Сырая резина: что это, виды и как из неё делают детали

Слово «сырая» здесь означает «ещё не сшитая»: к влаге и к браку оно отношения не имеет. Каучук в смеси пока остаётся набором отдельных длинных молекул, и только нагрев соединит их серными или углеродными мостиками в сетку. До этого момента смесь можно формовать, а после него уже нет.

Сырая резина состоит из каучука и вулканизующей группы

В сырой резине есть всё, что будет в готовой детали: каучук, вулканизующий агент (сера или пероксид), ускорители и активаторы, наполнитель вроде технического углерода или белой сажи, пластификатор, противостарители. Все компоненты смешаны на вальцах или в резиносмесителе при температуре ниже порога сшивания. Пропорции записывают в массовых частях на 100 частей каучука; как из них складывается твёрдость и стойкость, видно в разборе состава резиновой смеси.

Сырая смесь уже «знает», какой станет резина: на каком каучуке она замешана, с какой твёрдостью, для какой среды. Поэтому вид сырой резины называют так же, как вид готовой: сырая NBR, сырая EPDM, сырая резина на натуральном каучуке. Отличие только в том, что реакция сшивания ещё не прошла.

Виды сырой резины различают по каучуку и по работе

По каучуку сырые смеси делят так же, как резины: NR и SBR для общего назначения, NBR для масла и топлива, EPDM для воды, пара и улицы, CR для погоды и огнестойкости, силиконовые смеси для жары и пищевого контакта, FKM для горячего масла и химии. По назначению сырую резину выпускают в нескольких формах:

• формовая смесь в виде листа, жгута или заготовок для пресс-форм;
• каландрованный лист 1,3–2 мм для гуммирования ёмкостей и обкладки валов;
• ремонтная сырая резина для шин, лент и камер, часто с клеевым слоем;
• эбонитовая смесь с большим количеством серы, которая после вулканизации становится твёрдой;
• смесь для экструзии профилей и трубок с подобранной вязкостью.

Одна и та же смесь не годится для всех процессов. Формовой смеси нужна текучесть в форме, экструзионной устойчивость сечения после фильеры, гуммировочной клейкость к металлу и к соседнему слою.

Подвулканизация ограничивает срок жизни смеси

Сшивание начинается медленно и при комнатной температуре. Чем теплее склад и чем активнее ускорители, тем раньше смесь «подвулканизуется»: станет жёстче, хуже затечёт в форму и плохо слипнется сама с собой. Это называют подвулканизацией, или скорчингом, и именно она ставит предел хранению.

Для гуммировочных смесей ВСН 214-82 задают условия хранения: помещение без солнца, температура −5…+25 °C, влажность 50–85 %, стеллажи не ближе 1 м к источникам тепла, рулоны подвешены, а не уложены друг на друга. Сроки по маркам там разные:

Таблица показывает порядок величин: сырая резина живёт месяцы, а не годы. Для других смесей срок задаёт паспорт изготовителя, и его считают от даты изготовления смеси, а не от даты покупки.

Вязкость по Муни и время подвулканизации проверяют до запуска

Состояние сырой смеси оценивают на вискозиметре Муни: прибор показывает вязкость и время, за которое смесь при заданной температуре начинает сшиваться. Метод описан в ГОСТ Р 54552-2011. Если вязкость выросла, а время до подвулканизации сократилось против паспорта, смесь постарела. Вторую проверку делают на реометре: кривая сшивания показывает, сколько минут нужно детали в форме при выбранной температуре.

Без этих двух цифр режим вулканизации подбирают наугад, и первая партия деталей превращается в эксперимент. Поэтому смесь с паспортом и протоколом реометра стоит дороже рулона без документов, но экономит пробные запрессовки.

Нагрев превращает смесь в деталь пятью способами

Для сырой смеси важна разница между складом и рабочим нагревом. Склад держат не выше +25 °C, а сшивание идёт на 110–170 градусов выше, и выбор способа зависит от формы детали. Паровой автоклав мягче всех по температуре и подходит для гуммированных ёмкостей и профилей, пресс работает горячее, литьевая машина ещё горячее и быстрее. Силиконовые и фторкаучуковые детали после формы допекают в печи. Двухкомпонентные составы холодной вулканизации к сырой резине отношения не имеют: это клей-компаунд.

Цифры таблицы даны для марок общего назначения; точный режим смеси берут из кривой реометра.

Каждый способ рождает свой тип детали. В пресс-форме делают кольца, манжеты, мембраны, буферы, то есть формовые РТИ. Через экструдер и фильеру выходят профили и шнуры, их вулканизуют в соляной ванне, микроволновой камере или автоклаве. Каландрованный лист раскраивают и наносят на металл, а потом вулканизуют вместе с ним: так гуммируют ёмкости и обрезинивают валы и ролики.

Что такое сырая резина и чем она отличается от обычной?

Сырая резина отличается от обычной одним незавершённым шагом: в ней все компоненты будущей детали уже есть, но каучук не сшит. Поэтому сырой лист липкий, режется ножницами, склеивается сам с собой при нажатии и держит вмятину. Обычная, вулканизованная резина прошла нагрев с давлением, не липнет, не растворяется в бензине до конца и пружинит.

Сколько хранится сырая резина?

Сырая резина хранится месяцы: гуммировочные смеси по ВСН 214-82 сохраняют пригодность 2–4 месяца при −5…+25 °C и влажности 50–85 % вдали от солнца и отопления. Срок конкретной смеси задаёт её паспорт и считается от даты изготовления. Тепло склада ускоряет подвулканизацию, и смесь начинает хуже течь в форме раньше срока.

Заготовку в форму считают по массе детали с облоем

Пример: резиновый буфер массой 48 г формуют в пресс-форме. К массе детали добавляют облой и выпор, обычно 5–10 % для простой формы с канавками для выхода смеси. Заготовка получается около 51–53 г. На партию 300 штук нужно 300 × 53 ≈ 16 кг смеси, плюс 1–2 кг на настройку режима и первые контрольные детали. Если смесь поставляется листом 4 мм, заготовки вырубают или нарезают кусками заданного веса.

Недовес заготовки даёт недопрессовку: незаполненные углы и кромки. Перевес даёт толстый облой и смещение размера по линии разъёма. Поэтому вес заготовки записывают в техкарту детали вместе с температурой и временем выдержки.

Своя смесь и смесь изготовителя требуют разных договорённостей

Иногда у заказчика есть рецептура или марка смеси из старого чертежа, иногда известна только среда и температура. В первом случае в КП указывают марку смеси по документу заказчика. Во втором мы предлагаем смесь сами и пишем отдельной строкой основание выбора: например, «NBR 70 Shore A предложена по маслу И-40А при +60 °C со слов заказчика; стойкость к присадкам не проверялась». Режим вулканизации, вес заготовки и усадку подбирают на первой запрессовке, и это тоже допущения изготовителя, а не данные заказчика.

Пресс-форма под новую деталь проектируется с поправкой на усадку конкретной смеси, ориентировочно 1,5–3 %. При смене марки смеси размер детали может уйти из допуска, поэтому марку смеси меняют только с согласованием и пробной партией.

Для формовой детали нужен чертёж или образец и условия работы

Сырую резину в розницу для разовой поделки нет смысла покупать, если нужна точная деталь: без пресса, формы и подобранного режима она получится пористой и неровной. Если нужна деталь из резины, пришлите чертёж, эскиз или образец, укажите среду, температуру, твёрдость и количество. По этим данным назовём, понадобится ли новая пресс-форма, и если да, срок изготовления формы будет указан в КП. Формование и вулканизацию ведём на участке формования РТИ.