Întrebați trei persoane ce este cauciucul și obțineți trei răspunsuri diferite: un copac în Asia de Sud-Est, anvelopa de pe o mașină și o linie pe un desen care scrie 70 Shore A, negru. Toate trei sunt corecte, iar decalajul dintre ele este locul în care încep majoritatea argumentelor de aprovizionare.
Ce este de fapt cauciucul
Cauciucul este un elastomer: o rețea de polimeri care se deformează sub sarcină și revine aproape complet odată ce sarcina este îndepărtată. Această întindere recuperabilă este proprietatea definitorie. Culoarea, duritatea și prețul rezultă din chimia de sub el.
Cauciucul natural este cis-1,4-poliizopren recoltat din Hevea brasiliensis. Cauciucul sintetic este polimerizat din monomeri precum butadiena, stirenul, izoprenul, cloroprenul, etilena și propilena, cu fluor sau siliciu în grade speciale. Ambele rute se termină în același loc: un polimer brut cu o vâscozitate Mooney și aproape fără rezistență utilă până când este compus și întărit.
400 până la 700%
Alungirea la rupere pentru compuși tipici de uz general
40 până la 90
Shore O bandă de duritate care acoperă majoritatea garniturilor, covorașelor și anvelopelor
-40 până la 120 C
Fereastra de lucru pentru note generale; clasele de specialitate sunt mai largi
Elastomer: un polimer care poate fi întins în mod repetat până la cel puțin două ori lungimea sa relaxată la temperatura camerei și revine la acea lungime atunci când forța este eliberată. Cauciucul este numele de zi cu zi; elastomerul este cel de inginerie.
Consecința practică este că cauciucul este o familie, nu un material. Două părți, ambele descrise ca cauciuc negru, pot diferi prin 60 de puncte de duritate, cu 150 C de rezistență la căldură și cu un factor de patru în prețul kilogramului.
Cauciuc natural: de la latex la balot
Cauciucul natural începe ca latex, o suspensie lăptoasă de aproximativ 30 până la 40% hidrocarbură de cauciuc extrasă din scoarța copacilor maturi de Hevea. Latexul este coagulat cu acid formic sau acetic, presat în foi sau pesmet și uscat înainte de a fi balotat.
Modul în care se face acea notare decide ce primiți de fapt. Tipurile de foi afumate cu nervuri păstrează rezistența ridicată la verde și aderența la construcție, ceea ce contează pentru construirea manuală a pieselor mari. Calitățile de cauciuc specificate tehnic, cum ar fi TSR 10 sau TSR 20, sunt vândute împotriva limitelor de murdărie, cenușă, azot și materii volatile și împotriva unei ferestre de vâscozitate Mooney.
- Vâscozitatea mooney și, mai important, lot-to-lot răspândit în jurul lui
- Conținutul de murdărie și cenușă, ambele perturbând dispersia negru de fum
- Materie volatilă, care schimbă precizia cântăririi pe ingrediente mici
- Indicele de retenție a plasticității, un indicator rapid al rezistenței la îmbătrânire
Cauciucul natural își câștigă locul prin rezistența la tracțiune, rezistența la rupere, rezistența la oboseală și aderența. Limitele sale sunt la fel de clare: se umflă în uleiuri și combustibili, se crapă sub ozon și îmbătrânește rapid peste aproximativ 90 C în funcționare continuă.
Cauciuc sintetic: alegeți mai întâi chimia
Cauciucul sintetic este produs prin polimerizarea monomerilor derivați din petrol, iar controlul este esențial: puteți specifica rezistența la ulei, rezistența la ozon sau o temperatură de serviciu de 200 C la care cauciucul natural nu o va atinge niciodată.
| Familie | Forța principală | Gama de servicii | Rezistenta la ulei |
| SBR | Rezistență la abraziune, cost | -50 C până la 100 C | Sărac |
| BNR | Rezistență la ulei, combustibil și grăsimi | -30 C până la 120 C | Excelent |
| EPDM | Ozon, vreme, abur și apă | -50 C până la 150 C | Sărac |
| CR | Rezistenta la flacara, imbatranire la intemperii | -40 C până la 120 C | Bun |
| FKM | Căldură și substanțe chimice agresive | -20 C până la 200 C | Excelent |
| VMQ | Bandă largă de temperatură, inerție | -60 C până la 200 C | Corect |
În cadrul unei familii, nota este un cadran. În NBR, conținutul de acrilonitril decide echilibrul: aproximativ 18% păstrează flexibilitatea la temperaturi scăzute, în timp ce 45% maximizează rezistența la ulei cu prețul performanței la rece. Specificați banda ACN, nu doar cuvântul nitril.
EPDM este o ilustrare bună a modului în care chimia se traduce într-un articol de stoc. Același polimer care etanșează ușa unei mașini este livrat și ca folie de protecție împotriva intemperiilor pentru acoperișuri, căptușeli de iaz și covorașe industriale.
Foaie de cauciuc EPDM pentru etanșare și protecție în exterior Folie de cauciuc rezistentă la intemperii, la ozon și la îmbătrânire, potrivită pentru acoperișuri, căptușeli de iaz, garnituri de etanșare și plăcuțe de protecție, unde este de așteptat o expunere lungă la exterior. Vizualizare produs → Cauciuc natural
- Cea mai mare rezistență la tracțiune și la rupere a familiilor generale
- Excelent tack for building and lining work
- Slab față de ulei, ozon și căldură continuă peste 90 C
Cauciuc sintetic
- Proprietate reglată de alegerea monomerului și raportul
- Furnizare constantă și comportament de vindecare mai previzibil
- De obicei, mai scump pe kilogram, aderență mai mică, rezistență verde mai îngustă
Se potrivește mai întâi cu mediul, pe al doilea cu taxa mecanică și pe al treilea preț. Inversarea acestei comenzi este modul în care un sigiliu ieftin devine o cerere de garanție costisitoare optsprezece luni mai târziu.
Pentru o comparație la nivel de date a performanței uleiului, căldurii, condițiilor meteorologice și abraziunii în aceste familii, această defalcare a proprietățile cauciucului sintetic este un punct de referință util înainte de a repara un compus.
Lanțul de proces: amestecare, modelare, vindecare
Fiecare piesă de cauciuc, de la un inel O de 2 mm până la un capac de bandă transportoare de 15 mm, trece prin trei etape: amestecați compusul, modelați-l, apoi întăriți-l. Cele mai multe probleme de calitate sunt decise în prima etapă și descoperite doar în a treia.
Amestecarea
Un mixer intern sau o moară deschisă combină polimer, negru de fum, ulei de proces, activator și curative. Timpii de ciclu de 2 până la 4 minute și temperaturile de descărcare de la 110 C la 160 C sunt tipice, iar dispersia negru de fum este numărul care prezice restul.
Modelarea
Calandrarea produce o foaie de la aproximativ 0,2 mm în sus, cu grosimea menținută în interiorul unei toleranțe; extrudarea produce profile, furtunuri și secțiuni de rulare. Ambele depind de viscozitatea compusului care rămâne stabilă de la lot la lot.
Vindecare
Căldura și presiunea transformă semifabricatul modelat într-o piesă reticulata, fie într-o presă cu plată, pe un tambur de rotopolimerizare sau printr-o linie continuă de vulcanizare.
Mașină Banbury de cauciuc pentru amestecarea uniformă a compușilor Mixer controlat hidraulic cu rotoare optimizate pentru dispersarea compușilor de cauciuc, potrivit pentru producția de anvelope, furtunuri, garnituri și încălțăminte, unde amestecarea constantă sprijină procesarea în aval. Vizualizare produs → În producția de foi, etapa de formare este cea în care se câștigă toleranța la grosime și finisarea suprafeței. Un calandru cu trei role dă o foaie mai stabilă decât o unitate cu două role atunci când compusul este rigid, deoarece trecerea suplimentară calcă variația gabaritului înainte ca foaia să părăsească ultima linie.
Calandră din cauciuc cu trei role pentru acoperirea cu foi Calandra controlată de PLC cu role găurite pentru acoperirea continuă a foii de cauciuc și calandrarea foii pură, acolo unde ecartamentul stabil și finisarea suprafeței contează. Vizualizare produs → Un compus care lasă mixerul la 145 C în loc de 120 C a început deja să ardă. Înregistrarea scăderii temperaturii pe mixer costă mult mai puțin decât un lot respins de piese turnate.
Citirea unei specificații de cauciuc fără a te lăsa păcălit
O specificație de cauciuc are sens numai atunci când duritatea, rezistența la tracțiune, alungirea, setul de compresie și standardul de testare apar împreună. Orice număr poate fi îndeplinit de un compus care nu funcționează.
| Proprietate | Valoare tipică | Ceea ce controlează | Capcană comună |
| Duritate | 40 până la 90 Shore A | Forța de etanșare și potrivire | Citat fără toleranță; cinci puncte de derivă modifică vizibil rigiditatea |
| Rezistenta la tractiune | 12 până la 25 MPa | Rezistență la rupere sub sarcină | Vândut ca durabilitate, dar spune puțin despre viața la oboseală |
| Alungirea la rupere | 200 până la 700% | Marja de flexibilitate | Măsurat pe o piesă nouă, niciodată pe una învechită |
| Set de compresie | 15 până la 35% după 22 ore la 70 C | Etanșare după încărcare statică lungă | Testat la o temperatură mai rece decât cea aplicată |
| Forța la lacrimă | 20 până la 60 kN/m | Reduceți rezistența la creștere | Comparat prin diferite metode de testare |
Cereți standardul, grosimea probei și timpul de condiționare. O cifră de duritate fără aceste trei detalii este o declarație de marketing, nu o specificație.
Înștiințările de rând ajută la reducerea acestui decalaj. O desemnare în stilul ASTM D2000 sau ISO 3302 leagă duritatea, rezistența la tracțiune și îmbătrânirea termică într-un singur cod, astfel încât un furnizor nu poate înlocui în liniște un amestec 60 Shore A cu 70 Shore A NBR pe care l-ați aprobat.
Potrivirea cauciucului la aplicație
Începeți cu mediul în care va locui piesa, apoi cu sarcina mecanică, apoi cu prețul. Această ordine previne cel mai frecvent rezultat: un compus ieftin, ușor de modelat și eșuează în luna a opta.
- Temperatura, atât continuă, cât și de vârf, inclusiv ciclurile de curățare
- Medii de contact: ulei, combustibil, apă, abur, ozon, alimente, dezinfectanți
- Funcție statică sau dinamică și numărul de cicluri așteptate pe parcursul vieții
- Sarcina si compresia, plus setul care poate fi tolerat
- Limite de reglementare: flacără, electrice, contact cu alimentele, substanțe restricționate
Modurile de eșec indică direct înapoi la decizia compusă. Întărirea și crăparea fină înseamnă de obicei îmbătrânirea termică. Crăparea suprafeței pe o parte exterioară nestresată înseamnă de obicei ozon. Umflarea, înmuierea și pierderea rezistenței înseamnă de obicei că rezistența la ulei a fost greșită. O etanșare care rămâne plată după ce sarcina este îndepărtată prezintă o fixare prin compresie, nu un defect de turnare.
Cumpărați mediul, nu lista de prețuri. Un compus selectat pentru costul pe kilogram va fi în cele din urmă judecat în funcție de costul pe an.
În cazul în care aplicarea este pardoseală, covoraș sau folie generală, mai degrabă decât o etanșare turnată, compusul vine de obicei ca o foaie finită, iar decizia de cumpărare se referă la modelul și grosimea suprafeței. The gama de produse din cauciuc arată cum aceste clase sunt grupate în funcție de industrie, ceea ce este un punct de plecare mai rapid decât un nume de polimer.
Întrebări frecvente
Este cauciucul un plastic?
Nu. Materialele plastice sunt de obicei termoplastice, așa că se înmoaie și curg din nou atunci când sunt încălzite. Cauciucul este reticulat în timpul vulcanizării, astfel încât nu se va topi și nu se va revărsa; împins suficient de departe se degradează în schimb. Elastomerii termoplastici se comportă ca cauciucul și procesează ca plasticul, dar cauciucul întărit obișnuit este o clasă diferită de material.
Care este diferența dintre cauciucul natural și cel sintetic?
Cauciucul natural provine din latexul Hevea și oferă rezistență ridicată la tracțiune, rezistență la rupere și aderență, dar rezistență slabă la ulei și ozon. Cauciucul sintetic este polimerizat din monomeri și poate fi proiectat pentru rezistență la ulei, căldură, ozon sau chimic, de obicei la un preț mai mare pe kilogram și cu o aderență mai mică.
Cât de tare poate fi cauciucul?
Majoritatea compușilor industriali se află între 40 și 90 Shore A. Sub 40 Shore A materialul se comportă ca un gel moale sau un burete; peste 90 Shore A, poliuretanul sau un plastic de inginerie este de obicei cel mai bun răspuns. Ebonita, un cauciuc dur puternic reticulat, este măsurată pe scara Shore D.
De ce se defectează o piesă din cauciuc înainte de durata de viață nominală?
În cele mai multe cazuri, compusul a fost acceptabil, dar mediul a fost subspecificat: o stropire de ulei, un agent de curățare, un colț al plantei bogat în ozon sau o temperatură continuă mai mare decât se presupunea fișa de date. Confirmați temperatura reală de serviciu și mediul de contact, apoi verificați din nou setul de compresie și retenția la tracțiune după îmbătrânire.
Încă te hotărăști? Notați temperatura de serviciu, mediul de contact și durata de viață estimată. Aceste trei linii restrâng de obicei o selecție de cauciuc la doi sau trei compuși candidati.
Previous