, moduł sprężystości przy małych odkształceniach E=1–10 MPa, współczynnik Poissona μ=0,4–0,5; stosunek modułu sprężystości mi i moduł ścinania G : mi = 3 sol (\ displaystyle E = 3G).
Wykorzystuje się go do produkcji opon do różnych pojazdów, uszczelek, węży, przenośników taśmowych, artykułów medycznych, gospodarstwa domowego, higienicznych itp.
Fabuła
Historia kauczuku rozpoczyna się wraz z odkryciem kontynentu amerykańskiego. Od czasów starożytnych rdzenna ludność Ameryki Środkowej i Południowej zbierała sok mleczny z tzw. Do pozyskiwania kauczuku używano drzew kauczukowych (Hevea). Kolumb zauważył również, że ciężkie, monolityczne piłki z czarnej elastycznej masy, używane w indyjskich grach, odbijają się znacznie lepiej niż znane Europejczykom skórzane piłki. Oprócz piłek gumę stosowano w życiu codziennym: lepiąc naczynia, zaklejając spody ciast, tworząc wodoodporne „pończoszki” (choć metoda była dość bolesna: nogi pokrywano masą gumową i trzymano nad ogniem, co dawało efekt wodoodporna powłoka); Jako klej używano także gumy: za jej pomocą Indianie przyklejali do ciała pióra w celu dekoracji. Jednak wiadomość Kolumba o nieznanej substancji o niezwykłych właściwościach przeszła w Europie niezauważona, choć nie ulega wątpliwości, że konkwistadorzy i pierwsi osadnicy Nowego Świata szeroko wykorzystywali kauczuk.
Pojawienie się w Europie
Europa naprawdę poznała kauczuk w 1738 roku, kiedy podróżnik C. Codamin, który wrócił z Ameryki, przedstawił Francuskiej Akademii Nauk próbki gumy i zademonstrował metodę jej produkcji. Początkowo guma nie znalazła praktycznego zastosowania w Europie.
Pierwsze użycie
Pierwszym i jedynym zastosowaniem przez około 80 lat było wytwarzanie gumek do wymazywania śladów ołówka na papierze. O wąskim zastosowaniu gumy zadecydowało suszenie i twardnienie gumy.
Wodoodporna tkanina
Gorączka gumowa
Rozwijająca się inżynieria mechaniczna i elektrotechnika, a później przemysł samochodowy, zużywały coraz więcej gumy. Wymagało to coraz większej ilości surowców. W związku ze zwiększonym popytem w Ameryce Południowej zaczęły powstawać i szybko rozwijać się ogromne plantacje kauczuku, uprawiając te rośliny w monokulturze. Później centrum uprawy kauczuku przeniosło się do Indonezji i Cejlonu.
Przemysł oponiarski i gumowy w przedrewolucyjnej Rosji
Produkcja opon samochodowych, wyrobów gumowych i obuwia gumowego w przedrewolucyjnej Rosji koncentrowała się głównie w trzech miastach: Petersburgu – „Trójkącie” (obecnie „Czerwony Trójkąt”), w Rydze – „Prowodniku” i „Rosji” oraz w Moskwa - „ Bogatyr” (później „Czerwony Bogatyr”), „Wulkan” (obecnie „Alfaplastik”).
Produkcja kauczuków syntetycznych
Po powszechnym zastosowaniu kauczuku i braku możliwości zaspokojenia jego naturalnych źródeł, stało się jasne, że konieczne jest znalezienie substytutu bazy surowcowej w postaci plantacji kauczuku. Problem pogłębiał fakt, że plantacje zostały zmonopolizowane przez kilka krajów (głównym z nich była Wielka Brytania), ponadto surowce były dość drogie ze względu na pracochłonność uprawy roślin kauczukowych i zbierania kauczuku oraz wysokie koszty transportu.
Poszukiwania alternatywnych surowców podążały dwiema ścieżkami:
- Poszukaj roślin kauczukowych, które można uprawiać w klimacie subtropikalnym i umiarkowanym. W USA inicjatorami tego trendu byli Thomas Edison i Henry Ford. W Rosji i ZSRR Mikołaj Wawiłow pracował nad tym problemem.
- Produkcja kauczuków syntetycznych z surowców nieroślinnych. Kierunek ten rozpoczął się od eksperymentów Michaela Faradaya w badaniu składu chemicznego i struktury gumy. W 1878 roku Gustave Bouchard odkrył reakcję przekształcania izoprenu w masę gumopodobną. W 1910 roku Iwan Kondakow odkrył reakcję polimeryzacji dimetylobutadienu.
Produkcja kauczuków syntetycznych zaczęła się intensywnie rozwijać w ZSRR, który stał się pionierem w tej dziedzinie. Było to spowodowane dotkliwym niedoborem kauczuku dla intensywnie rozwijającego się przemysłu, brakiem efektywnych fabryk kauczuku naturalnego na terenie ZSRR oraz ograniczeniem dostaw kauczuku z zagranicy. Problem uruchomienia na dużą skalę przemysłowej produkcji kauczuku syntetycznego został pomyślnie rozwiązany, pomimo sceptycyzmu części zagranicznych ekspertów [ ] (najsłynniejszym z nich jest Edison).
Aplikacja
Guma wykorzystywana jest do produkcji opon samochodowych, motocyklowych i rowerowych, gumowych wyrobów technicznych - są to taśmy przenośnikowe, pasy napędowe, węże ciśnieniowe i ciśnieniowo-ssące, wyroby durite, płyty techniczne, pierścienie gumowe do różnych uszczelek, wibroizolatory i tłumiki drgań a także gumowe wykładziny podłogowe i obuwie gumowe, np. botki, kalosze.
Produkcja wyrobów gumowych
Tkaniny gumowane powstają z tkanin lnianych, bawełnianych lub syntetycznych poprzez impregnację klejem kauczukowym (specjalna mieszanka gumowa rozpuszczona w benzynie, benzenie lub innym odpowiednim lotnym rozpuszczalniku organicznym). Po odparowaniu rozpuszczalnika otrzymuje się gumowaną tkaninę.
Aby uzyskać rurki i uszczelki gumowe o różnych profilach, surowa guma przepuszczana jest przez maszynę strzykawkową, w której podgrzana (do 100-110°) mieszanina przeciskana jest przez głowicę profilującą. W rezultacie powstaje profil lub rura, która jest następnie wulkanizowana albo w autoklawie wulkanizacyjnym pod podwyższonym ciśnieniem, albo w „rurze” wulkanizacyjnej pod normalnym ciśnieniem w środowisku krążącego gorącego powietrza lub w stopionych solach.
Produkcja węży durite - węży gumowych wzmocnionych włóknem lub oplotem drucianym - przebiega w następujący sposób: z kalandrowanej mieszanki gumowej wycina się paski i umieszcza je na metalowym trzpieniu, którego średnica zewnętrzna jest równa średnicy wewnętrznej węża zrobiony fabrycznie. Krawędzie pasków smaruje się klejem gumowym i zwija wałkiem, następnie nakłada się jedną lub kilka sparowanych warstw tkaniny lub oplata metalowym drutem i pokrywa klejem gumowym, a na wierzch nakłada się kolejną warstwę gumy. Następnie zmontowany przedmiot bandażuje się zwilżonym bandażem i wulkanizuje w autoklawie.
Produkcja opon samochodowych
Kamery samochodowe wykonane z rur gumowych wytłaczanych lub klejonych wzdłuż komory. Istnieją dwa sposoby wytwarzania kamer: formowane i trzpieniowe. Komory trzpieniowe są wulkanizowane na trzpieniach metalowych lub zakrzywionych. Komory te posiadają jedno lub dwa złącza poprzeczne. Po połączeniu komory na złączu poddawane są wulkanizacji. W metodzie formowania komory wulkanizowane są w indywidualnych wulkanizatorach wyposażonych w automatyczny regulator temperatury. Po wytworzeniu, aby uniknąć sklejania ścian, do komory wprowadza się mielony talk.
Opony samochodowe montowane na specjalnych maszynach z kilku warstw specjalnej tkaniny (sznurka) pokrytej warstwą gumy. Rama tkaniny, czyli szkielet opony, jest starannie zwijana, a krawędzie warstw tkaniny owijane. Zewnętrzną część ramy pokryto dwiema warstwami stalowego przerywacza kordu, następnie część jezdną pokryto grubą warstwą gumy, zwaną bieżnikiem, a na ścianki boczne nałożono cieńszą warstwę gumy. Tak zmontowaną oponę (surową oponę) poddaje się wulkanizacji. Przed wulkanizacją na wnętrze surowej opony nakładany jest specjalny antyadhezyjny środek antyadhezyjny (malowany), aby zapobiec przywieraniu do membrany pompującej i zapewnić lepsze przesuwanie się membrany w wewnętrznej wnęce opony podczas formowania.
Magazynowanie wyrobów gumowych
Szafy na wyroby gumowe muszą mieć szczelnie zamykające się drzwiczki i gładką powierzchnię wewnętrzną. Wiązki i sondy przechowywane są podwieszone na zdejmowanych wieszakach umieszczonych pod pokrywą szafki. Gumowe podkładki grzewcze, podkładki i okłady z lodu przechowuje się w stanie lekko napompowanym. Zdejmowane gumowe części urządzeń należy przechowywać oddzielnie. Cewniki elastyczne, rękawiczki, bandaże gumowe, osłonki na palce przechowywane są w szczelnie zamkniętych pudełkach, posypane ziemią
1817 - Niemiecki baron Karl von Drais wynalazł rower wykonany w całości z drewna. Można powiedzieć, że miał założone drewniane opony.
1844 - Charles Goodyear odkrył proces wulkanizacji gumy, który zmienił historię opon rowerowych. Przed odkryciem procesu wulkanizacji guma była niestabilna, ponieważ nie zachowywała swojego kształtu: stawała się zbyt miękka podczas upałów i krucha podczas zimnej pogody. Wynalazek Goodyeara przekształcił gumę w miękki materiał, który idealnie nadawał się na opony rowerowe. Od kilku lat opony rowerowe produkowane są z twardej gumy. Chociaż były ciężkie i nie zapewniały płynnej jazdy, nadal były mocniejsze niż poprzednie. Dziś nadal można znaleźć kilka rodzajów opon z twardej gumy.
1845 - Inżynier Robert Thompson z Anglii otrzymał patent na swój wynalazek. Opona Thompsona składała się z dętki, która została wykonana z kawałków płótna impregnowanych gumą, a sama opona była wykonana ze skóry, przymocowanej do felgi za pomocą nitów. Thompson nazwał ten wynalazek kołem pneumatycznym. Genialny wynalazek Thompsona nie odniósł komercyjnego sukcesu i wkrótce został zapomniany.
1870 - W Anglii inżynier James Starley produkuje rower, w którym zastosowano opony z pełnej formowanej gumy zamontowane na stalowych kołach.
1882 - Thomas B. Jeffrey, producent i wynalazca rowerów, otrzymuje patent na ulepszoną oponę. Innowacją było wtopienie drutu w gumę wzdłuż krawędzi opony, co mocno przymocowało ją do felgi. Wcześniej opony rowerowe mocowano do krawędzi felgi za pomocą kleju lub nitów, co było niebezpieczne, ponieważ opony często schodziły z felgi.
1887 - Szkocki weterynarz opracowuje pierwszą na świecie pompowaną oponę pneumatyczną do trójkołowca swojego syna. Opona Dunlop, na którą uzyskał patent w 1888 roku, posiada skórzany wąż pełniący funkcję dętki oraz zewnętrzną część opony z gumowym bieżnikiem. Jego wynalazek umożliwił wygodną jazdę na rowerze. Takie opony były używane aż do wynalezienia osobnej dętki.
1893 - August Schroeder i jego syn George Schroeder wymyślają ulepszoną wersję zaworu do utrzymywania i pompowania powietrza w oponach. Zawory Shredder są nadal szeroko stosowane w przemyśle opon rowerowych.
1911 - Philip Strauss wynalazł kombinację, w której wewnątrz znajdowała się gumowa rurka wypełniona powietrzem, a na zewnątrz gumowa opona.
1933 - Niemiecki inżynier i przedsiębiorca, który wyemigrował do Ameryki, Ignaz Schwin opracował rozszerzoną oponę, która dała początek terenowemu używaniu roweru.
1978 – Wprowadzenie na rynek pierwszych wysokiej jakości składanych opon Turbo.
Nowoczesne opony rowerowe są stosowane od lat 70. XX wieku, po wielu modyfikacjach i ulepszeniach mających na celu zwiększenie niezawodności i poprawę wyników sportowych. Nowoczesne opony projektowane są z dużym naciskiem na aerodynamikę, lekkość i specjalne materiały, które zapewniają wydajność i minimalny opór podczas jazdy. Wraz z pojawieniem się nowoczesnych technologii i projektowania wspomaganego komputerowo, opona rowerowa stale ewoluuje.
Przeczytaj także w tym temacie:
Weźmy na przykład okres od 1951 do 1956 roku, kiedy grupa młodych rowerzystów, około 20 osób z Francji, próbowała opracować rower zaskakująco podobny do współczesnego roweru górskiego. Został wyposażony w dużą liczbę nowinek technicznych...
Ustalenie wynalazcy i miejsca wynalazku jest prawie niemożliwe, teoria na ten temat opiera się na domysłach i drobnych strzępkach informacji, które przetrwały do dziś. Mniej więcej tak samo jak nie da się określić kiedy i gdzie ludzie nauczyli się wykorzystywać proces spalania...
1817 - Niemiecki baron Karl von Drais wynalazł rower wykonany w całości z drewna. Można powiedzieć, że miał założone drewniane opony...
Mając telefon komórkowy lub jakikolwiek inny dostęp do Internetu, możesz sprawdzić, gdzie w Twojej okolicy znajduje się bezpłatny rower i zgłosić prośbę o skorzystanie z niego przed wyjściem z domu. Następnie Klient otrzymuje kod PIN...
Szybkość i zwrotność, małe wymiary i niski koszt roweru wpłynęły na wybór tego rodzaju transportu na wyposażenie patroli policyjnych. Rower ma zalety jazdy w korkach, manewrowania między samochodami, poruszania się po chodnikach...
Wynalazca: Charlesa Goodyeara
Kraj: Stany Zjednoczone
Czas wynalazku: 1839
Hiszpańscy konkwistadorzy przywieźli także wspaniałe produkty z Ameryki Południowej (elastyczne piłki, wodoodporne buty). Indianie robili je z zamrożonego mlecznego soku z drzewa Hevea. Zrobiono to prosto. Na przykład, aby zrobić kulkę, posmarowali okrągły przedmiot warstwą po warstwie sokiem w miarę jego twardnienia. Po uzyskaniu dostatecznie grubej warstwy formę usunięto. W podobny sposób wykonano buty nieprzemakalne, a ostatnią rolę pełniły własne stopy. Mieszkańcy Brazylii nazywali ten materiał „caucho” („cau” – drewno, „uchu” – płacz), a obecnie znany jest jako guma.
Poważną uwagę poświęcono gumie dopiero po tym, jak francuski inżynier z Cayenne, Francois Freycinet, dostarczył do paryskiej Akademii Nauk gumę, produkty z niej wykonane i opis z Ameryki Południowej. 
sposoby jego ekstrakcji. Jego notatka i próbki wpadły w ręce odkrywcy Charlesa Marie de la Condamine, który wykorzystał te próbki do ochrony instrumentów przed deszczem. W 1751 r. Condamine przekazał notatkę F. Freycineta do Paryskiej Akademii Nauk.
Przez długi czas gumę wykorzystywano głównie do produkcji miękkich zabawek, próbowano pokrywać nią buty, aby zapewnić im wodoodporność. Próbowali użyć gumy do opon do wózków, ale materiał był bardzo miękki i łatwo ścierał się na powierzchni drogi. Ponadto w upale stał się lepki, a na zimno stał się kruchy.
Angielski chemik i wynalazca Charles Mackintosh (1766-1843) znalazł nowe zastosowanie gumy. Zrobił płaszcz przeciwdeszczowy z dwóch warstw materiału, dzianych z roztworem gumy w węglowodorach naftowych i zaczął produkować płaszcze wodoodporne, które później nazwano jego imieniem. W 1823 C. Mackintosha 
otrzymał patent na ten wynalazek. Jednak komputery Macintosh również niszczały w wysokich i niskich temperaturach, więc przemysł gumowy przeżył okres upadku.
Wielu badaczy próbowało wyeliminować wady gumy, zachowując jednocześnie jej zalety, ale bezskutecznie. Wreszcie udało się to amerykańskiemu wynalazcy Charlesowi Goodyearowi.
Charles Goodyear (29.12.1800 - 1.07.1860) urodził się w New Haven w stanie Connecticut. Jako młody człowiek dzielił swój czas pomiędzy sklep, fabrykę i gospodarstwo rolne swojego ojca, który sprzedawał m.in. własne wynalazki. W 1826 roku Karol i jego ojciec zorganizowali w Filadelfii pierwszy amerykański specjalistyczny sklep z artykułami żelaznymi, biznes zakończył się niepowodzeniem: w 1830 roku firma zbankrutowała.
Energiczny młody człowiek zajął się wynalazkami. W 1834 roku w witrynie nowojorskiego sklepu zainteresował się wyrobami gumowymi. Dowiedziawszy się, że konieczne jest zwiększenie odporności cieplnej tego obiecującego materiału, Goodyear po serii eksperymentów zaproponował dodanie do gumy tlenków magnezu i wapnia. Zaczął robić buty z powstałej „gumowo-elastycznej”, ale przy silnym mrozie zachowywała się nie lepiej niż zwykła guma.
W 1836 roku wynalazca nauczył się przetwarzać gumę za pomocą kwasu azotowego, bizmutu i azotanów miedzi i otrzymał patent 17 czerwca 1837 roku, a następnie założył fabrykę w Nowym Jorku. Jednak sprawy nie szły dobrze. Goodyear kontynuował swoje eksperymenty. W 1838 roku uzyskał patent Haywarda, który polegał na mieszaniu gumy z roztworem siarki.
Ale dopiero w 1839 roku Goodyear wynalazł metodę, która obecnie nazywa się wulkanizacją i stała się powszechna na całym świecie. Stało się to częściowo przez przypadek, gdy próbka mieszaniny gumy i siarki pozostawiona na gorącym piecu nie rozpłynęła się, lecz zamieniła się w twardy, zwęglony materiał, który nazywamy gumą. Wynalazca poświęcił kolejne pięć lat na ciężką pracę nad procesem technologicznym, zanim 15 czerwca 1844 roku pojawił się patent nr 3633. Autor nie mógł jednak czerpać zysków z patentu, gdyż nie miał środków na uzyskanie jego prawnej rejestracji.
W 1841 roku Goodyear podarował Anglikowi kilka kawałków gumy. Próbki te, które wpadły w ręce angielskiego chemika T. Hancocka, pomogły mu powtórzyć technologię wulkanizacji i otrzymać brytyjski patent w 1843 roku. Nazwę procesu na cześć boga Wulkana zaproponował także angielski wynalazca.
Charles Goodyear próbował szeroko rozpowszechnić swój wynalazek, najpierw w USA, potem w Europie, i wydał ogromne pieniądze na wystawy w Londynie i Paryżu, których ekspozycja obejmowała wyroby gumowe, aż po strony własnej książki Goodyeara. Wynalazca przyczynił się do rozwoju przemysłu gumowego w Starym i Nowym Świecie, ale sam nie mógł się wzbogacić. Żartował, że można go rozpoznać jako człowieka ubranego w całą gumę i noszącego gumowy portfel bez ani centa. Goodyear zmarł w biedzie, pozostawiając duże długi. Dopiero jego synowi, także Karolowi, który kontynuował dzieło ojca, udało się osiągnąć sukces w branży gumowej.
W 1846 roku A. Parks zaproponował proces wulkanizacji na zimno przy użyciu chlorku siarki. Wyroby gumowe w temperaturze pokojowej umieszcza się w chlorku siarki rozpuszczonym w dwusiarczku węgla lub w komorze wypełnionej parami chlorku siarki. Proces trwa 1-2 minuty, po czym z produktu usuwa się pozostały odczynnik. Metodę tę stosuje się do produkcji wyrobów cienkościennych (rękawiczki, zabawki dla dzieci itp.). Produkty otrzymane w procesie wulkanizacji na zimno mają gorsze właściwości niż produkty wulkanizacji na gorąco.
Rozwijający się przemysł potrzebował coraz więcej gumy. Ogromne plantacje Hevea rosły w Ameryce Południowej i Indonezji. Mniej więcej w tym samym czasie jeden przedsiębiorczy Anglik potajemnie zabrał z Brazylii 70 tysięcy nasion Hevea, ale zapuściły one korzenie tylko w jednym miejscu - na Cejlonie, który wówczas należał do Anglii.
Na światowym rynku kauczuku pojawili się dwaj wielcy monopoliści i stało się jasne: kauczuk naturalny nie jest ani ekonomiczny, ani opłacalny; trzeba znaleźć metodę produkcji kauczuku sztucznego. Dalsza historia rozwoju kauczuku to historia badań chemicznych, głównie rosyjskiej chemii.
W Rosji przemysł gumowy pojawił się w pierwszej połowie XIX wieku. Przed rewolucją produkcję kauczuku reprezentowały cztery przedsiębiorstwa: „Trójkąt”, „Prowodnik” oraz stosunkowo małe zakłady „Bogatyr” i „Kauchuk”. W 1913 r. zatrudniali 23 tys. osób i produkowali głównie obuwie.
Surowce i sprzęt były zagraniczne, zarządzanie techniczne prowadzili cudzoziemcy. Niewiele osób wie, że tajemnicą fabryki Triangle w XIX wieku była produkcja gąbek toaletowych; Co dziwne, ten prosty przedmiot był najbardziej konkurencyjnym produktem gumowym na rynku światowym. Po rewolucji październikowej przemysł gumowy był dość potężnym przemysłem. Obrano ogólny kurs w kierunku industrializacji, w związku z czym zapotrzebowanie na komponenty do wyrobów gumowych gwałtownie wzrosło.
Jednak produkcja kauczuku opierała się wyłącznie na imporcie kauczuku naturalnego. Możliwe były dwa rozwiązania problemu. Pierwszym z nich jest poszukiwanie roślin kauczukowych nadających się do uprawy na obszarach o klimacie umiarkowanym. W ZSRR N.I. to zrobił. Wawiłowa, w USA inicjatorami tego dzieła byli T. Edison i G. Ford.
Drugą opcją jest stworzenie kauczuku syntetycznego. Badania chemiczne składu gumy rozpoczęły się od eksperymentów M. Faradaya w 1826 roku. W 1879 r. A. Bouchard zaobserwował przemianę izoprenu w masę gumopodobną i 
w 1910 r. - I. L. Kondakov podobna przemiana dimetylobutadienu. W 1909 roku Siergiej Wasiljewicz Lebiediew pokazał substancję zbliżoną do gumy, przygotowaną z diwinylu, bezbarwnego, lotnego gazu. Ale po ciężkiej pracy udało mu się zdobyć tylko 19 gramów.
W Rosji I. I. Ostromyslensky pracował w tym samym kierunku, przeprowadzając eksperymenty w fabryce Bogatyr, w Niemczech - K. Harries, w Anglii - F. Matthews i E. Strakhedge. Zatem nauka poszła w ślady natury: najpierw trzeba było otrzymać polimer węglowodorów dienowych, a następnie zsyntetyzować z nich gumę.
W 1926 roku rząd radziecki ogłosił ogólnoświatowy konkurs na produkcję sztucznego kauczuku, 
Ponadto postawiono 3 warunki: 1) surowce muszą być tanie; 2) jakość nie gorsza od naturalnej; 3) okres do przedstawienia wyników prac rozwojowych wynosi 2 lata. W maju 1928 roku konkurs ten wygrał S.V. Lebiediew. Jako surowiec używał zwykłych ziemniaków, z których otrzymywał alkohol, a z alkoholu – diwinyl. Co więcej, początkowo otrzymywał 5 gramów diwinylu z 1 litra alkoholu, a dwa lata później - 50 gramów, zmniejszając w ten sposób koszty 10-krotnie.
Ale ten absolutny przełom nie rozwiązał problemu, bo na przykład potrzeba było 500 kg ziemniaków. Następnie naukowcy, udoskonalając wynalazek S.V. Lebiediewa, zaczęli wydobywać diwinyl z gazów ziemnych. I już w 1929 r. Rząd podjął decyzję o budowie w Leningradzie pilotażowego zakładu produkcji kauczuku syntetycznego z alkoholu metodą Lebiediewa oraz dwóch kolejnych zakładów, które miały testować inne znane metody: B.V. Byzova i grupę naukowców pod przewodnictwem A.L. Klebański.
15 lutego 1931 roku gazety na całym świecie donosiły, że w ZSRR wyprodukowano pierwszą dużą partię sztucznego kauczuku. Ani Niemcy, ani Anglia nie były wówczas gotowe zaproponować własnego rozwiązania tego problemu przemysłowego.
Co ciekawe, T. Edison w swoim wywiadzie tak ocenił to wydarzenie: „Wiadomość, że Sowieci odnieśli sukces w produkcji kauczuku syntetycznego z ropy naftowej, jest niewiarygodna. Tego nie da się zrobić. Powiedziałbym nawet więcej: cały ten raport jest fałszywy. Bazując na własnym doświadczeniu i doświadczeniach innych, nie można obecnie powiedzieć, że produkcja kauczuku syntetycznego kiedykolwiek zakończy się sukcesem.” A jednak już w 1932 roku w Jarosławiu powstała pierwsza fabryka kauczuku syntetycznego.
Od 1951 roku rozpoczęto produkcję kauczuku z gazów naftowych i produktów naftowych. Przez długi czas sztuczna guma, choć pod pewnymi wskaźnikami przewyższała prawdziwą gumę (zakres temperatur, wytrzymałość, odporność chemiczna), była gorsza pod jednym względem - elastycznością (co jest bardzo ważne na przykład w przypadku opon samochodowych i lotniczych), ale ten problem został rozwiązany.
Tak więc naturalny dar - drzewo Hevea, szereg wypadków oraz długa, żmudna praca naukowców sprawiły, że guma jest jednym z najbardziej niezbędnych i uniwersalnych materiałów, poszukiwanym każdego dnia, w różnych sytuacjach, w różnych pola działalności człowieka.
Artykuł na temat tworzenia opon pomoże Ci dowiedzieć się, jak wynaleziono i zmieniano opony oraz co uczyniło je tak stabilnymi, niezawodnymi, trwałymi i odpornymi na zużycie.
Dziś trudno sobie wyobrazić, że kiedyś nie było opon na kołach samochodu. Było to w epoce pierwszych samochodów i drewnianych kół. To prawda, że nawet przy niewielkim użytkowaniu szybko się zużywały i wymagały wymiany. Wynalezienie koła wzmocnionego stalową felgą (prototyp nowoczesnej tarczy) rozwiązało ten problem, jednak technologia ta nie dała pożądanych rezultatów.
Historia powstania opon samochodowych
Robert William Thompson jako pierwszy zastosował opony wykonane z elastycznego materiału w celu zwiększenia komfortu i bezpieczeństwa samochodu w 1846 roku, opracował projekt opony i opatentował swój wynalazek. Opona wynaleziona przez Thompsona nazywana była także „kołem pneumatycznym”. Była to komora wykonana z grubego płótna, nasączonego roztworem gumy lub gutaperki i wyłożona od zewnątrz kawałkami skóry.
Inicjatywy Thompsona zostały przejęte przez innych, którzy je wymyślili. Liczne eksperymenty pasjonatów zakończyły się sukcesem: wynaleziono gumową oponę pneumatyczną, w której opona jest oddzielona od dętki. Pojawienie się koła pneumatycznego sprawiło, że jazda stała się płynniejsza. Same opony stały się mocniejsze i trwalsze (tych parametrów nie było w pierwszych odmianach wynalazku).
Odkrycie wulkanizacji
Nie sposób napisać artykułu o wynalezieniu opon, nie wspominając o Charlesie Goodyearze.
Proces wulkanizacji umożliwił zorganizowanie produkcji naprawdę trwałej, a jednocześnie elastycznej opony. Amerykański wynalazca Charles Goodyear nawet nie przypuszczał w 1839 roku, że stworzona przez niego technologia produkcji gumy poprzez połączenie gumy i siarki stanie się integralną częścią produkcji opon samochodowych.
W latach trzydziestych XIX wieku Goodyear zajmował się produkcją gumowanych butów i tkanin. W swoim przedsiębiorstwie produkował gumowe zabawki, ubrania, buty i parasole. Jednak właściwości tego materiału nie pozwalały na wysoką jakość towarów: guma topiła się w wysokich temperaturach, była krucha i miała inne wady.
Goodyear poważnie potraktował ten problem. Eksperymentując, dowiedział się, że ogrzewanie gumy zmieszanej z siarką nadaje materiałowi niezbędną wytrzymałość nie tylko na powierzchni, ale na całej jego grubości. Można śmiało powiedzieć, że rok 1839 to czas wynalezienia gumy do samochodów.
Firma Goodyear. Fundacja i pierwsze lata pracy
Firma Goodyear Tire & Rubber Company została zarejestrowana w 1898 roku w USA. Tego dnia rozpoczęła się historia opon Goodyear. Założyciel Frank Sieberling nazwał swoją firmę imieniem tego samego wynalazcy technologii wulkanizacji.
Od samego początku istnienia firmy jej produkty cieszą się dużym zainteresowaniem i są kupowane. Zaledwie 4 lata później, w 1901 roku, firma rozpoczęła produkcję opon do samochodu słynnego Henry'ego Forda. Słynny w tamtych latach Model T był wyposażony w opony Goodyear.
W 1907 roku prezes zarządu marki otrzymał patent na wynalezioną przez siebie wyjmowaną oponę. Ta technologia Goodyear jest dziś stosowana wszędzie.
Eksperymenty, ciągłe doskonalenie właściwości produktów i wprowadzanie nowych technologii pozwoliły koncernowi stać się do 1926 roku największym na świecie producentem opon samochodowych i innych wyrobów gumowych.
Rozszerzenie działalności
W okresie od 1927 roku do dnia dzisiejszego firma aktywnie się rozwija, rozwijając nowe możliwości produkcyjne, udoskonalając konstrukcje i projektując opony nie tylko do samochodów, ale także do samolotów. W 1971 roku producent wypuścił opony do łazika księżycowego Apollo 14. Odciski bieżnika tych opon pozostały na Księżycu przez wieki.
W ciągu tych lat otwarto ośrodki naukowo-techniczne i przedstawicielstwa w wielu krajach świata, a także podpisano umowy ze znanymi markami. Wszystko to pozwala Goodyearowi być o krok przed konkurencją – firma jako pierwsza wprowadza na rynek innowacyjne rozwiązania, wprowadzając na rynek nowe produkty o ulepszonych właściwościach.
Warto także wspomnieć o nienagannej reputacji marki. Goodyear wielokrotnie zajmował czołowe miejsca w rankingach najbardziej odpowiedzialnych i niezawodnych firm.
O produkcji Goodyear
Bazując na historii tworzenia opon, doświadczeniu i tradycjach, dziś firma utrzymuje jedną z wiodących pozycji wśród producentów opon samochodowych. Fabryki marki realizują pełny cykl pracy, aby stworzyć wysokiej jakości oponę: od zaprojektowania opony i stworzenia mieszanki gumowej, aż po wypuszczenie i przetestowanie nowego produktu.
Opony samochodowe Goodyear powstają na najnowocześniejszych liniach produkcyjnych. Dostosowanie procesów produkcyjnych, składu mieszanki gumowej, ulepszenie rzeźby bieżnika i dodanie funkcjonalnych wstawek umożliwia produkcję nowych modeli przeznaczonych dla różnych kategorii kierowców (mieszkańcy regionów północnych, terenowi, ciężarówki itp.).
Guma i krzemionka to główne składniki opony.
Pneumatyczna opona samochodowa to zaawansowana technologicznie konstrukcja, która może utrzymać powietrze pod ciśnieniem. Dzięki wynalazkowi Charlesa Goodyeara dzisiejsze opony samochodowe są mieszaniną naturalnego i sztucznego kauczuku, sadzy, siarki, krzemu i związków syntetycznych. Wszystkie te składniki podczas produkcji przechodzą przez mieszalnik, w wyniku czego powstaje arkusz surowej gumy.
Krzemionka to kolejny materiał stosowany w nowoczesnej produkcji. Kwas ten, poprawiający elastyczność i właściwości przyczepne gumy, został odkryty już w latach 50-tych ubiegłego wieku. Proces opracowywania technologii dodawania krzemionki do mieszanki do produkcji opon rozpoczął się stosunkowo niedawno. Wyjaśnia to wysoki koszt materiału i konieczność użycia specjalnego sprzętu do mieszania go z gumą.
Projekt opony
Opony pneumatyczne muszą mieć kilka elementów:
- rama - podstawa produktu, która składa się z kilku warstw gumowanego sznurka,
- ściana boczna – zewnętrzny element gumowy przeznaczony do zabezpieczenia konstrukcji przed uszkodzeniami zewnętrznymi w części bocznej,
- stopka - sztywne mocowanie do koła na oponie,
- łamacz - chroni ramę przed uderzeniami i nadaje produktowi sztywność,
- bieżnik - rowki i rowki na gumowanej powierzchni opony, zapewniające brak poślizgu i bezpieczne poruszanie się w niesprzyjających warunkach zewnętrznych: po błocie, drogach gruntowych, drogach mokrych, zaśnieżonych lub oblodzonych.
Opony samochodowe Goodyear są stale udoskonalane, a elementy konstrukcyjne zyskują nowe właściwości.
), którego podstawą (zwykle 20-60% wag.) jest guma. Dr. składniki mieszanek gumowych - środki wulkanizujące, przyspieszacze i aktywatory wulkanizacji (patrz Wulkanizacja), wypełniacze, środki przeciwstarzeniowe, plastyfikatory (zmiękczacze). W skład mieszanek mogą wchodzić także regeneraty (plastikowy produkt regeneracji gumy, zdolny do ponownej wulkanizacji), opóźniacze przypalania, modyfikatory, barwniki, porofory, uniepalniacze, składniki aromatyczne i inne składniki, których łączna liczba może sięgać 20 i więcej. Wybór gumy i skład mieszanki gumowej zależy od celu, warunków pracy i warunków technicznych. wymagania produktowe, technologia produkcji, ekonomiczne i inne kwestie (patrz Kauczuk naturalny, Kauczuk syntetyczny).
Technologia wytwarzania wyrobów gumowych obejmuje mieszanie gumy ze składnikami w mieszalnikach lub na walcach, wytwarzanie półproduktów (profile wytłaczane, arkusze kalandrowane, tkaniny gumowane, sznury itp.), cięcie i cięcie półproduktów, składanie półproduktów z złożony projekt lub konfiguracja przy użyciu specjalnych urządzeń montażowych i wulkanizacji wyrobów na maszynach okresowych. (prasy, kotły, autoklawy, formarki-wulkanizatory itp.) lub pracy ciągłej (wulkanizatory tunelowe, bębnowe itp.). Wykorzystuje się w tym przypadku dużą plastyczność mieszanek gumowych, dzięki nacięciu nadawany jest im kształt przyszłego produktu, utrwalony w wyniku wulkanizacji. Formowanie wulkanizacyjne jest szeroko stosowane. tłoczenie i formowanie wtryskowe, w którym formowanie i wulkanizacja produktów są łączone w jednej operacji. Obiecujące jest zastosowanie sproszkowanych kauczuków i mieszanek oraz produkcja kauczuków formowanych wtryskowo metodami formowania na ciecz z kompozycji na bazie ciekłych kauczuków. Podczas wulkanizacji mieszanin zawierających 30-50% wagowych S w przeliczeniu na kauczuk otrzymuje się ebonity.
Nieruchomości. Kauczuk można uznać za usieciowany układ koloidalny, w którym kauczuk stanowi ośrodek dyspersyjny, a fazę rozproszoną stanowią wypełniacze. Najważniejszą właściwością gumy jest wysoka elastyczność, czyli zdolność do ulegania dużym, odwracalnym odkształceniom w szerokim zakresie temperatur (patrz Stan wysoce elastyczny).
R Ezina łączy w sobie właściwości ciał stałych (elastyczność, stabilność kształtu), cieczy (amorficzność, duża odkształcalność przy niskim ściskaniu objętościowym) i gazów (zwiększenie elastyczności siatek wulkanizacyjnych wraz ze wzrostem temperatury, entropiczny charakter sprężystości).
R Ezina to stosunkowo miękki, prawie nieściśliwy materiał. O kompleksie jego właściwości decyduje przede wszystkim rodzaj gumy (patrz tabela 1); święci mogą się znacząco zmienićobawy podczas łączenia różnych gum. typów lub ich modyfikacji.
Moduł sprężystości rozkładu gumy. typy przy małych odkształceniach wynoszą 1-10 MPa, czyli o 4-5 rzędów wielkości mniej niż w przypadku stali; współczynnik Pausson jest bliski 0,5. Elastyczne właściwości gumy są nieliniowe i mają wyraźny efekt relaksacji. charakter: zależy od trybu obciążenia, wielkości, czasu, prędkości (lub częstotliwości), powtarzalności odkształceń itp. Odwracalne odkształcenie rozciągające gumy może osiągnąć 500-1000%.
Niżej granicę zakresu temperatur gumy wysokoelastycznej wyznacza Ch. przyr. Temperatura zeszklenia kauczuków i krystalizacji kauczuków zależy również od temperatury i szybkości krystalizacji. Szczyt. Granica temperatury działania gumy jest związana z temperaturą. odporność gumy i poprzecznych chemikaliów. wiązania powstałe podczas wulkanizacji. Kauczuki niewypełnione na bazie kauczuków niekrystalizujących mają niską wytrzymałość. Zastosowanie aktywnych wypełniaczy (sadza wysokodyspersyjna, SiO 2 itp.) umożliwia zwiększenie właściwości wytrzymałościowych kauczuku o rząd wielkości i osiągnięcie poziomu wydajności kauczuków wytwarzanych z kauczuków krystalizujących. O twardości gumy decyduje zawartość w niej wypełniaczy i plastyfikatorów, a także stopień wulkanizacji. Gęstość gumy oblicza się jako średnią objętościowo ważoną gęstości poszczególnych składników. W podobny sposób m.b. w przybliżeniu obliczona (przy wypełnieniu objętościowym mniejszym niż 30%) termofizyka. charakterystyka opony: współczynnik. termiczny rozszerzenia, ud. objętościowa pojemność cieplna, współczynnik przewodność cieplna. Cykliczny. odkształceniu gumy towarzyszy histereza sprężysta, która decyduje o ich dobrej amortyzacji. Św. Gumy charakteryzują się również wysokimi właściwościami ciernymi, odpornością na zużycie i wytrzymałościąrozdarcie i zmęczenie, izolacja cieplna i akustyczna. Święty ty. Są diamagnetykami i dobrymi dielektrykami, chociaż mogą Otrzymano kauczuki przewodzące i magnetyczne.
R ezyny nieznacznie wchłaniają wodę i pęcznieją w organizmie w ograniczonym stopniu. r-detaliści. Stopień pęcznienia określa się na podstawie różnicy parametrów p-odporności gumy i p-rozpuszczalnika (im większa różnica, tym mniejsza) oraz stopnia usieciowania (wartość pęcznienia równowagowego służy zwykle do określenia stopnia sieciowania). Znane są gumy, które charakteryzują się odpornością na olej, benzynę, wodę, parę i ciepło, odpornością na chemikalia. środowisko agresywne, ozon, światło, promieniowanie jonizujące. Przez długi czas przechowywanie i użytkowanie gumy podlegają procesowi starzenia i zmęczenia, co prowadzi do pogorszenia się ich futra. Św., zmniejszenie siły i zniszczenie. Żywotność gumy, w zależności od warunków pracy, waha się od kilku. dni do kilku dziesięciolecia.
Klasyfikacja.Ślad wyróżnia się przeznaczeniem. podstawowy grupy gumowe: ogólnego przeznaczenia, żaroodporne, mrozoodporne, olejo- i benzynoodporne, chemoodporne. media agresywne, dielektryczne, przewodzące prąd elektryczny, magnetyczne, ognioodporne, odporne na promieniowanie, próżnia, tarcie, żywność. i miód przeznaczenia, w warunkach tropikalnych. klimat itp. (Tabela 2); Otrzymuje się również porowate lub gąbczaste (patrz Porowata guma), kolorowe i przezroczyste gumy.
Aplikacja. Gumy są szeroko stosowane w technologii, s. x-ve, życie codzienne, medycyna, budownictwo, sport. Asortyment wyrobów gumowych obejmuje ponad 60 tys. pozycji. Wśród nich: opony, pasy transportowe, paski napędowe, tuleje, amortyzatory, uszczelki, uszczelniacze olejowe, mankiety, pierścienie itp., wyroby kablowe, obuwie, dywaniki, dętki, powłoki i materiały okładzinowe, tkaniny gumowane, t. 3, M ., 1977, s. . 313-25; Koshelev F.F., Kor-nev A.E., Bukanov A.M., General Rubber Technology, wyd. 4, M., 1978; Dogadkin B.A., Dontsov A.A., Shershnev V.A., Chemia elastomerów,wyd. 2, M., 1981; Fedyukin D.L., Makhlis F.A., Techniczne i technologiczne właściwości gumy, M., 1985; Wykorzystanie gumowych wyrobów technicznych w gospodarce narodowej. Podręcznik referencyjny, M., 1986; Zuev Yu.S., Degteva T.G., Odporność elastomerów w warunkach operacyjnych, M., 1986; Lepetov V. A., Yurtsev L. N., Obliczenia i projektowanie wyrobów gumowych,Wydanie 3, Leningrad, 1987. F.E. Coopermana.
