Состав резиновой смеси: каучук, сера, наполнители и что из этого видно в детали

Технолог смотрит на резиновую деталь как на результат рецептуры. Твёрдость 70 Shore A можно получить десятком способов: больше наполнителя, меньше масла, другой каучук. Детали с одинаковой твёрдостью при этом по-разному ведут себя в масле, на морозе и при старении, и причину почти всегда находят в составе смеси.

Смесь считают в массовых частях на 100 частей каучука

Рецептуру резины пишут не в процентах, а в массовых частях на 100 массовых частей каучука, по-английски phr. Так удобнее менять один компонент, не пересчитывая остальные. Эталонная смесь для испытания на истирание из текста ГОСТ 23509-79 выглядит так: натуральный каучук 100, противостаритель IPPD 1,0, оксид цинка 50,0, технический углерод 36,0, сера 2,5, ускоритель ДБТД (альтакс) 1,2, итого 190,7 части.

Пересчёт в проценты прост: каучук 100 / 190,7 ≈ 52 % массы, наполнители (оксид цинка и углерод) 86 / 190,7 ≈ 45 %, сера с ускорителем около 2 %. Пример из описания изобретения SU1024468 для смеси на натуральном каучуке даёт другой порядок: оксид цинка 5, стеариновая кислота 0,5, ускоритель около 0,6–0,8, сера от 1,2 до 3 частей. Разница в оксиде цинка показывает, что эталонная смесь подобрана под испытание, а не под деталь.

Пять групп компонентов делают из каучука резину

Порядок цифр в таблице — ориентир для марок общего назначения по приведённым рецептурам и практике смешения, конкретная смесь от него отличается. Сколько серы в смеси, видно и по крайним случаям: мягкая резина берёт 1–3 части, а эбонит, в который вводят десятки частей серы, становится твёрдым пластиком. Сам выбор каучука под среду и температуру, первое решение рецептуры, начинают с видов каучуков для РТИ.

Вулканизующая система задаёт сетку и запас по нагреву

Сера с ускорителями сшивает цепи мостиками из одного или нескольких атомов серы. Длинные мостики дают хорошую прочность и эластичность, но рвутся при нагреве, и деталь стареет быстрее. Пероксид сшивает цепи напрямую углерод-углерод: такая сетка лучше держит нагрев и меньше оседает под сжатием, зато сложнее в переработке и не любит контакта с воздухом при вулканизации.

Для заказчика это видно по паспорту: «EPDM пероксидной вулканизации» и «EPDM серной вулканизации» с одинаковой твёрдостью по-разному держат пар и горячую воду, разница описана в сравнении пероксидного и серного EPDM. Сам процесс сшивки, его режимы и дефекты зависят уже от формования, и ему посвящён разбор вулканизации резиновых изделий.

Наполнитель задаёт твёрдость и цвет детали

Технический углерод упрочняет резину сильнее других наполнителей и поэтому почти все нагруженные технические детали чёрные. Осаждённый кремнезём, «белая сажа», упрочняет почти так же, но дороже и требует связующих добавок. Мел и каолин дешёвые, делают смесь светлой и твёрдой, но прочность и стойкость к истиранию от них растут слабо.

Наполнитель тяжелее каучука, поэтому плотность резины растёт вместе с его долей: ненаполненный натуральный каучук около 0,93 г/см³, а технические резины обычно лежат в пределах 1,1–1,6 г/см³. Сильно наполненная дешёвая смесь бывает тяжелее 1,5 г/см³ при обычной твёрдости, и это первый признак, который проверяют при сравнении двух образцов. Значения для NBR, EPDM, силикона и расчёт массы детали по ним даёт таблица плотности резины.

Пластификатор делает резину мягче и может уйти из детали

Масло или эфир в смеси снижают твёрдость и улучшают работу на морозе: цепи каучука легче двигаются друг относительно друга. Обратная сторона: пластификатор не связан с сеткой химически. В масле, топливе или растворителе он вымывается, а при нагреве испаряется. Деталь после этого твердеет, уменьшается в объёме и трескается, хотя каучук подобран верно.

Пример (условные цифры): прокладка массой 20,0 г после 70 часов в горячем масле весит 19,2 г и стала на 6 единиц Шора твёрже. Потеря 4 % массы при росте твёрдости говорит о вымытом пластификаторе. Если та же прокладка, наоборот, прибавила массу и размякла, масло впиталось в каучук, и проблема в выборе каучука, а не пластификатора.

Состав смеси проявляется на поверхности и в среде

По готовой детали видно больше, чем кажется. Белёсый или желтоватый налёт на чёрной детали со склада означает выцветание: сера, ускоритель, воск или противостаритель вышли на поверхность. Воск выходит специально, он защищает от озона, а обильная сера говорит о передозировке или недовулканизации. Светлая деталь почти наверняка содержит мел, каолин или кремнезём вместо углерода.

Липкая поверхность после работы в масле указывает на набухание каучука, а затвердевшая и потрескавшаяся на потерю пластификатора или старение. Трещины поперёк растяжения на уличной детали говорят о нехватке озонозащиты в смеси, а у детали в тени и без растяжения такие трещины обычно не появляются. Дерево на схеме собирает эти признаки в порядок проверки.

Из чего состоит резиновая смесь?

Резиновая смесь состоит из каучука (100 массовых частей) и добавок к нему: вулканизующей системы из серы с ускорителями или пероксида, активаторов оксида цинка и стеариновой кислоты, наполнителей вроде технического углерода, кремнезёма, мела, а также пластификаторов и противостарителей. В эталонной смеси ГОСТ 23509-79 каучук занимает около 52 % массы, наполнители около 45 %, сера с ускорителем около 2 %.

Сколько серы добавляют в резиновую смесь?

Серы в резиновую смесь для мягкой технической резины добавляют обычно 1–3 массовые части на 100 частей каучука: в эталонной смеси ГОСТ 23509-79 её 2,5 части. Вместе с серой вводят ускорители, примерно 0,5–2 части. Если серы десятки частей, получается эбонит, твёрдый материал без эластичности. Пероксидные смеси серы как вулканизующего агента не содержат.

Марку смеси в заказе подтверждают документом

Заказчик знает о смеси обычно одно из трёх: марку из чертежа (например, ИРП-1078), тип каучука и твёрдость или только условия работы. Первое полнее всего, но марка без ТУ и номера документа тоже требует проверки, это видно по расшифровке марок ИРП. Второе типично для импортной детали. Третье бывает при ремонте, когда от детали остался только кусок.

Всё, что выбрано изготовителем, в КП записывают как предложение: тип каучука, твёрдость, тип вулканизации. Тогда при повторе по тому же артикулу смесь не меняется незаметно для заказчика.

Данные для подбора смеси под деталь

Для расчёта формовой или резаной детали пришлите чертёж или образец и опишите среду, температуру длительно и в пиках, есть ли пищевой контакт, работает деталь в статике или в движении. Если у вас есть паспорт старой смеси или результат анализа, приложите его: по нему подбор материала начинают с известного, а не с нуля. Формовые РТИ наша компания изготавливает по чертежу, эскизу, фото или образцу, а смесь и её основание записываем в КП.

Нормы приведены по состоянию на октябрь 2026 года. Данные о материалах — ориентир для марок общего назначения; материал, размеры и допуски для вашего узла фиксируются в КП после технической оценки.