Химический состав резиновой смеси

Над процессом создания шины работают шинные химики и конструкторы, от которых зависят секреты шинной рецептуры. Их искусство заключается в правильном выборе, дозировке и распределении шинных компонентов, особенно для смеси протектора. На помощь их приходят профессиональный опыт и не в меньшей степени компьютеры. Хотя состав резиновой смеси у любого солидного производителя шин - тайна за семью печатями, достаточно хорошо известны около 20 основных составляющих. Весь секрет заключается в их грамотной комбинации с учетом назначения самой шины.

Основные составляющие резиновой смеси:

Каучук. Хотя шинный коктейль чрезвычайно сложный по своему составу, основу его все-таки образуют различные каучуковые смеси. Натуральный каучук, состоящий из высушенного сока (латекса) южноамериканского каучукового дерева (бразильская гевея), долгое время доминировал во всех смесях, отличаясь при этом лишь по уровню качества. Так же каучуконосный млечный сок содержится в некоторых видах сорных трав и одуванчиков. Произведенный из нефти синтетический каучук был изобретен немецкими химиками в тридцатых гг., И современная скоростная шина без него просто немыслима. На сегодня синтезируется несколько десятков различных синтетических каучуков. Каждый из них имеет свои характерные черты и строгое назначение в разных деталях шины. Даже после изобретения синтетического изопренового каучука (СКИ) - близкого по свойствам к натуральному, резиновая промышленность не может полностью отказаться от использования последнего. Единственный его недостаток перед СКИ - дороговизна.

Технический углерод (ТВ). Добрая треть резиновой смеси состоит из промышленной сажи (технический углерод), наполнителя, который предлагается в различных вариантах и ​​придает шине ее специфического черного цвета. На самом деле использование именно промышленной сажи в производстве шин не является обязательным - можно было бы использовать и другой наполнитель с аналогичными параметрами, если бы стояла задача предоставлять шинам другой - не черный цвет. Но во время эксплуатации шины на ее поверхности непременно возникают мелкие трещинки, в которые забивается грязь, становится очень заметным. Такая шина выглядит неэстетично. Поэтому технический углерод стал оптимальным наполнителем в производстве шин благодаря как своей относительной дешевизне, так и удачному цвета. Кроме этого, сажа обеспечивает в процессе вулканизации хорошее молекулярное соединение, предоставляет покрышке особую прочность и износостойкость. Сажу получают путем сжигания природного газа без доступа воздуха.

Кремниевая кислота. В Европе и США ограниченный доступ к источникам природного газа заставил химиков найти замену ТВ. При том, что кремниевая кислота не обеспечивает такую ​​же высокую прочность резинам, как ТВ, она улучшает сцепление шины с мокрой поверхностью дороги. Так же она лучше входит в структуру каучука и меньше вытирается из резины при эксплуатации шины. Это свойство менее губительна для экологии. Черный налет на дорогах - технический углерод, вытертый из шин. В рекламе и быту шины с использованием кремниевой кислоты называются «зелеными». Резины вулканизуются перекисями. Полностью отказаться от использования технического углерода в настоящее время не представляется возможным.

Масла и смолы. К важных составляющих частей смеси, но в меньшем объеме, относятся масла и смолы, обозначаемые как смягчители, которые служат вспомогательными материалами. От достигнутой твердости резиновой смеси во многом зависят ездовые свойства и износостойкость шины.

Сера (и кремниевая кислота) - вулканизующий агент. Связывает молекулы полимера «мостиками» с образованием пространственной сетки. Пластическая сырая резиновая смесь превращается в эластичную и прочную резину.

Вулканизационные активаторы, такие как оксид цинка и стеариновые кислоты, а также ускорители инициируют и регулируют процесс вулканизации в горячей форме (под давлением и при нагревании) и направляют реакцию взаимодействия вулканизующих агентов с каучуком в сторону получения пространственной сетки между молекулами полимера.

Экологические наполнители. Новая и еще не распространена технология предполагает применение в смеси протектора крахмал из кукурузы (в перспективе картофеля и сои). За счет значительно уменьшенного сопротивления качению шина на основе новой технологии выделяет в атмосферу почти вдвое меньше соединений углекислого газа по сравнению с обычными шинами.