturalny.
Na tym zakończę, przeczytaj naszego AUTOBLOGA, myślę, że był ciekawy.
„Jeśli chcesz żyć, naucz się kręcić” – głosi popularna mądrość. Podczas gdy ceny ropy naftowej szybko rosną i pojawiają się nowe osiągnięcia w dziedzinie biopaliw, przemysł gumowy również nie śpi, szukając alternatywnego źródła produkcji kauczuku.
Naukowcy z ośrodków badawczych OARDC (Centrum Badań i Rozwoju Rolnictwa w Ohio) i OBIC (Centrum Innowacji BioProduktów w Ohio) otrzymali grant w wysokości 3 milionów dolarów. We współpracy z innymi firmami i uczelniami będą musieli stworzyć projekt dla zakładu przetwórczego, który za mniejsze pieniądze produkowałby wysokiej jakości kauczuk z mlecznego soku z korzeni mniszka lekarskiego.
Stan ten nie został wybrany przypadkowo do takiego eksperymentu. W Ohio znajduje się jeden z największych (historycznie) zakładów produkujących gumę w całym kraju.
W tej chwili sytuacja nie układa się dobrze z dostępnością kauczuku naturalnego. Przecież brazylijska Hevea ( Hevea brasiliensis) - główne komercyjne źródło tego materiału na świecie - rośnie obecnie głównie w Azji Południowo-Wschodniej i Afryce (choroba wyniszczyła prawie wszystkie rośliny w Ameryce Południowej).
Trudno sobie wyobrazić, aby ktoś na świecie mógł celowo hodować mlecze, a nawet przeznaczyć dla nich ogromne szklarnie (fot. Tom Dodge).
Po I wojnie światowej w wielu krajach świata podejmowano próby odnalezienia rodzimych zakładów kauczukowych. Tych, które zawierały gumę i podobne związki, było całkiem sporo. Jednak z różnych powodów nigdy nie pojawiły się projekty na dużą skalę stworzenia obiektów produkcyjnych z wykorzystaniem nowych surowców.
W ZSRR przez pewien czas kauczuk pozyskiwano także z mlecznego soku z mniszka lekarskiego, a mianowicie z gatunku kok-sagyz ( Taraxacum kok-saghyz), uznawany za jeden z najlepszych pod względem wydajności. „Rdzenny mieszkaniec” Kazachstanu, lepiej znany w USA jako „rosyjski mniszek lekarski”, dobrze zapuścił korzenie w laboratoriach OARDC. Jej pracownicy udali się niedawno do naszego regionu po kolejną partię próbek.
W odróżnieniu od mniszka lekarskiego ( Taraxacum officinale), kok-sagyz jest znacznie skuteczniejszą rośliną kauczukową: jej korzenie zawierają 6-11% kauczuku (w korzeniach roślin dzikich - do 27%). Jednocześnie nie ustępuje jakościowo gumie firmy Hevea, nawet jeśli rośliny nie są modyfikowane ani selekcjonowane.
Zwykły człowiek jest prawie niemożliwy do odróżnienia „braci”: jedyną mniej lub bardziej zauważalną różnicą jest grubość liści - w Kok-sagyz są one cieńsze.
Kolejną zaletą tego gatunku jest to, że jego korzenie składają się w 45% z inuliny, naturalnego węglowodoru, który można przekształcić w etanol. Zatem z surowców można otrzymać zarówno kauczuk, jak i inulinę.
Jest prawdopodobne, że z biegiem czasu plantacje mniszka lekarskiego nabiorą strategicznego znaczenia, przynajmniej tak uważa Kongres USA, który już teraz rozważa mleczny sok tej rośliny jako przyszłą podstawę do produkcji gumy na potrzeby przemysłu wytwórczego i wojskowego .
Na razie badacze zbierają i sortują rośliny ręcznie (fot. Tom Dodge).
W tej chwili Stany Zjednoczone są w stu procentach uzależnione od importu kauczuku naturalnego z Azji Południowo-Wschodniej. Tymczasem ceny tego surowca wzrosły od 2002 roku prawie siedmiokrotnie, kosztując państwo średnio 3,3 miliarda dolarów rocznie.
Co więcej, z czasem dostawy mogą ulec znacznemu ograniczeniu, gdyż szybko rozwijające się Chiny i Indie wraz z krajami byłego ZSRR „wyciągają zasłonę” i daje się odczuć rosnąca industrializacja Azji Południowo-Wschodniej.
Kauczuki syntetyczne nie są w stanie zastąpić naturalnych w większości gałęzi przemysłu (80% z ponad miliona ton importowanych materiałów roślinnych przeznacza się na produkcję opon do samochodów, samolotów i różnego sprzętu).
„Bez względu na to, ile metod chemicznych zastosujemy, nadal nie ma sposobu na stworzenie sztucznych substytutów, które byłyby w stanie „odstawić” kauczuk naturalny” – mówi William Ravlin, jeden z naukowców zaangażowanych w projekt.
Podsumowując, Kongres boi się roku 2020, kiedy popyt na kauczuk roślinny przewyższy podaż o 15%. I żeby nie było strasznie, zachęca do takich programów na wszelkie możliwe sposoby.
Eksperci z Ohio twierdzą, że produkcja stanie się bardziej wydajna, gdy specjalnie przeszkoleni rolnicy wsiądą do traktorów i będą zbierać mniszki za pomocą maszyn zaprojektowanych do wyciągania cebul tulipanów z ziemi.
Ale tego tam nie było! Rolnicy zaczęli się niepokoić. Nie, wcale nie chodzi o to, że mniszek lekarski (który według zwykłych ludzi jest jednym z najpospolitszych chwastów) jest bardzo pożyteczny i można go stosować jako ziele sałatkowe lub jako lekarstwo.
Rolnicy bali się czegoś innego, a mianowicie niebezpiecznej okolicy – wszak ich uprawy roślin spożywczych mogłyby zostać zastąpione polami z mleczami do produkcji kauczuku.
Początkowo testowanie soku odbywało się ręcznie (fot. Tom Dodge).
Jak to działa? Z jednej strony niekończące się pola kukurydzy i stawy wypełnione glonami (dla przemysłu paliwowego), z drugiej strony panele słoneczne (do wytwarzania energii elektrycznej), a z trzeciej także niekończące się pola chwastów, które będą również rozsiewać swoje nasiona po całym obszarze (są one przeznaczone dla fabryk gumy).
Ale na świecie szaleje kryzys żywnościowy!
Naukowcy jeszcze nie uspokajają rolników, a wręcz przeciwnie, deklarują, że już pracują nad hodowlą roślin. Tak więc grupa Matthew Kleinhenza z OARDC twierdzi, że wybrała już dość dużą liczbę nasion roślin, które produkują 15 kilogramów kauczuku na każde 100 kilogramów suchych korzeni mniszka lekarskiego.
Po pierwsze, inulina jest izolowana z suszonych korzeni w kilku procesach. Pozostały materiał mielony jest w pojemniku z kulkami porcelanowymi, które usuwają skórę z korzeni. Następnie 90-95% gumy ekstrahuje się wodą (zdjęcie PENRA).
W tej chwili opracowywana jest technologia sadzenia i zbioru kok-saghyz (o której godzinie i w jakiej odległości od siebie będą uprawiane mlecze). Naukowcy poszukują roślin odpornych na choroby i suszę. I to pomimo faktu, że mniszek lekarski, jak wiadomo, jest bardzo bezpretensjonalny.
Pierwsze badania przeprowadzone w laboratoriach wykazały, że guma z kok-sagyz w niczym nie ustępuje tej otrzymywanej z hevea.
Naukowcy mają nadzieję, że w ciągu kilku lat pierwsza instalacja do produkcji gumy z soku z mniszka lekarskiego osiągnie zdolność operacyjną na poziomie 20 mln ton rocznie. Do 2015 roku ilość sprzedanych produktów potroi się.
Niektóre firmy oponiarskie stawiają na innowacyjne materiały złożone, inne zmieniają fizyczną strukturę produktów w formacie 3D. Przykładem tego są opony Goodyear na bazie oleju sojowego, produkty Pirelli wykonane z odmian kauczuku izoprenowego i diwinylostyrenowego z Niżniekamska oraz modele Bridgestone do SUV-ów z napędem na wszystkie koła. Co lepsze?
Goodyear: Benchmark oleju sojowego
Goodyear zwiększa przyjazność dla środowiska swoich opon. Główny inżynier Wołoszynek powiedział, że w zeszłym roku miała miejsce seryjna premiera produktów, w których ochraniacz wykonany jest na bazie oleju sojowego. Dzięki innowacjom udział produktów naftowych zmniejszył się o 60%. Modele z całorocznej linii Assurance WeatherReady zaczęły spełniać nowe standardy ekologiczne, a ich parametry techniczne stały się lepiej dostosowane do szerokiego zakresu temperatur.
Początkowo olej sojowy był uważany za dodatek do mieszanek gumowych. Jednak po tym, jak koncern Ford wraz z Radą ds. Produkcji Soi uzyskał znaczące wyniki w zakresie stosowania produktów sojowych, specjaliści firmy pogłębili i przyspieszyli badania w tym obszarze. Dzięki trójglicerydom mieszanki na bazie olejów stały się kompletnym substytutem złożonych zasad.
Termoplastyczność, elastyczność i energooszczędne mieszanie
W przypadku produktów całorocznych ważny jest wskaźnik termoplastyczności, ponieważ przyczepność strefy kontaktu opony z mokrymi, suchymi, zaśnieżonymi i pokrytymi lodem nawierzchniami toru zależy bezpośrednio od właściwości gumy. Zwykle nie da się uniknąć pogorszenia jakichkolwiek wskaźników. Dlatego optymalna równowaga pomiędzy przyczepnością opony do drogi zadecydowała o wyborze oleju sojowego.
Elastyczność opon na bazie oleju sojowego, ich plastyczność i opłacalność w porównaniu z produktami naftowymi stały się kolejnymi czynnikami skłaniającymi do wymiany. Łatwe mieszanie oleju ze składnikami związku, do których zalicza się dwutlenek krzemu i polimery, wynika z obniżonej lepkości oraz obecności wielonienasyconych kwasów tłuszczowych.
Mieszanie zużywa mniej energii niż przy użyciu produktów naftowych. Firma rozważa zastosowanie oleju wysokooleinowego, który znajduje zastosowanie w przemyśle spożywczym. Obecnie prowadzone są eksperymenty mające na celu określenie jego jakości i przydatności do produkcji opon.
Zamiast naturalnej gumy do opon - sztuczna z Tatarstanu
Kompleks petrochemiczny Tatarstanu stał się kopalnią złota dla przedsiębiorców. Rosnące ceny kauczuku naturalnego sprawiają, że producenci opon cieszą się coraz większym zainteresowaniem jego wysokiej jakości zamiennikami. Dlatego też spółka Nizhnekamskneftekhim podpisała w grudniu 2017 roku długoterminowy kontrakt na dostawy sztucznego kauczuku dla koncernu Pirelli.
Minnikhanov, prezydent Tatarstanu, zauważył, że w ciągu 10 lat wielkość dostaw Pirelli wzrosła 3-krotnie. Teraz Niżniekamsk i Włosi współpracują nie tylko w zakresie wytwarzanych produktów, ale wspólnie opracowują obiecujące rodzaje gumy planowane do masowej produkcji. Ze względu na fakt, że Pirelli jest jednym z pięciu największych producentów opon (19 fabryk, dostawy do 160 krajów), zapotrzebowanie na kauczuk syntetyczny i tworzywa sztuczne pozwoli maksymalnie obciążyć moce produkcyjne Nizhnekamskneftekhim.
Planowane jest zwiększenie produkcji kauczuku izoprenowego SKI-3 do 330 tys. ton rocznie. W najbliższej przyszłości, do 2021 roku, zwiększymy produkcję wszystkich rodzajów kauczuku sztucznego do miliona ton. Azat Bikmurzin, szef Tatneftekhiminvest Holding, podaje, że za 2 lata zsyntetyzuje 60 tys. ton kauczuku diwinylostyrenowego do produkcji opon nowej generacji. Będzie wśród nich 5 marek przeznaczonych dla opon różnych typów i pór roku.
Opony Bridgestone do crossoverów i SUV-ów z napędem na wszystkie koła
Firma skupiła się na wyglądzie zewnętrznym swoich produktów. Wypuściła nową bezkolcową oponę zimową Blizzak DM-Z3З. Innowacyjna opcja przeznaczona jest dla właścicieli pojazdów z napędem na wszystkie koła. Różnica pomiędzy nowym modelem a starymi polega na skomplikowanym połączeniu mikroskopijnych porów i specjalnych mikrorowków, które zwiększają ochronę przed aquaplaningiem i zapobiegają ślizganiu się na lodzie. Kontaktowi bieżnika z nawierzchnią drogi towarzyszy absorpcja wilgoci (efekt „gąbki”), po czym jest ona usuwana poprzez system mikrodrenażu.
Bieżnik wyposażony jest w krawędzie i lamele w formacie 3D, które posiadają wstawki podporowe zapobiegające ich odkształceniom. Dzięki tym innowacjom nacisk w strefie styku jest zoptymalizowany i równomiernie rozłożony. Krawędź bloku 3D zwiększa przyczepność opony na odcinkach drogi z kruszącym się śniegiem i lodem, co poprawia przejazd tego odcinka.
Poszukiwanie tanich surowców do produkcji skłoniło firmę do rozpoczęcia budowy laboratorium w Meklemburgii (Niemcy) do uprawy mniszka lekarskiego rosyjskiego, jego późniejszego wykorzystania w przemyśle oponiarskim zamiast kauczuku naturalnego. Oczekuje się, że koszt uruchomienia projektu wyniesie 35 milionów euro, a mleczny sok z mniszka lekarskiego z powodzeniem zastąpi sok z hevea z regionów tropikalnych. Ważną rolę odgrywa zmniejszenie kosztów transportu surowców i eliminacja wypalania plantacji tropikalnych w celu powiększenia obszarów pod uprawę drzew kauczukowych.
