Почему в производстве шин используют много видов каучука

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 19.09.2024

Даже самый красивый автомобиль без хороших покрышек может превратиться в металлолом. С виду непривлекательная конструкция шины – стоит на одной позиции вместе с двигателем. Если исключить человеческий фактор, то поведение автомобиля на дороге полностью зависит от сцепления шин с поверхностью. Для производства резины используют высокотехнологичные операции.

Резиновая смесь – основа шинного производства

Для получения нужного сцепления производят разные модели протекторов под различные типы поверхностей. Свойства резиновой смеси напрямую диктуют поведение покрышки на трассе. Для обеспечения безопасности на трассе при производстве шин учитываются критерии:

Истираемость – она зависит от твердости резины. Чем выше эта характеристика, тем дольше будет эксплуатационный срок протектора.
Эластичность – она характеризует амортизационную способность.
Реакция протектора на окружающую температуру.

Влияние температурного режима на резину стало основанием для разделения её на два вида: летнюю и зимнюю. Каждый сезонный класс оснащается дополнительными критериями при производстве, таких как: скоростные качества морозоустойчивость, прочность и др.

Сырьевые ингредиенты

Состав резины включает множество компонентов. И все они призваны улучшить качество шин.

Силика и масла

За сцепление с мокрой поверхностью отвечает важный компонент в резине – диоксид кремния (силика). Он способствует морозоустойчивости и эластичности. В состав резины включают и масла. Они нужны для придания однородности и мягкости смеси. В процессе развития шинной промышленности одно масло сменяло другое. От высокоароматичных нефтяных масел, которые использовались в бюджетных моделях, постепенно отказываются. Сегодня отдаётся предпочтение в пользу натуральных масел.

Широкое применение у шинников находит рапсовое масло. Производители продолжают искать новые технологии. Так, например, Йокохама использует экзотическое апельсиновое масло неслучайно. Его химическое строение, похожее на строение каучука, позволяет идеально смешиваться с каучуком.

Каучук

Основной компонент резиновой смеси – натуральный продукт каучук. Объект добычи – дерево гевея. В связи с тем, что природный ареал каучукового дерева – только Южная Америка и Азия, с 30-х годов прошлого столетия стали производить синтетический каучук. Диапазон его положительных свойств растёт год от года.

Но уникальные свойства натурального продукта держат лидерские позиции, поэтому производители не готовы полностью менять свои предпочтения. Некоторые параметры, такие как сцепление во время сильного мороза и эластичность, которые проявляет натуральный каучук, искусственному пока не по плечу.

Углерод, сера и другие компоненты

Огромную роль в составе резины играют наполнители. У технического углерода (сажи) в составе резины свои задачи – он выполняет связующую функцию. Чёрный цвет шин – тоже его заслуга.

Чтобы сырую аморфную резину превратить в прочную и упругую, в состав резины посредством вулканизации включают серу, стеариновые кислоты, оксид (окись) цинка и другие компоненты.

Каждый ингредиент в резине, а их в составе десятки, нацелен на улучшение качества протектора. Наделяет шину такими свойством, как сверхвысокое сцепление с дорожным покрытием.

Изготовление составляющих деталей

Технологический процесс производства шин проходит в несколько этапов:

Экструзия – приготовленную расплавленную резиновую смесь под давлением пропускают через специальную узкую форму. Получают резиновые ленты.
Производят элементы каркаса. Материал – длинные синтетические и стальные нити.

Резиновые ленты для центральной части и боковой изготавливают по отдельности.

Почему в производстве шин используют много видов каучука

Основное потребление каучуков массового ассортимента идет на нужды шинной промышленности. Поэтому новый ассортимент каучуков должен обеспечивать улучшение выходных характеристик шин.

Как видно, весь огромный ассортимент грузовых, легковых и сельхоз шин изготавливается из резин на основе всего трех типов полимеров: эмульсионных бутадиен-стирольных, стереорегулярных цис-полиизопреновых и цис-полибута-диеновых каучуков, получаемых на титановых катализаторах.
Однако, как показано выше, изменившиеся приоритеты к выходным характеристикам шин, требуют обновления ассортимента каучуков.
В соответствии с этими требованиями на основании анализа мировых тенденций и результатов работ по исследованию новых каучуков, проводимых в НИИ шинной промышленности в сотрудничестве с НИИСК и его Воронежским филиалом, мы попытались определить наиболее главные и перспективные направления.
Прежде всего, это наиболее активно развивающееся направление — полибутадиены, получаемые на неодимовых катализаторах. Ниже приведены свойства протекторных резин грузовых шин с применением СКД-НД, а также легкогрузовых шин, содержащих СКД-НД.

Как видно, применение этого каучука позволяет повысить эластичность, износостойкость и усталостную выносливость резин.
Использование СКД-НД в резинах боковин приводит к повышению упруго-прочностных показателей и сопротивлению разрастанию порезов.

Однако рекомендовать неодимовые полибутадиены в резины боковин можно только после проведения натурных испытаний шин в районах Крайнего Севера, что связано с очень низким коэффициентом морозостойкости резин на его основе. В частности в типовой боковине на основе СКД-2 коэффициент морозостойкости равен 0,38, а на основе СКД-НД – 0,13, т.е. в 3 раза меньше.
Вероятно, решить эту проблему позволит использование сополимера бутадиена с изопреном, получаемого на неодимовых катализаторах.
Резины на основе СКДИ помимо более высокой прочности имеют существенно более высокие коэффициенты морозостойкости, а также сопротивления распространению трещин и усталостную выносливость.

Неодимовые полиизопрены СКИ-5 превосходят СКИ-3 по упруго-прочностным показателям и динамической выносливости.

Второе важное направление – растворные маслонаполненные бутадиен-стирольные каучуки с высоким содержанием винильных звеньев, применение которых, обеспечивает наилучший комплекс выходных характеристик протекторных резин.

Резина, наполненная техническим углеродом, имеет существенно более высокое сцепление с мокрой поверхностью.
Резина с кремнекислотой при некотором ухудшении износостойкости имеет существенно более низкие гистерезисные потери и повышенное сцепление.
Эти результаты подтверждены испытаниями шин, изготовленных на опытном заводе института, Ярославском и Бобруйском заводах.
Потери на качение шин с резиной на основе ДССК с кремнекислотой во всем диапазоне скоростей на 10-12% ниже эталона.

Проведены лабораторно-дорожные испытания легковых шин в зимнем и летнем циклах. Вчера, на пленарном докладе, я демонстрировал эти результаты. Из них следует, что как на зимней, так и на мокрой дороге значительно (на 9 – 12%) сокращены тормозные пути автомобиля с опытными шинами на основе ДССК, содержащими в протекторе как техуглерод, так и кремнекислоту.
На наш взгляд, дальнейшее расширение позиций применения растворных БСК и улучшение технико-экономических показателей резин с их применение может иметь место в случае расширения ассортимента выпускаемых каучуков, в частности, полимеров с более высоким и более низким содержанием винильных звеньев и стирола.
Эффективным направлением улучшения технологических и эксплуатационных свойств протекторных резин являяется применение эмульсионных бутадиен-стирольных каучуков модифицированных на стадии синтеза за счет использования третьего мономера, содержащего функциональные группы. В свое время в институте были исследованы каучуки, модифицированные гидроксильными (МЭГ), гидроксиамидными (ОПМ), амидными (МФ-3) и аминными (МФ-1) группами.
Из всего этого разнообразия наибольший интерес, на наш взгляд, представляют каучуки, модифицированные гидроксиэтилметакрилатом, сокращенно МЭГ.

На данном рисунке видно, что введение 1-2% м.ч. МЭГ позволяет улучшить практически все выходные характеристики резин.
Также представляется перспективным применение каучуков типа СКС-30АРКМ27 МЭГ в резиновых смесях, наполненных кремнекислотой, т.к. показано, что в этом случае возможно существенно снизить содержание дорогостоящих силанов.
На концепции создания широкомодального распределения тангенса потерь основана разработка по созданию тройных сополимеров стирола, изопрена и бутадиена, т.н. СИБР. Эти полимеры состоят из сегментов, имеющих различные температуры стеклования. Проведенные исследования показали, что резины на основе СИБР по сравнению с резинами на основе СКС-30 АРК имеют более низкие гистерезисные потери, более высокую износостойкость и лучшее сцепление с мокрой дорогой, а резиновые смеси характеризуются высокой скоростью вулканизации.

Имеет практический интерес полимер, а точнее полимерный модификатор СКИ-3,4, содержащий 55-65% 3,4 звеньев.

Добавка этого полимера в количестве 10-20 м.ч. обеспечивает существенное повышение сцепления шин с мокрой дорогой. Снижение износостойкости резин при применении этого каучука можно в значительной степени компенсировать рецептурными приемами. Этот полимер также окажется незаменимым для спортивных шин.
Таким образом, мы представили полимеры, которыми, на наш взгляд, стоит заниматься в ближайшие годы, чтобы обеспечить прорыв в существенном улучшении выходных характеристик шин.
Ведущие зарубежные фирмы достаточно давно в промышленных масштабах выпускают каучуки представленного ассортимента. Это является одним из существенных отличий российского рынка каучуков от зарубежного. Других принципиальных отличий нет.
Ниже представлены рекомендации по применению новых полимеров.

С учетом этих позиций, сделаем прогноз потребления синтетических каучуков шинной промышленностью России.

Как видно, по нашим представлениям необходимо создавать мощности по неодимовым полиизопренам и сополимерам изопрена с дивинилом. Чтобы расширить позиции применения СКДИ, содержание дивинила в сополимере должно варьироваться.
По неодимовым полибутадиенам необходимо продолжать наращивать объемы производства.
По бутадиен – стирольным каучука при общем снижении потребления эмульсионных полимеров целесообразно организовать производство модифицированных каучуков и расширить ассортимент растворных полимеров, в том числе, с концевыми функциональными группами.

19.04.2011 Продаем скипидар Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители Нижний Новгород

Из чего делают шины?

Любой шинный продукт имеет те или иные свойства в первую очередь благодаря своему составу. Шинный коктейль, пожалуй, самый значительный фактор влияющий на технические характеристики той или иной модели. Изготовители автошин обычно держат в строжайшем секрете состав резиновой смеси своих изделий, это является коммерческой тайной любой компании. Но так или иначе, основные компоненты резины известны всем, как и известно об их химических свойствах, которые отражаются на качестве передвижения.

Главные составляющие материалы, используемые при производстве, влияющие на технические показатели автошины:

Натуральный каучук. Компонент добываемый из сока бразильской гевеи. На данный момент используется чаще всего в резиновом составе боковин моделей, гарантирую эластичность и упругость. Таким образом существенно улучшается маневренность. Натуральный каучук обладает белым молочным цветом, поэтому до того как стали использовать синтетический каучук шины обладали белым цветом.
Искусственный каучук. Главный элемент в шинном коктейле, занимает большую долю резинового состава и непосредственно влияет на ходовые показатели. Натуральный каучук использовался на протяжении львиной часть 20 века, до тех пор пока не был синтезирован искусственный каучук (Бутадиен-стирольный, изопреновый, бутилкаучук и т.д.). От твердости каучуковой смеси зависит показатели износа, сцепления и торможения. То есть основные технические свойства. В зависимости от предназначения резины производители обозначают необходимую жесткость. Например, для высокоскоростных моделей состав используется более жесткий каучук, а для классических дождевых — более мягкий (так как такая резина хорошо сцепляется с мокрой дорогой).
Технический углерод (ТУ) или сажа. Представленный материал занимает 1/3 состава и, как правило, обозначает для изделия такие характеристики как износоустойчивость и прочность. Также дает изделию характерную цветовую гамму. Технический углерод синтезируют путём деструкции природного газа, то есть, по сути, данный материал является отходом при добыче природного газа. Шины произведенные в СССР включали в себя большую долю сажи, по причине легкодоступности материала. К сожалению данный материал экологически вредный, поэтому с каждым годом производители стараются сократить его долю в своих изделиях.
Диоксид кремния или силика. Заменой технического углерода являются специфические кремниевые кислоты в различных вариациях. Силика используется, прежде всего, в производстве зимней автошины. Она лучше чем ТУ внедряется в соединения каучука и не вытесняется из смеси подобно саже (черные следы идущие от шины ничто иное как вытесненный из состава технический углерод). Диоксид кремния обеспечивает резину эластичностью, мягкостью, комфортностью и великолепным сцеплением с мокрой дорогой. Но главным преимуществом кремниевой кислоты является стойкость к низким температурам. Шины с большим содержанием силики обычно характеризуются как экологически чистые.
Сера. Сера используется как вспомогательный элемент для связи молекул вышеописанных полимеров. Это отражается на целостности, прочности и эластичности шины.
Натуральные масла или смолы. Смягчающие элементы природного происхождения (например рапсовое масло или канола). Обычно используются в зимних моделях.
Помимо прочего используется большое количество уникальных натуральных элементов для предоставления тех или иных свойств. Например крахмал кукурузы снижает сопротивление качению, а молотая скорлупа грецкого ореха увеличивает сцепление на заледенелой поверхности.

Резиновая смесь того или иного изделия — залог безопасного передвижения того или иного автотранспорта. При выборе шины обязательно нужно поинтересоваться у продавца составом резины. Как правило, чем дороже автошины, тем шинный коктейли в них более сложный и, соответственно, более эффективный. При выборе следует учитывать и предназначенность шины. Например для UHP-класса необходим жесткий резиновый состав, а для зимней шины нужен мягкий, с большой долей силики. Есть много нюансов, поэтому лучше всего следует обратится к профессионалам.

Шины — удивительный объект с точки зрения химии и материаловедения. Наверное, самое странное в них заключается в том, что если взять всю резину в одной шине, то окажется, что она образует одну огромную молекулу. С другой стороны, мало кто задумывается над тем, что резина составляет меньше половины массы обыкновенной шины. А почему так? И что еще входит в состав шин помимо резины? На эти вопросы мы ответим в нашем материале, созданном в партнерстве с производителем шин Toyo Tires.

Магический треугольник

Сцепление с влажной поверхностью позволяет колесам катиться по дороге без проскальзывания и быстрее тормозить. За сцепление отвечает рисунок протектора, а также сама поверхность шины и ее химические и адгезионные свойства.

Трение качения — это сила, которая сопротивляется вращению колеса. Вообще говоря, потери на трение качения возникают из-за неупругих деформаций колес. Чем сильнее эти потери, тем больше топлива надо на то, чтобы проехать те же самые сто километров (закон сохранения энергии никто не отменял).

Износ шины — самая простая и интуитивно понятная из этих величин. Во время езды колесо подвергается миллионам сжатий и растяжений, и каждое медленно, но неумолимо разрушает материалы, из которых оно сделано. Чем больше таких циклов сжатия и растяжения колесо сможет выдержать, тем дольше оно прослужит.

Обретение вулканизации

В 1830-х годах американский изобретатель и химик Чарльз Гудьир экспериментировал с каучуком, природным полимером, содержащемся в соке гевеи. На тот момент различные компании уже пытались использовать каучук. Например, Чарльз Макинтош пропитывал им ткани для изготовления непромокаемых плащей, а сам Гудьир участвовал в разработке трубок для надувания спасательных плавсредств. Из каучука также делали ластики для карандашей.

Однако серьезный недостаток натурального каучука состоит в том, что он быстро портится при контакте с воздухом: окисление полимера делает материал хрупким, легко поддающимся разрушению. Над тем, чтобы избавить его от этого качества, и работал американский химик.

Сейчас понятно, что нестойкость каучука связана с самой структурой полимера. Каучук — это цис-полиизопрен, как и многие органические полимеры его можно представить себе как цепочку из углеродных атомов, на которую, с определенным шагом, навешены небольшие группы из других атомов.

От крайне стойкого к окружающим воздействиям полиэтилена или полипропилена каучук отличается тем, что некоторые связи между атомами углерода в его основной цепочке — двойные. Именно они являются слабым местом природного каучука. Кислород (точнее, его активные формы) способен легко атаковать эти кратные связи и разрушать их, сильно меняя при этом свойства материала в целом.

В 1839 году Гудьир обнаружил, что нагретая печью смесь каучука с серой превращается в необыкновенно плотный черный эластичный материал, гораздо более устойчивый по сравнению с исходной легкоплавкой полимерной массой. Некоторые свидетельства указывают на то, что это открытие было сделано случайно — якобы химик попросту уронил каучуковый шарик с серой на печь. Но с другой стороны, известно, что Чарльз Гудьир изучал возможность обезвоживать каучук серой. Так или иначе химику удалось открыть процесс вулканизации.

В пределе можно считать, что все молекулы каучука в вулканизированном образце оказываются связаны в единую молекулу этими сульфидными мостиками.

Победоносный путь каучука

В 1888 году британский ветеринар Джон Данлоп создал и запатентовал шину из вулканизированного каучука — для велосипеда своего сына. По сути, она представляла собой надутый шланг, закрепленный на ободе колеса.

В 1895 году первые шины из вулканизированной резины были установлены на автомобиле, участвовавшем в гонке Париж-Бордо-Париж. Авторы идеи — Андре и Эдуард Мишлен. К сожалению, гонку машине выиграть, мягко говоря, не удалось, но тем не менее автомобиль справился с почти 1200 километрами трассы.

Одновременно с ростом популярности автомобилей росло и потребление шин — так за пару десятков лет возникла новая огромная промышленность.

Почему вулканизированный каучук стал таким удобным материалом для колес? В первую очередь, это определяется той самой тройкой свойств — сцепление с поверхностью, трение качения и износ. Благодаря эластичности шина из резины обеспечивает плотное сцепление даже с неровной дорогой, к тому же отсутствие хрупких элементов уменьшает износ по сравнению с металлическими или тем более деревянными колесами.

Стоит заметить, что резиновые шины во многом хороши для обычных дорог, но если мы сменим типичное асфальтовое покрытие на стальные рельсы, то ситуация радикально поменяется. Стальные колеса обладают гораздо меньшим трением качения — оно в 5, а то и в 10 раз меньше, чем у современных автомобильных шин. Сцепление стальных колес с поверхностью определяется во многом весом поезда, для легких автомобилей такой подход не подойдет.

Но можно вспомнить, что резиновые шины используются и на поездах, к примеру на линии M2 метро Лозанны (Швейцария). Там они позволяют бороться с высокой крутизной путей, которая в другой ситуации потребовала бы наличия зубчатой передачи.

Не каучуком единым

Но есть и недостатки, причем химической нестабильностью природного каучука они вовсе не ограничиваются. Выращивают каучуконосные культуры в основном в Юго-Восточной Азии и Бразилии, к тому же сырьевая база ограничена и едва ли покрывает весь спрос на каучуки.

Поэтому в шинах доля природного каучука составляет всего около 10-15 процентов, еще около 20 процентов приходится на искусственные полимеры — полиизопрен, полибутадиен, сополимеры полибутадиена с полистиролом и с полиизобутиленом. Главное преимущество искусственных каучуков заключается в относительно большей устойчивости к окислению и ультрафиолетовому излучению.

Точно спрогнозировать, как различные добавки влияют на свойство шин, достаточно сложно. Для этого необходимо моделировать поведение микро- и наноразмерных частиц, а также окружающих их полимерных цепей и сетей на наноуровне. Компания Toyo Tires впервые в шинной отрасли воспользовалась методами молекулярной динамики, чтобы предсказать энергетические потери в шине по ее микроструктуре.

Грубо говоря, специалисты компании способны оценить, как сильно нагреется шина от наезда на неровность на дороге. Это помогает понять, как уменьшить этот нагрев. Например, расчеты показывают, что подавление физического перемещения молекул резины снижает те самые энергетические потери в шинах. Поэтому в шинах необходимо добиваться более прочных связей между молекулами полимеров и наполнителем.

Интересно заметить, что методы молекулярной динамики часто применяются для прогнозирования поведения белковых молекул и поиска новых лекарств.

Эта и другие разработки Toyo Tires, связанные со строением шины на наноуровне, являются частью технологии Nano Balance, которая, по своей сути, позволяет спроектировать материал с требуемыми оптимальными свойствами, а затем создать его и испытать.

НАТУРАЛЬНЫЙ КАУЧУК / СИНТЕТИЧЕСКИЙ КАУЧУК / РЕЗИНА / АВТОМОБИЛЬНЫЕ ШИНЫ / ШИННЫЙ ЗАВОД / ШИННАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ / ПРОИЗВОДИТЕЛИ ШИН / ШИННЫЙ РЫНОК / NATURAL RUBBER / SYNTHETIC RUBBER / RUBBER / CAR TIRES / TIRE PLANT / TIRE INDUSTRIES / TIRE MANUFACTURERS / TIRE MARKET

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Чалдаева Д. А., Хусаинов А. Д.

Натуральный каучук был первым и долгое время единственным каучуком, который использовался для получения пневматических шин. Разработки технологий получения синтетического каучука и строительство заводов по его производству позволили выпускать автомобильные шины из синтетического каучука . Шинные производители нашли для каждого типа колес оптимальное соотношение между натуральным и синтетическим каучуком в резине . Шинные компании стремятся внедрять экологические инновации и разрабатывать новые продукты.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Чалдаева Д. А., Хусаинов А. Д.

Перспективы использования альтернативных видов растительного сырья для производства натурального каучука

Кок-сагыз - Taraxacum kok-saghyz (Asteraceae, Compositae) - источник ценного растительного сырья для резиновой, пищевой и фармацевтической промышленности

Natural rubber was the first and for a long time, the only rubber , which was used for obtaining of the pneumatic tires. Development of technologies for synthetic rubber and construction of plants for production allowed producing tires of synthetic rubber . Tire manufacturers have found for each type of wheels optimal ratio between natural and synthetic rubber in tires. Bus companies seek to integrate environmental innovation and develop new products.

Д. А. Чалдаева, А. Д. Хусаинов

ПРИМЕНЕНИЕ НАТУРАЛЬНОГО И СИНТЕТИЧЕСКОГО КАУЧУКА

В ШИННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Ключевые слова: натуральный каучук, синтетический каучук, резина, автомобильные шины, шинный завод, шинная

промышленность, производители шин, шинный рынок.

Натуральный каучук был первым и долгое время единственным каучуком, который использовался для получения пневматических шин. Разработки технологий получения синтетического каучука и строительство заводов по его производству позволили выпускать автомобильные шины из синтетического каучука. Шинные производители нашли для каждого типа колес оптимальное соотношение между натуральным и синтетическим каучуком в резине. Шинные компании стремятся внедрять экологические инновации и разрабатывать новые продукты.

Keywords: natural rubber, synthetic rubber, rubber, car tires, tire plant, tire industries, tire manufacturers, tire market.

Natural rubber was the first and for a long time, the only rubber, which was used for obtaining of the pneumatic tires. Development of technologies for synthetic rubber and construction ofplants for production allowed producing tires of synthetic rubber. Tire manufacturers have found for each type of wheels optimal ratio between natural and synthetic rubber in tires. Bus companies seek to integrate environmental innovation and develop new products.

Производство шин характеризуется большим ассортиментом и количеством самых разнообразных используемых материалов.

Натуральный каучук был первым и долгое время единственным каучуком, который использовался для получения пневматических шин

После изобретения в 1888 г. резиновых пневматических шин, началось бурное развитие автомобильной промышленности.

Способ синтеза эластичного полимера из диметилбутадиена, предложенный И.Л.Кондаковым, немцы взяли за основу при производстве синтетической резины. В 1912 году на съезде по прикладной химии демонстрировались

автомобильные шины из синтетического каучука, изготовленные в Германии.

Первые шины для легковых автомобилей с протектором из БиМЛ®8 были показаны на автомобильной выставке в Берлине в 1936 г. и вызвали большой интерес. Их пробег составлял 36 тыс. км, а пробег шин из натурального каучука -только 29 тыс.км. Первые в мире шины для легковых и небольшие шины для грузовых автомобилей на основе БиМЛ®8 (100 %) были выпущены в Германии в 1942 г.

После войны в Америке появился и другой синтетическй каучук, получивший название неопрен. Было выяснено, что новый материал более устойчив к органическим растворителям, чем натуральная резина. Впервые в истории было четко продемонстрировано, что синтетический материал может не просто быть заменителем природного, но и превосходить его по качеству.

А шинные производители нашли для каждого типа колес оптимальное соотношение между натуральным и синтетическим каучуком в резине 5.

В связи с возросшими нагрузками на автомобили из-за увеличения их тоннажности, стоимости тонны-километра и необходимости выполнения экологических требований,

Сейчас во Франции 2G заводов, связанных с шинной промышленностью, и по этому показателю страна занимает первое место в Европе - второе место у Германии с 17 заводами. При этом заводы во Франции отличаются большими размерами, и на них работает от 6GG до 15GG человек. На упомянутых 2G заводах трудоустроено в общей сложности 22 GGG человек [б,7].

В середине девяностых годов XX века мировые цены на натуральный каучук рухнули из-за значительного увеличения объема поставок латекса из Таиланда. Потом был подъем, связанный с низкой отдачей от новых насаждений в Африке и Азии. Очередное колебание цен ожидается к 2G15 году - по прогнозам специалистов его должен вызвать рост доли натурального каучука в общем объеме потребляемых эластомеров. Произойдет это из-за увеличения производства высокоскоростных и специальных автомобильных шин.

Уменьшение объемов поставок

натурального каучука в сочетании с рекордными продажами на автомобильном рынке продолжат тенденцию роста цен на сырье для шинной промышленности.

Таиланд, Индонезия и Малайзия, производящие б7% от всего мирового производства каучука, срубают старые деревья и ограничивают экспорт, чтобы увеличить цены, которые в августе 2G12 года упали до минимума. Из-за ограничения поставок и увеличения спроса на автомобили, на рынке каучука появилась тенденция к росту его стоимости.

С начала 2G13 года цены на каучук на Токийской сырьевой бирже выросли на 4,3%, благодаря чему общий прирост стоимости с августа 2G12 года составил уже 54%.

При этом, по данным Международной группы изучения каучука ((International Rubber Study Group - IRSG), мировые запасы каучука в конце 2G12 года достигли рекордного значения за

семь последних лет, и сейчас их хватит на то, чтобы удовлетворять весь спрос в Северной Америке в течение двух лет. Самые крупные производители отреагировали на этом тем, что договорились вырубить стареющие деревья на плантациях площадью 1GG тысяч га - это в два раза больше площади Сингапура - и сократить экспорт на 3GG тысяч тонн в период с октября 2G12 по март 2G13 года.

Координацией мер по ограничению экспорта занимается Международный каучуковый консорциум.

Повышение цен на каучуковом рынке ударит в первую очередь по шинным компаниям, чьи расходы на сырье могут увеличиться. По словам представителя Bridgestone Макото Сиоми (Makoto Shiomi), в 2G12 году японская корпорация купила рекордные 1,S9 миллиона тонн натурального каучука и его синтетического аналога.

Цены на натуральную и синтетическую резину не сильно влияют на состав шин, которые разрабатывают производители. Сейчас на мировом рынке натуральная и синтетическая резина стоят примерно одинаково, и в мире как будто существует определенный механизм, позволяющий выравнивать цены на оба типа сырья. Когда спрос на синтетическую резину превышает предложение, цены на нее растут, но вскоре появляются новые заводы по производству синтетики - и цены стабилизируются. Когда же натуральная резина становится дороже, появляются новые плантации и цены снова выравниваются.

Существует 2 основные причины, по которым натуральный каучук не заменяют искусственными аналогами.

1. Синтетические эластомеры, которые получают из нефти, существенно дороже.

2. Только химические соединения на основе натурального каучука в состоянии обеспечить необходимые эксплуатационные параметры автомобильных шин - их доля в составе смеси для легковой покрышки составляет 15-2G%, а для грузовой доходит до 3G-4G%. Поэтому без натурального каучука в автомобильной промышленности пока не обойтись.

Из ежегодного урожая одной гевеи можно произвести несколько десятков легковых шин. Для производства одного колеса грузового автомобиля может потребоваться несколько деревьев. Достоинство натурального материала, в отличие от синтетики, - его высокая ходимость и способность выдерживать серьезные вертикальные нагрузки. Поэтому некоторые шины грузовиков и автобусов могут состоять на S5% из натурального каучука, хотя обычно в них содержится 3G-4G% этого материала. В шинах легковых автомобилей натуральной резины всего 15-2G%.

Собранный на плантации латекс привозят на перерабатывающий завод. Здесь его моют, измельчают и превращают в натуральный каучук -сырье, необходимое шинной промышленности. Именно шинная индустрия остается главным потребителем натурального каучука.

С появлением технологии производства синтетических каучуков, резиновая

промышленность перестала быть полностью зависимой от природного каучука. Однако синтетический каучук не вытеснил природный, объем производства которого по-прежнему возрастает, а доля натурального каучука в общем объеме производства каучука составляет 30%. Натуральный каучук применяется при изготовлении конвейерных лент высокой мощности,

антикоррозийных покрытий котлов и труб, клея, тонкостенных высокопрочных мелких изделий, в медицине и т.д. Благодаря уникальным свойствам натурального каучука, он незаменим при производстве крупногабаритных шин, способных выдерживать нагрузки до 75 тонн. До сих пор главной областью применения натурального каучука остается шинная промышленность (70%). Лучшие фирмы-производители изготавливают покрышки для шин легковых автомобилей из смеси натурального и синтетического каучука.

Почти 50% каучука, используемого Bridgestone, является синтетическим. А пропорция натурального сырья увеличивается в производстве шин для более тяжелой техники. По данным CLSA Asia-Pacific Markets., для изготовления грузовой шины требуется 18 кг натурального каучука, тогда как для легковой шины - менее 1 кг [5, 7, 8].

Например, зимние шины компании Nokian Tyres, предназначенные для продажи в странах с холодным климатом, содержат высокий процент натуральной резины. Это объясняется тем, что натуральный материал более стабилен при изменении температуры воздуха. При низкой температуре шины, в состав которых входит большой процент натуральной резины,

В процессе создания шин используется не только каучук. Необходимой составляющей резины является также сера. Благодаря добавлению серы, каучук в процессе вулканизации превращается из липкой и пластичной массы в прочную резину, неподверженную перепадам температуры. Латекс сам по себе белого цвета, а сера влияет на то, что шины имеют неизменно черный цвет. Углеродные добавки делают шины более износоустойчивыми.

С недавних пор в состав покрышек стал входить и кремнезем - наполнитель, который способствует снижению сопротивления

движущихся колес, а также увеличивающий их сцепление с дорогой при низких температурах. С такими покрышками уменьшается расход топлива автомобиля примерно на 6-9%.

В шинной промышленности в основном применяются и будут применяться следующие виды каучуков: эмульсионные бутадиен-стирольные,

стереорегулярные цис-полиизопреновые и цис-полибутадиеновые, полученные на титановых катализаторах.

Без каучука не было бы современной автомобильной промышленности. Без

синтетических каучуков, используемых в шинах, дверях, багажниках, уплотнителях стекол, зубчатых ремнях и шланках, наши автомобили не были бы такими скоростными, мощными и надежными [5, 9, 10].

В 2012 году сохранилась тенденция смещения предпочтений потребителей и спроса на имеющие хорошую репутацию брендированные шины лучшего качества.

Компания Global Industry Analysts, Inc. (GIA) опубликовала в начале 2013 г. прогноз для мировой шинной отрасли, отметив неослабевающее стремление компаний к инновациям.

Как отмечает GIA, шинный рынок находится в сильной зависимости от общего здоровья глобальной автомобильной индустрии, которая, в свою очередь, является барометром общего состояния экономики различных стран. В то же время изменения объемов автомобильного производства оказывают влияние на рынок первичной комплектации, а увеличение цикла замены шин влияет и на вторичный рынок.

Несмотря на все сложности, шинные компании стремятся внедрять экологические инновации и разрабатывать новые продукты [7].

Bridgestone Americas в мае 2013 г. начала строительство своего научно-исследовательского центра, специализирующегося на биокаучуке из гваюлы - Biorubber Process Research Center .

базирующийся в городе Меса, Аризона, будет изучать возможность использования гваюлы в качестве альтернативного источника натурального каучука.

В центре, включающем офис, лаборатории, а также все необходимые технические помещения, будет работать 40 ученых и технических специалистов. Первые образцы каучука для производства шин планируется получить в середине 2015 года.

Значительные инвестиции в исследования биокаучука и создание нового Центра Biorubber Process Research подтверждают приверженность

Bridgestone инновациям и идее рационального использования ресурсов.

Сейчас производители должны

сосредоточиться на шинах, разработанных в соответствии с экологическими стандартами и позволяющих сокращать расходы. Шины категорий High/Ultra High Performance также будут пользоваться значительным спросом в кратко- и среднесрочной перспективе.

Еще одна инновационная концепция -самоподкачивающиеся шины (Self Inflatable Tires, STI) - по прогнозам экспертов, в будущем отвоюют существенную долю шинного рынка. Преимущество этих шин в том, что они используют атмосферный воздух, чтобы автоматически подкачиваться во время движения. Использование нанотехнологий в шинной отрасли также заметно растет [6].

По прогнозу GIA, емкость глобального шинного рынка к 2018 году составит 2 миллиарда штук, чему будет способствовать, в том числе, автомобилизация населения в развивающихся странах.

1. Шины. Некоторые проблемы эксплуатации и производства / Под ред. проф. Дорожкина В.П.- Казань: Изд-во КГТУ, 2000.- 576 с.

2. Агаянц И.М. Пять столетий каучука и резины / И.М. Агаянц.- М: Модерн-А, 2002.- 432 с.

3. Чалдаева Д.А. Исторические предпосылки

производства натурального каучука / Д.А. Чалдаева // Вестник Казанского технологического университета.-

4. Чалдаева Д.А., Хусаинов А.Д. Исторические

предпосылки получения, производства и

использования синтетического каучука / Д.А. Чалдаева, А.Д. Хусаинов // Вестник Казанского технологического университета.- 2012.- №8.- С. 72-77.

10. Файзутдинов М. М. Технологические активные добавки для шинных резин / М.М. Файзутдинов, М.Е. Цыганова, А.П. Рахматуллина, А.Г. Лиакумович // Вестник Казанского технологического университета.-

2012.- №20.- С.161-164.

Сегодня я же хочу поговорить об резине или шинах. Из чего их делают и какой они проходят путь до наших прилавков. Многие ошибочно думают – что в основе всего лежит нефть, многие даже уверенны – что ее там под 90%, однако это не совсем так. НА заре своего появления шины были продуктом природы практически на 100% …

Прежде чем рассказать вам о современных шинах, позвольте копнуть в историю и рассказать про резину на заре ее производства.

Что такое каучук?

ДА будет вам известно – что основной компонент резины делается из каучука, а это очень даже природный материал который добывают из каучуковых деревьев. В южной Африке такие деревья существуют очень давно, даже сложно подсчитать их возраст. Однако Европейцы познакомились с ними в 16 веке, когда вернулся на родину Христофор Колумб.

Это два основных растения, которые дают натуральные каучуки. В средней Азии, а также на берегах южной Америки, Бразилии, Перу, острове Шри-Ланка есть целые плантации таких деревьев, которые существуют только с одной целью – добывание этого сока! Это уже давно налаженный бизнес.

Так что появлению резины мы косвенно обязаны – индейцам Амазонки! Посмотрите короткий ролик.

Производство резины

Ну вот мы и подошли до самого интересного до производства самой резины, и это не обязательно колеса автомобиля, резина сейчас применяется везде, даже в резинках для волос.

После того как соберут сок каучука, он еще очень далек от производства резины. Изначально из него производят латекс, это промежуточное звено. Однако чистый латекс сейчас применяется везде, начиная от медицины, заканчивая промышленностью.

Сок наливают в большие чаны и перемешивают в больших чанах с кислотой, обычно в течение 10 часов. После чего он затвердевает. Это уже и есть латекс.

После его пропускают через специальные валы, таким образом, убирая лишнюю влагу. Получается длинная и достаточно широкая лента.

Эту ленту запускают под специальные ножи и измельчают ее. Если посмотреть на этот состав, то это похоже на пережаренный омлет.

Эту воздушную массу, обжигаю в больших печах под воздействием достаточно высоких температур – 13 минут. Теперь он получается эластичным и похожим на бисквит, его прессуют блоками и отправляют на производство.

Конечно в сетях вы не найдете точной формулы производство резины и тем более шин, все это держится в строгом секрете. Однако суть процесса не изменилась за последние 100 лет и всем давно известна.

Как только она разогрета до 120 градусов, ее раскатывают специальными валами, до тонких полос. Там же она и охлаждается.

После эти полоски резины идут на производство колес, читайте статью.

Современная резина для шин

В современном мире шины для колес, делаются в основном из резины. Но она может быть не только натуральной, но и синтетической. Да сейчас научились производить синтетические каучуки. Каучук имеет в составе самую большую долю, обычно это – 40-50% от общей массы.

Далее в резину добавляют сажу (или технический углерод). В массовой доле колеса его примерно 25-30% от общей массы. Его добавляют для большей прочности конструкции, а также для выдерживания высоких температур. Сажа как бы скрепляет молекулы каучука делая их намного прочнее, они легко выдерживают трение и температуры при экстренных торможениях. Без этого углерода (сажи) шины ходили бы раз в 10-15 меньше.

Следующая добавка – это кремниевая кислота. Некоторые производители заменяют ей углерод, так как она дешевле и обладает высокими свойствами для сцепления молекул. Однако другие от нее напрочь отказываются, констатируя что она дает недостаточную износостойкость! Однако если все же проанализировать состав многих ведущих компаний, то она присутствует в составе, она улучшает сцепление на мокрой дороге. Информация разнится, сколько ее добавляют, но если вывести среднюю составляющую примерно 10%.

НУ и последнее и очень важное это специфические секретные составы производителя, их также около 10%, но они могут очень сильно изменить параметры готовой шины. Держатся они понятно в строгом секрете.

Справедливости ради стоит отметить что есть еще и металлически-нитевидный каркас, но я его здесь не буду упоминать, все же это немного другая история.

Именно так делают резину (шины) для колес наших автомобилей. Синтетические каучуки хоть и применяются, но они пока не могут потягаться с природными, так что глобальные изменения в строении шин еще долго не предвидятся.

Сейчас полный ролик, в нем найдете ответ – что лучше синтетический или природный материал.

Читайте также: