Меню Закрыть

Состав автомобильной шины: Химические свойства шин. Узнай главные компоненты компаунда твоей шины

Содержание

Химические свойства шин. Узнай главные компоненты компаунда твоей шины

Как и раньше, каучук остается главной составляющей шины, но кроме него в покрышках содержится огромное множество других компонентов, список которых разработчики ведущих компаний регулярно пополняют самыми невероятными ингредиентами, пытаясь заменить привычные и дорогие компоненты.

Химический состав шин меняется в зависимости от приоритетных характеристик готового продукта. Например, гоночные шины должны быть менее восприимчивыми к действию высоких температур, нежели легковые автомобильные шины, поэтому компании используют более высокий процент синтетических материалов и различных химических веществ в этих шинах, что объясняет их высокую себестоимость и цену.

Перечислить все составляющие шин вряд ли возможно, поэтому сосредоточимся на задаче минимум: узнать главные компоненты средней шины.

Резина

Приблизительно от 40 до 60% состава шин – это резина, она же каучук. Шина обычно состоит из четырех различных видов резины: натуральный каучук, бутадиен-стирольный каучук, бутадиеновый каучук и бутилкаучук. Около 55% каучука автошины содержится в боковой стенке и протекторе, и компании используют природный, бутадиен-стироловый и полибутадиеновый каучук в этих областях. Бутилкаучук и галогенизированный бутилкаучук доминируют в структуре внутренней прокладки шин. Резиновая смесь стандартной легковой автомобильной шины в среднем состоит на 55% из синтетического каучука и на 45% — из натурального, хотя в зависимости от вида, показатели могут существенно варьироваться.

Химическая добавки

Как уже упоминалось, химические наполнители и добавки также широко используются в производстве покрышек. Упрочняющие химические агенты представляют высокий процент среди прочих химических наполнителей, наиболее распространенными из которых являются: технический углерод, диоксид кремния (силика) и смолы. Компании-производители используют в шинах антидеграданты (антиоксиданты, парафин и воск), а также активаторы адгезии (соли кобальта, латунь в металлическом корде и смолы в тканевых составляющих). Сульфур служит в качестве вулканизирующего агента. Масла, склеивающие ингредиенты, химические пластификаторы и смягчители также составляют часть химических добавок. Хлопковые, арамидные, стальные волокна, вискозные, полиэстерные волокна и стекловолокна также распространены в составе.

Химические составляющие по весу

По данным компании Goodyear Tire and Rubber, средняя шина весом около 22 фунтов (почти 10 кг) состоит из комбинации 5-ти различных видов синтетической резины (6,0 кг) и восьми типов натурального каучука (4 кг). Технический углерод в таком случае «потянет» на 5,0 кг. Шина также состоит из 0,68 кг металлокорда и 0,9 кг полиэстера, нейлона и бортовой проволоки. Последними компонентами этой усредненной шины станут 1,36 кг 40 различных химических веществ, восков, масел и пигментов.

Микроэлементы

Интересно, что ряд элементарных металлов также являются незначительной частью композиции шины. Цинк – наиболее распространенный элемент-металл (10 000 частей на миллион). Медь составляет около 75 миллионных долей твердых частиц шины. Далее следует барий – примерно 25 миллионных долей, свинец – 20 миллионных долей. Также в составе шин были замечены хром, никель, стронций, ванадий.

Еще больше интересного о шинах для спецтехники на страницах компании Экспера в Google+

Из каких материалов делают автомобильные шины? | Дорожный контроль

Обычная автомобильная шина — это не просто кусок резины, которому задали форму. Сегодня это высокотехнологичных продукт, состоящий более чем из 200 самых разных элементов. Пластификатор, усиливающий наполнитель, эластомер и многие иные химические компоненты, которые делают шины надежными, устойчивыми и экономичными. И так давайте более подробно рассмотрим состав автомобильной шины.

Каучук натурального происхождения (натуральный каучук) это белое молочко, выделяемое каучуковым деревом, при надрезе коры. Только уникальный тропический климат способен взрастить леса таких деревьев. Основная доля плантаций каучуковых деревьев находится на Юго-Востоке Азии, Африке и Латинской Америке, а самыми крупными производителями являются Таиланд и Индонезия. Каучук по своей природе владеет сильным механическим сопротивлением, поэтому добавление его в состав резиновой смеси, уменьшает нагревание покрышки. Этот натуральный компонент используется в разных участках протектора, особенно много его потребляется в производстве шин для грузового транспорта и спецтехники.

Каучук синтетический в составе резиновой смеси занимает около 60%, и является результатом обработки углеводорода, получаемого из нефти. Эластомеры химического происхождения (резина) — это упругий материал, способный растягиваться при нагрузке, и, что самое важное возвращаться к исходному размеру при снятии нагрузки. Эта ценнейшая характеристика способствует созданию шин с отличными сцепными показателями, вследствие чего он массово применяется в изготовлении покрышек для мотоциклов и легкового транспорта. У синтетического каучука много других достоинств, которые имеют положительное влияние на износостойкость, сопротивление качению.

Усиливающие бекфиллеры

Добавление углеродистой сажи в состав компаунда значительно увеличивает износостойкость протектора. Содержание ее в шинной резиновой смеси составляет от 25% до 30%. Характерный черный цвет компаунда, это тоже  заслуга сажи, именно цвет является надежной защитой от разрушительного влияния ультрафиолетового излучения.

Silica (силика) — известна с давних времен, производится из песка. Она способствует снижению сопротивления качению и повышению устойчивости шины к разрывам. В конце XX столетия, химикам компании Мишилен удалось создать инновационную методику объединения в компаунде силики со специальным полимером и особенным соединяющим  агентом.  Автошины выпущенные по этой технологии имеют пониженное сопротивление качению, отличные сцепные характеристики и увеличенный срок эксплуатации.

Другие составляющие компаунда

Для придания эластичности в состав резиновой смеси добавляют серу, которая является вулканизирующим посредником, трансформируя твердый компаунд.

Металлокорд (металлический корд).

Первооткрывателями в этой области стали шины Michelin, они стали первыми применять металлические нити, для создания прочной шины. Массовое производство шин для грузового транспорта с металлокордом было налажено в 1937г.

Использование текстиля значительно повысило прочность покрышки.  В современном мире нейлон, полиэстер, арамид и вискоза имеют огромное значение в создании автошин высокоскоростного применения HighPerformance. Они значительно улучшают комфортность, и увеличивают устойчивость шины к дополнительным нагрузкам.

Строение автомобильных шин

Благодаря колесам автомобиль имеет возможность передвигаться по дороге. На них подается вращение от двигателя через трансмиссию, а за счет сил трения колеса отталкивается от поверхности, и авто движется.

Автомобильные колеса состоят из двух компонентов – шины и диска. Основным рабочим элементом колеса является шина или по-другому скат, а диск выступает в роли посадочного места для нее, а также обеспечивает крепление колеса к ступицам.

Шины обеспечивают:

  • Сцепление с дорожным полотном;
  • Сглаживание мелких неровностей дороги;
  • Возможность движения по поверхностям с разными характеристиками;
  • Управляемость авто.

Также от этих элементов зависит шумность при движении.

Внутреннее устройство

Устройство автомобильной шины – сложное, несмотря на простой внешний вид. В поперечном сечении скат имеет С-образную форму, которая формируется рядом слоев.

Одна из схем шины

Эти слои имеют свое название:

  • кордовый каркас;
  • брекер;
  • протектор.

Дополнительно может использоваться подложка между последними слоями.

Кордовый каркас – основа шины. Основой каркаса выступает корд – прорезиненные слои нитей (из хлопка, вискозы, капрона, стальной проволоки), покрывающих всю площадь каркаса и расположенных определенным образом. Каркас может состоять из одного или нескольких кордовых слоев.

По расположению нитей каркаса шины делятся на диагональные и радиальные.

В первом случае используется перекрестное расположение слоев корда. В радиальных шинах нити проходят перпендикулярно направлению вращения колеса. Диагональные шины сейчас практически не выпускаются.


Брекер – еще один слой корда, но он располагается не по всей площади каркаса, а лишь на рабочей поверхности. Помимо этого, в брекере используются более прочные нити, что обеспечивает повышение прочности и устойчивости каркаса к повреждениям. По сути, брекер выступает в качестве армирующей соединительной прослойки между каркасом и протектором. Кордовые нити брекера располагаются исключительно диагонально.

Протектор – внешняя рабочая часть шины. Представляет собой достаточно массивный резиновый слой из высококачественных материалов и с нанесенным узором, формируемым углублениями в резине. Этот узор получил название «беговой дорожки», которой контактирует с дорогой. Протектор не только обеспечивает нужное сцепление с поверхностью, он также выступает и в качестве защитного слоя, предохраняющего каркас от повреждения. Тип рисунка, наносимого на протектор, влияет на сцепные качества шины и подразделяет их на дорожные, универсальные, повышенной проходимости.

Внешнее устройство

Если рассматривать устройство автомобильной шины только снаружи, то она состоит из:

  • бортов;
  • боковин;
  • плеч;
  • беговой дорожки.

Борта обеспечивают надежную посадку шины на диск. Жесткость этих элементов обеспечивается силовыми кольцами из металлической проволоки, вплавленными в каркас по окружности. Если рассматривать поперечное сечение шины, то борта – это вершины в С-образной форме.


От бортов отходят боковины – боковые части каркаса, покрытые дополнительно защитным слоем резины, предотвращающим повреждение кордового каркаса.

Плечи обеспечивают переход от боковин к беговой дорожке. Помимо этого, при деформации (при наезде на препятствие, вхождении в поворот) плечи принимают участие в обеспечении сцепления с дорогой.

К плечам подходит беговая дорожка, являющаяся основной рабочей поверхностью, поэтому именно она имеет наиболее многослойную структуру.

В поперечном сечении устройство шины такое: имеется два борта, соединенных с двумя боковинами, которые переходят к плечам, а те – подходят к краям одной беговой дорожки, что и формирует С-образную форму.

Классификация

Существует несколько критериев, по которым делится автомобильная «резина»:

  • Способ герметизации внутреннего пространства;
  • Сезонность использования;
  • Тип протектора;
  • Сфера использования.

Все эти критерии достаточно важны и учитываются при выборе авторезины.

Метод герметизации

По способу герметизации, существующие виды автошин делятся на камерные и бескамерные.


В камерных воздух, обеспечивающий необходимое давление внутри, закачивается в специальный резиновый баллон – камеру. Основным недостатком таких колес является легкость повреждения, поскольку даже незначительный прокол камеры приведет к спусканию колеса. Но с другой стороны, изгибы обода диска при сильных ударных нагрузках не приводит к спусканию.

На легковых авто камерный тип сейчас используются очень редко.

В бескамерных воздух закачивается в пространство, образованное внутренней поверхностью шины и диском. Они менее «чувствительны» к проколам и способны выдержать до 7-8 пробитий (при условии, что элемент, проколовший шину, остается в ней). Но даже незначительный изгиб обода приведет к «отслаиванию» борта и колесо стравит воздух.

Сезонность использования

По сезонности использования шины делятся на летние, зимние и всесезонные. Отличия между ними сводятся к материалу изготовления (в летних используется жесткая резина, а зимних – мягкая), форме рисунка и глубине протектора. Всесезонный вариант является промежуточным, и должных сцепных качеств не обеспечивает ни зимой, ни летом. Оптимальный период использования такой резины – ранняя весна и поздняя осень.

Тип протектора

По типу протектора виды автошин бывают дорожными, повышенной проходимости и универсальными. Первые предназначены для эксплуатации по твердой поверхности. Шинам повышенной проходимости характерны глубокий протектор и ярко выраженные грунтозацепы, обеспечивающие отличные ходовые качества авто по пересеченной местности. Универсальные колеса подходят как для движения по дороге, так и по бездорожью, но не сильному, поскольку грунтозацепы в них есть, но они не очень «мощные».

Сфера использования

По сфере использования шины бывают общего назначения и спортивные. Все виды автошин общего назначения обладают определенным соотношением высоты профиля к ширине, что обеспечивает необходимый объем для закачки воздуха.

К спортивной резине относятся низкопрофильные шины, слики и полуслики. Низкопрофильные отличаются небольшой высотой боковин. Но для обеспечения нужного объема для закачки воздуха, конструкторы увеличили ширину шин. В результате площадь контакта беговой дорожки возросла, поэтому низкопрофильные шины отличаются улучшенными сцепными качествами. Предназначены они для езды только по твердой поверхности. Благодаря наличию протектора, допускается их использование на дорогах общего назначения.


Слики – исключительно спортивные шины. Их особенность – полное отсутствие рисунка протектора, что обеспечивает максимальное пятно контакта колеса с дорогой. Они применяются только на сухих твердых покрытиях.

Полуслики отличаются от сликов наличием небольшого протектора, в центральной части беговой дорожки, по краям же на поверхности узора нет. Несмотря на имеющийся протектор, использовать такую резину на дорогах общего назначения нельзя, на них можно ездить только по автотрекам.

Самая частая проблема, связанная с шинами во время эксплуатации авто, — проколы, в результате которых воздух их колеса выходит и дальнейшая его эксплуатация невозможна.

Частично эта проблема решилась с появлением бескамерных шин. Как уже указывалось, они способны выдержать определенное количество проколов.

Технология Flat

Попытки решить эту проблему привели к появлению так называемой «беспрокольной» резины, она же – Run Flat шина.

Существует две технологии Run Flat, применяемых на автомобилях. Первая из них – усиление боковин. Благодаря увеличению жесткости боковин, при стравливании воздуха вес авто начинает на себе удерживать именно боковины. Благодаря этой технологии на колесе без воздуха можно преодолеть до 100 км пути при сравнительно неплохой скорости – до 80 км/ч.

Технология run flat

Вторая технология – использование поддерживающего кольца. Это кольцо, изготовленное из высокопрочного пластика или металла, устанавливается и фиксируется на диске внутри шины. В случае прокола колеса, при стравливании воздуха, колесо начинает опираться на кольцо, что позволяет продолжать движение без возможного повреждения диска. Несмотря на то, что кольцо изготовлено из твердых материалов, шумность при движении повышается не сильно, поскольку между дорогой и кольцом постоянно находится прослойка резины.


Технология Run Flat действительно позволяет решить проблему с проколами. Но в случае с колесами, имеющими усиленные боковины, то они не помогут при сильном порезе боковины. А колеса с поддерживающим кольцом стоят дорого и для обслуживания требуют специализированное оборудование.

Стоит отметить, что Run Flat – это общее обозначение технологии беспрокольных шин. Производители же зачастую используют свое обозначение такой резины, что создает определенную путаницу.

«Самолечащиеся шины»

Но существует еще одна технология «беспрокольных» шин – «самолечащихся». Она к Run Flat не относится.

Суть этой методики сводится к нанесению на внутреннюю поверхность шины специального вязкого материала. Он в случае прокола полученное отверстие закупоривает и не дает воздуху стравливаться. Эта технология является самой простой и при этом дешевой. Стоимость шин с таким внутренним покрытием практически не отличается от обычной бескамерной резины.


Кстати, на рынке автоаксессуаров сейчас можно встретить специальные составы, которые позволяют из обычных бескамерок сделать «самолечащиеся». И для этого достаточно через вентиль закачать состав внутрь колеса, а в процессе эксплуатации залитый материал равномерно распространяется по внутренней поверхности шины, минус этого способа в том что и вся внутренняя поверхность диска покроется этим составом.

Химическая составляющая в производстве автомобильных шин

Более года назад во время проведения очередного “Технофорума” были представлены две новые зимние шины IceContact 2 и WinterContact TS 850 P SUV. В рамках этого мероприятия компания Continental решила провести мастер-класс, цель которого – ознакомить присутствующих с секретами производства современного протектора и показать, насколько его состав влияет на свойства зимних покрышек. Этому мастер-классу неспроста было присвоено название “Юный химик”, ведь он включал теоретическую подготовку журналистов и практические эксперименты.

Требования, предъявляемые к зимним шинам, в идеале должны быть разными для разных климатических регионов. Во всех случаях необходимо, чтобы они обеспечивали хорошие сцепные свойства и управляемость как на мокром и сухом асфальте, так и на льду и снегу в диапазоне температур от нуля градусов до минус 30 и ниже. Но пока ни один производитель шин не способен выполнить все эти требования.

В наибольшей степени созданием шин для разных зимних условий эксплуатации озадачены премиум-бренды. Например, в Continental ассортимент продукции формируется для удовлетворения потребностей в безопасных шинах в различных регионах. Причем основные усилия компании на сегодняшний день сфокусированы на разработке новых резиновых смесей. Это самая важная составляющая в конструкции современных покрышек, которая боле чем на 50% обеспечивает изменения их свойств. Чтобы скомпоновать резиновую смесь в единое высокопрочное целое, в нее включают в среднем 15 разных компонентов, которые получили приблизительно из 1500 разных материалов. Наиболее важные составляющие – полимеры (каучук), наполнитель, пластификатор (смягчитель) и катализатор (ускоритель).

При разработке рецептов резиновых смесей для различных шин стоит цель добиться максимально возможного сцепления для данного набора погодных условий. Так, в определенной комбинации различных типов каучука разработчики могут регулировать эластичность резины протектора в соответствии с преобладающими температурами в конкретной области, где данная покрышка будет использоваться. Это очень важно, так как шина, которая является слишком мягкой, будет иметь значительно более короткий срок службы. С другой стороны, шины, используемые в зоне, близкой к Заполярью, не должны затвердевать уже при небольших морозах, иначе они не будут обеспечивать требуемый контроль над автомобилем и его адекватное поведение.

В качестве наполнителей в протекторном слое шин химики используют сажу и диоксид кремния (силику). Наполнители влияют на сцепные свойства покрышки на мокром асфальте и ее износостойкость. В былые времена основным наполнителем резиновой смеси была сажа, которая увеличивала износостойкость шин, но около 20 лет назад, когда возникла необходимость повысить безопасность автомобиля, в состав резиновых смесей начали вводить силику. Это химическое соединение позволяет сократить тормозной путь на мокрой дороге и обеспечить низкое сопротивление качению. Комбинируя процентное соотношение этих наполнителей, химики могут “откалибровать” ресурс шины и сцепные свойства на мокром покрытии.

Функцию пластификаторов в современных покрышках выполняют смолы и масла, включая рапсовое масло. Пластификаторы в процессе производства придают резине определенную эластичность. Добавление большего количества масла уменьшает жесткость резины, а добавление смолы дает возможность сохранить ее эластичность даже при низких температурах. Кроме того, масла в процессе производства служат в качестве смазки, предотвращая нарушение молекулярных цепочек полимеров. Как и в случае с подбором других ингредиентов, подбор определенного соотношения смол и масел позволяет наделить шину конкретными свойствами.

Функцию ускорителей вулканизации выполняют оксид цинка и серы. Они являются связывающим звеном, соединяющим молекулярные цепочки различных полимеров. Эти два компонента играют важную роль в процессе вулканизации, который превращает мягкую, деформируемую «сырую» резину в эластичную, упругую у конечного продукта.

Небольшой тест-драйв

В процессе специально организованного тест-драйва представителям тематических СМИ была предоставлена возможность протестировать четыре типа шин. Две из них самые обычные – летняя (серийная ContiPremiumContact 5) и зимняя (с направленным V-образным рисунком), а две – шины-гибриды, а если точнее, они были сделаны по весьма интересной технологии.

У одной был зимний рисунок протектора, но сам протектор сделан из летней резиновой смеси, а у другой, наоборот, рисунок протектора был летний, но резиновая смесь для зимних шин. Все покрышки были установлены на переднюю ось новеньких моделей Audi, BMW, Porsche, Volvo и отправлены на разные виды испытаний, где проверялись сцепные свойства на зимних покрытиях как в продольном, так и в поперечном направлении.

На задней оси этих машин стояли “правильные” зимние шины ContiVikingContact 6. Такая компоновка при маневрах позволила еще лучше почувствовать разницу в сцепных свойствах у серийных зимних шин, “гибридных” и летних.

По завершению всех тестов все данные инструментального контроля были выведены на итоговый график. Его вертикальная ось демонстрировала сцепные свойства в продольном направлении (отвечают за способность шины тормозить и разгоняться на льду и снегу), а горизонтальная – в поперечном (эта характеристика влияет на управляемость и устойчивость на зимних дорогах). Ни у кого не было сомнения, что в правом верхнем углу окажется настоящая зимняя шина, а в левом нижнем – обычная летняя (CPC5). А как все-таки влияет рисунок протектора и свойства резиновой смеси на продольные и поперечные сцепные свойства, оставалось загадкой, так как у сторонников каждой покрышки было достаточное количество поклонников.

Несмотря на все ожидания, результаты разных тестов подтвердили важность именно состава резиновой смеси в получении тех или иных свойств. Никакой современный рисунок протектора сегодня не способен наделить шину отменными характеристиками в разных дорожных условиях и ситуациях. Только в сочетании с “правильной” резиной протектора можно получить хорошие зимние шины, как те, что уже много лет выпускает компания Continental.

Таким образом, во время подбора зимних покрышек следует учитывать, что дизайн рисунка протектора – это лишь 30–40% их зимних свойств. Все остальное обеспечивают удачно подобранные для протектора шины резиновые смеси.

Конструкция автомобильной шины

Производство эластичных шин для транспорта стало возможным благодаря технологии вулканизации. Сегодня без пневматических шин не обходится ни одно транспортное средство, начиная от велосипеда и заканчивая самолётом.

Прообраз современной шины появился ещё в позапрошлом веке как попытка защитить конные экипажи от неровностей на дороге. В наши дни пневматическая шина используется повсеместно и обеспечивает безопасное движение транспорта в самых разнообразных условиях. При этом, хоть все шины и похожи друг на друга, конструкция разных моделей может существенно различаться.

Основные характеристики

Независимо от типа конструкции, любая шина остаётся оболочкой вращения — неизменно торообразной. Её силовой основой всегда служит многослойная прорезиненная кордная ткань, защищённая боковинами и жёстким протектором. Чтобы шину можно было закрепить на колёсном ободе, её оснащают почти не тянущимися бортами, дополнительную прочность которым придают кольца из проволоки. Любая шина полностью герметична. Необходимую эластичность, а значит и работоспособность она приобретает лишь тогда, когда давление воздуха внутри неё превышает атмосферное. Именно поэтому шину и называют пневматической: «pneumaticos» в переводе с греческого означает «воздушный».

Структурные элементы

В конструкцию современных шин входят следующие элементы:

  • Покрышка — резиновая торообразная оболочка, которая при качении колеса непосредственно соприкасается с дорогой.
  • Ездовая камера — пустая внутри торообразная герметичная оболочка, оснащённая вентилем. Её задача — удерживать внутри себя накачанный воздух либо газ. Постепенно камерные шины уходят в прошлое (см. ниже).
  • Каркас покрышки — основа покрышки, которая состоит из одного и более слоёв прорезиненного корда.
  • Брекер — элемент покрышки, который располагается в промежутке между каркасом и протектором. Состоит из нескольких слоёв кордной ткани или резины.
  • Протектор — прочная наружная часть автопокрышки, обычно с рельефным рисунком. Улучшает сцепление автошины с дорожным полотном, защищает каркас, а также брекер. Основная же задача протектора — улучшать сцепление с дорогой в непогоду — например, во время дождя и снега. Протектор спроектирован таким образом, что он эффективно удаляет грязь, дождевую воду и снег из пятна контакта и таким образом облегчает управление автомобилем.
  • Плечевая зона — область протектора, которая отделяет беговую дорожку от боковины.
  • Борт — наиболее жёсткая часть покрышки. Почти не растягивается, так как состоит из стальных проволочных колец, которые позволяют надёжно зафиксировать шину на колёсном ободе.

Состав

Основным компонентом шины всегда остаётся резина. Её производят из натуральных и искусственных каучуков. Кордовые ткани, в свою очередь, производятся из металлических волокон (металлокорд) и нитей на основе текстиля и полимеров. Металлокорд используется при изготовлении грузовых шин, а текстиль и полимеры — в производстве легковых, а также легкогрузных.

Типы шин

Исходя из ориентации кордовых нитей, шины делятся на диагональные и радиальные.

Диагональные

Такие шины отличаются тем, что кордные нити у них располагаются по диагонали, под углом примерно в 50градусов. При этом нити двух соприкасающихся слоёв каркаса всегда перекрещиваются под одним и тем же углом — приблизительно 100 градусов. Поскольку слои работают попарно, их суммарное количество в шине — всегда чётное. Диагональная шина отличается очень тонким брекером — как правило, двухслойным, если речь идёт о легковой шине. В данном случае брекер лишь немного упрочняет основной каркас. Диагональная ориентация кордных нитей позволяет каркасу растягиваться в двух направлениях — в поперечном и продольном, — что обеспечивает высокую эластичность шины.

Толстая и прочная боковина — ещё одна отличительная особенность диагональной шины. В этом плане боковина мало отличается от протектора. Благодаря такой особенности шина практически не деформируется, поэтому она устойчива к ударам и порезам, способна выдерживать значительную нагрузку и сохраняет свойства даже при относительно невысоком давлении внутри.

Во время качения диагональная шина всё же слегка деформируется. Это означает, что угол между кордными нитями двух соседних слоёв каркаса постоянно меняется. Результатом становится внутреннее трение, которое, в свою очередь, сопровождается выделением тепла. Тепло необходимо рассеивать. Для этого боковину шины делают высокой: на неё приходится как минимум 4/5 от общей высоты диагональной шины.

Радиальные

У таких шин нити корда в каркасе не пересекаются и располагаются радиально, то есть от одного борта к другому. Кордные нити в каждом слое у этих шин расположены параллельно. Однако брекер даже в радиальных шинах обладает диагональной конструкцией. Брекер в диагональных шинах особенно прочен и состоит минимум из четырёх слоёв полимерного или двух слоёв металлокорда.

Ориентация кордных нитей в каркасе такой шины не позволяет ей чрезмерно растягиваться в поперечнике. Продольному же растяжению препятствует брекер.

Радиальное расположение кордных нитей приблизительно в два раза снижает напряжение, которое возникает в них при эксплуатации шины. Это позволяет также вдвое (если сравнивать с диагональными моделями) сократить количество слоёв в каркасе, что существенно уменьшает и вес радиальных шин. За счёт небольшой толщины каркаса радиальные шины более эластичны, мало подвержены внутреннему трению, поэтому во время их эксплуатации не выделяется так много тепла, как в случае с диагональными моделями. Такая особенность позволяет делать протектор более толстым, а рисунок его — более глубоким, чтобы тем самым увеличить долговечность шины.

Конструкция радиальных шин позволяет свободно варьировать высоту и ширину профиля. Такие автошины делятся на полнопрофильные, низкопрофильные и сверхнизкопрофильные. Низкий профиль в некоторых ситуациях делает транспортное средство более устойчивым и повышает его управляемость. Кроме того, радиальные шины отличаются минимальным сопротивлением качению и потому сокращают расход горючего.

Основным минусом радиальных шин считается жёсткость их качения. Такие шины хорошо передают вибрацию, которая возникает на неровной дороге. Особенно этот недостаток был заметен на устаревших автомашинах. Подвески современных моделей обычно способны гасить колебания, которые возникают при качении.

Ещё один недостаток радиальных шин в том, что их легко проколоть, повредить ударом или порезом. Отчасти защитить покрышку помогает боковой протектор, которым оснащают некоторые модели шин, предназначенных специально для езды по бездорожью.

Владельцы легковых автомобилей диагональные шины сегодня уже практически не используют. Теперь такие модели обычно ставят на грузовые машины и спецтехнику. На легковые же авто теперь, как правило, устанавливают радиальные шины.

Бескамерные

В заключение следует упомянуть о бескамерных шинах. Сегодня они используются наиболее часто, поскольку они легки, надёжны, и удобны в использовании. Проколотая камера способна за несколько мгновений выпустить весь накачанный в неё воздух, тогда как давление в бескамерной шине после прокола падает постепенно. В последнем случае риск аварии значительно снижается.

Маркировка шин и автопокрышек в 2022: сроки, что нужно

С 1 ноября 2020 года началась обязательная маркировка колесных шин и автомобильных покрышек. Рассказываем, как работать дальше, какое оборудование нужно подготовить, что делать с остатками и сколько стоят нарушения.

Оставить заявку

  • С 1 декабря 2019 — регистрация участников оборота в системе Честный знак.
  • С 1 ноября 2020 — производители и импортеры маркируют всю новую продукцию, оптовики передают сведения о их приемке и реализации, а розница фиксирует продажи и списания в Честном знаке.
  • До 15 декабря 2020 — маркировка шин, ввезенных в РФ после 1 ноября 2020, но купленных до 1 ноября 2020.
  • С 15 декабря 2020 — запрещен оборот немаркированных шин.
  • До 1 марта 2021 — маркировка остатков, нераспроданных до 15 декабря 2020.
  • Зарегистрироваться в системе маркировки участники обязаны в течение 7 дней со дня возникновения необходимости оборота шин.

Специалист ЦРПТ рассказал об этапах внедрения и правилах работы в системе «Честный знак», а эксперт СБИС показал весь процесс от приемки до продажи.

1. Производитель получает коды в системе маркировки, размещает их на товар.

2. При отгрузке производитель отправляет дистрибьютору электронный УПД со всеми кодами с шин и автопокрышек.

3. Дистрибьютор при приемке сверяет коды в документе с полученными по факту, утверждает УПД и передает данные в систему маркировки через оператора ЭДО.

4. Дистрибьютор, отгружая товар розничному магазину, также формирует УПД с кодами.

5. Магазин при приемке сканирует всю партию товара и сверяет информацию с кодами, указанными в УПД. Если расхождений нет — подтверждает приемку товара.

6. При продаже кассир сканирует код маркировки с шин, оператор фискальных данных добавляет его в чек и отправляет в систему маркировки. Код выбывает из оборота.

Новые пневматические шины и покрышки:

  • для легковых автомобилей;
  • для автобусов, троллейбусов и грузовых автомобилей;
  • для мотоциклов;
  • резиновые для сельскохозяйственных или лесохозяйственных транспортных средств и машин;
  • резиновые для транспортных средств и машин, используемых в строительстве, горном деле или промышленности.

Конкретные коды ОКПД 2 и ТН ВЭД ЕАЭС указаны в таблице.

ТоварОКПД 2ТН ВЭД ЕАЭС
Шины и покрышки для легковых автомобилей новые22.11.114011 10 000 3 4011 10 000 9
Шины пневматические для мотоциклов, мотоколясок, мотороллеров, мопедов и квадроциклов22.11.12.1104011 40 000 0
Шины и покрышки пневматические для автобусов, троллейбусов и грузовых автомобилей новые22.11.13.1104011 20 100 0 4011 20 900 0
Шины и покрышки пневматические для сельскохозяйственных машин; шины и покрышки пневматические прочие новые22.11.144011 70 000 0 4011 80 000 0
Шины резиновые сплошные или полупневматические22.11.15.1204011 90 000 0

В результате эксперимента из маркировки исключили несколько подгрупп.

Не маркируем:

  • велосипедные шины;
  • авиационные шины;
  • камеры резиновые, ободные ленты, взаимозаменяемые протекторы.

Также не маркируем восстановленные и Б\У шины — для них правила торговли прежние.

На каждую шину наносят знаки с цифровым криптокодом, его формат определяет ЦРПТ. Код маркировки является буквенно-числовой последовательностью, преобразованной в формат двумерного штрихового кода DataMatrix.

Код маркировки содержит:

  • код товара,
  • индивидуальный серийный номер,
  • ключ проверки,
  • код проверки.

Пример кода маркировки:

  • Первые 2 символа «01» — идентификатор применения;
  • Следующие 14 символов «04607428679090» — код товара, GTIN;
  • Следующие 2 символа «21» — идентификатор применения;
  • Следующие 13 символов «6eJIjoWH54DdU» — уникальный серийный номер;
  • Следующий 1 символ « » — Group separator, разделитель, непечатаемый машиночитаемый символ, имеющий код 29 в таблице символов ASCII;
  • Следующие 2 символа «91» — идентификатор применения;
  • Следующие 4 символа «ffd0» — ключ проверки;
  • Следующий 1 символ « » — Group separator;
  • Следующие 2 символа «92» — идентификатор применения;
  • Следующие 44 символа «sz6kSPirApfMBftvLboE1dlWC/58hExQUqv7BBkZmk4=» — код.

Куда можно наносить

Основной способ маркировки шин — наклеивание этикетки с Data Matrix кодом на боковину или протектор.

4.

Научиться продавать маркированные шины:

Оставить заявку

Для регистрации нужна усиленная квалифицированная электронная подпись на носителе Рутокен.

Получить электронную подпись

1.

Установите необходимое ПО:

2.

Перейдите по ссылке и нажмите «Проверить». Если все настроили верно, нажмите «Продолжить».

3.

Выберите электронную подпись, укажите контактный телефон и e-mail и нажмите «Отправить заявку». В течение 24 часов на электронную почту придет письмо со ссылкой на подтверждение.

4.

Перейдите по ссылке из письма и укажите:

  • являетесь ли вы производителем или импортером товаров
  • оператора ЭДО и ID участника ЭДО
  • группы товаров, с которыми работаете
  • являетесь ли вы членом ассоциации «GS1 Рус». Если да, введите идентификаторы GSP и GLN

5.

Заполните профиль, ознакомьтесь с договорами с оператором и подпишите согласие.

Оставить заявку

ПроизводительИмпортер
  1. Заказывает коды маркировки в Честном знаке.
  2. Печатает этикетки с кодами и наклеивает их на товары.
  3. Отчитывается в Честный знак о вводе в оборот.
  1. Заказывает коды маркировки в Честном знаке.
  2. Передает экспортеру файл для печати этикеток или готовые этикетки — экспортер наклеивает этикетки на товары и отгружает их.
  3. Импортер после прохождения таможни отчитывается в Честный знак о вводе в оборот.

При необходимости производитель/импортер создает коды транспортных упаковок и печатает этикетки для них, формирует агрегаты и отчитывается в Честный знак о кодах внутри упаковок.

Подключить ЭДО для отправки электронных УПД с кодами розничным продавцам.

Оптовику необходимо сформировать электронный УПД и указать в нем коды маркировки с отгружаемых товаров. Подписать его электронной подписью и отправить контрагенту через оператора ЭДО. Оператор сам отправит УПД в Честный знак после подписания получателем, а коды внутри документа будут переведены в собственность покупателя.

СБИС проверит УПД на наличие ошибок перед отправкой и при получении, предупредит и поможет исправить.

1.

Подключение к ЭДО. В СБИС все входящие документы бесплатно.

2.

Подключение к системе маркировки, чтобы отправлять туда коды. Например, СБИС Маркировка.

3.

Оборудование для сканирования марок.

Вы получите от поставщика электронный УПД с кодами по ЭДО. Чтобы сверить марки из накладной с полученными по факту, отсканируйте все коды с шин. Если все хорошо, подтвердите УПД, если есть расхождения — отклоните его или дождитесь исправленного УПД. Если хотите, можете сразу подтвердить получение без проверки.

1.

Обновить прошивку онлайн-кассы, чтобы добавлять код маркировки в чек. Проверьте ваше кассовое программное обеспечение по инструкции. Обновить ПО можно у производителей и в авторизованных сервисных центрах. «Тензор» имеет статус АСЦ — обращайтесь.

2.

Подключить ККТ к ОФД, который умеет передавать в чеке коды в маркировку.

3.

2D-сканер для считывания марок.

Продавать маркированный товар нужно через онлайн-кассу с ОФД: кассир сканирует код, товар добавляется в чек, а оператор фискальных данных отправляет его в систему маркировки.

Со СБИС маркировка не отразится на скорости продаж — кассир сканирует только Data Matrix код, а СБИС сам добавит товар в чек. Данные передадутся в маркировку автоматически.

Если шины далеко от кассы, можно формировать чек предоплаты без кодов, а при получении шин на складе кладовщик отсканирует коды и оформит завершающий чек — они будут отправлены в Честный знак. При этом кладовщик может использовать смартфон с приложением СБИС Доки, Bluetooth-сканер или терминал сбора данных.

Вам понадобится принтер этикеток. Выберите подходящий в нашем каталоге или закажите печать этикеток под ключ у нас.

Оставить заявку

При наличии по состоянию на 15 декабря 2020 нереализованных шин, введенных в оборот до 1 ноября 2020, их нужно промаркировать до 1 марта 2021. До 15 декабря 2020 участники оборота осуществляют маркировку шин, ввезенных в РФ после 1 ноября 2020, но приобретенных до 1 ноября 2020.

Рознице и дистрибьюторам доступна «упрощенная» процедура по инструкции.

1.

Авторизуйтесь в личном кабинете Честного знака с помощью ЭП

2.

Опишите товары в системе маркировки.

Обязательно указываются:

  • ИНН/наименование заявителя;
  • Код товарной номенклатуры — первые 2 цифры кода ТН ВЭД.

После описания вы получите общий код (GTIN).

3.

Посчитайте шины каждой модели у вас на складе, укажите их количество в личном кабинете Честного знака — оператор сгенерирует коды маркировки и вы получите файл с кодами или этикетками Data Matrix.

4.

Напечатать и наклеить этикетки с кодами. Выгрузите итоговый файл и распечатайте коды на принтере этикеток.

Выбираете оборудование для кассы и склада? В нашем ролике представлены комплекты СБИС для маркировки. Смотреть

  • Обязательно ли использование сервиса ЭДО?

    Да, ЭДО нужно для передачи сведений о смене собственника при приемке и продаже в систему маркировки колес, а также для отправки электронных УПД с кодами покупателю.

  • Как осуществляется маркировка колес в сборе?

    Шины в составе другого товара, например, смонтированные на диск или идущие в сборе с автомобилем, — не маркируются. Но такие шины нужно вывести из оборота для целей, не связанных с дальнейшей продажей.

  • Как зарегистрировать в системе шину с камерой?

    При описании товара вы указываете тип шины по способу герметизации: бескамерная или подлежит оснащению камерой.

  • Организация принимает автомобиль по trade-in с двумя комплектами шин, нужно ли маркировать второй комплект?

    Б/У шины маркировке не подлежат.

  • Как работать онлайн-магазинам с маркированным товаром?

    Приемка проходит, как обычно. При продаже нужно вывести маркированные шины из оборота при отгрузке со склада до доставки конечному потребителю. Подробнее  в инструкции.
  • Будет ли нарушением отгрузка маркированной продукции с выводом из оборота, если покупатель зарегистрирован в ЧЗ, а отгрузка пойдет как не участнику, например, на собственные нужды?

    Нет, в данном случае нарушение не будет зафиксировано.

  • Если продаём шины юрлицу, которое покупает их не для перепродажи, а для собственных нужд, как в этом случае выводить их из оборота?

    Вывод из оборота может проходить 2 способами:

    1.

    Отгрузка по ЭДО, когда сам покупатель выбирает способ приемки «с выводом из оборота для собственных нужд»;

    2.

    Отгрузка без ЭДО, в этом случае продавец указывает, что покупатель не зарегистрирован в ГИС МТ, и причину вывода из оборота для собственных нужд покупателя. Сведения в Честный знак отправляются по отдельной кнопке по API

    Подробнее в инструкции.

  • Мы перекупщики шин, сейчас у нас на складе небольшой остаток шин. Что с ними делать?

    До 15 декабря 2020 вы можете их реализовать без маркировки. После 15 декабря 2020 для продажи этих шин вам нужно промаркировать их как остатки, от своего имени, т.к. вы документально являетесь их владельцем. Покупать дополнительное оборудование не нужно, можете обратиться к нам за услугой маркировки остатков под ключ.

  • Какое участие в маркировке должен принимать кузовной центр, который заменяет шины поштучно в рамках ремонта по КАСКО?

    Если вы покупаете маркированные шины, то должны становиться собственником этого товара, нужно принять электронный УПД по ЭДО. Если вы оказываете услуги по ремонту автомобиля, то шины должны быть выведены из оборота с причиной «Для собственных нужд».

  • Я покупаю и продаю шины по безналичному расчету без использования онлайн-кассы Какой алгоритм моей работы?

    При такой схеме, когда получаете шины, вы должны дополнительно принять от поставщика документ УПД по ЭДО. Оператор ЭДО отправит документ в ГИС МТ на смену прав собственности. При продаже схема будет аналогичная, вы как поставщик должны сформировать документ УПД, наполнить его кодами маркировки и отправить по ЭДО покупателю.

  • Розничные продавцы при маркировке остатков покупают коды маркировки?

    Да, предоставление кодов для маркировки остатков платное.

  • Если шины ввозятся для проведения испытаний для получения сертификатов, их нужно маркировать?

    Нет, так как согласно ПП РФ:

    «Требования к маркировке товаров не распространяются на: …пробы и образцы товаров в необходимых количествах, предназначенные для проведения испытаний в целях оценки соответствия требованиям актов органов Союза, а также нормативных технических актов государств-членов в области стандартизации, при их хранении и транспортировке;…».

  • Как настроить обмен 1С нестандартной конфигурации и СБИС?

    1.

    Самый удобный вариант — установить готовый модуль и доработать его в рамках платной интеграции, для этого, обратитесь к вашему менеджеру в Компании «Тензор» и заполните небольшую анкету. С вами свяжется инженер и рассчитает объем и стоимость доработок во внешней обработке.

    В итоге всё будет работать также, как со стандартной 1С.

    2.

    Ещё вариант — использовать другие средства интеграции, например методы API внешней обработки.

  • Какая температура окружающей среды должна быть для нанесения этикеток?

    Тензор печатает этикетки на полипропиленовых этикетках со специальным клеем для хорошего сцепления с шинами TS8000, поэтому их можно приклеивать при температуре от 0°C и выше.

  • Какая нужна лицензия для сверки кодов маркировки в приложении СБИС Доки?

    Само приложение бесплатное. Но сверка кодов маркировки в СБИС доступна при наличии лицензии на Маркировку.

  • Как проходит списание товара из Честного знака, если продает товары юрлицу, которое является конечным покупателем?

    Вывод из оборота может проходить только через ККТ и ОФД, если продажа была чеком. Если продажа через р/с то вывод из оборота может проходить 2 способами:

    1. Отгрузка по ЭДО, когда сам покупатель выбирает способ приемки как с выводом из оборота для собственных нужд.
    2. Отгрузка по API, в этом случае покупатель не зарегистрирован в ГИС МТ, вывод из оборота проходит со стороны поставщика с причиной вывод из оборота для собственных нужд.

    Подробнее в инструкции.

  • Как поставщик будет разделять несколько заявок в одном автомобиле. Нам ведь важно по каждому электронному документу принимать именно те шины, которые привязаны к уникальному поступлению.

    Поставщик должен самостоятельно контролировать какие коды какому покупателю должны уехать, так как они будут указаны в документе УПД. Частично придется поменять некоторые бизнес процессы в организации на предмет комплектации машины разным покупателям, в плане мест хранения и наполнении самого документа.

  • Шина на диске является запчастью и не требует маркировки?

    Да, колеса в сборе маркировке не подлежат. Как и шины, смонтированные на диск — то есть включенные в состав другого товара.

  • Что делать, если участник оборота купил шины по безналичному расчету и продал шины по безналичному расчету?

    Если работа идет по УПД — подписать входящий УПД при покупке, принять шины. При продаже — создать УПД, включить в него коды идентификации, подписать и направить покупателю. При подписании со стороны покупателя — коды автоматически перейдут в ГИС на него.

  • Купили шины для своего автосалона, сами их смонтировали на диски и продали клиенту — либо отдельно либо в составе автомобиля(замена сезонных шин ) – эти операции подлежат маркировки?

    Если шины не подлежат дальнейшей самостоятельной продаже — вам не нужно становится участником оборота и передавать сведения в ГИС. При покупке шин попросите поставщика вывести их из оборота. Далее работайте, как обычно.

Особенности устройства автомобильных шин

Общеизвестно, что колеса необходимы для движения и управления автомобилем. Они передают вертикальные нагрузки от транспортного средства к дороге. От грамотного выбора колес зависит поведение автомобиля во время движения, а значит безопасность водителя и пассажиров.

Общеизвестно, что колеса необходимы для движения и управления автомобилем. Они передают вертикальные нагрузки от транспортного средства к дороге. От грамотного выбора колес зависит поведение автомобиля во время движения, а значит безопасность водителя и пассажиров.

Устройство автомобильных шин

Автомобильные покрышки изготавливаются из резиновой смеси на основе синтетического или натурального каучука. Помимо этого в ее состав входит мел, смола, сажа, сера и специальные добавки. В общем случае конструкция покрышки включает в себя протектор, подушечный слой с брекером, посадочные борта с сердечником, боковины и каркас.

Структура покрышки

Каркас характеризуется одновременно высокой прочностью и эластичностью. Он необходим для соединения всех составных элементов шины в единое целое. Каркас изготавливается из нескольких слоев специального материала – корда. Каждый из них имеет толщину от 1 до 1,5 мм. Общее число слоев для грузовых автомобилей варьируется в пределах от 6 до 14 шт. , для легковых – от 4 до 6 шт. Ограничение максимального количества слоев корда вызвано возрастанием сопротивления покрышек качению при их увеличении.

Для производства корда используется ткань с толщиной нитей от 0,6 до 0,8 мм. Материал изготовления зависит от назначения и типа шин. Ткань может быть нейлоновой, перлоновой, капроновой, вискозной и хлопчатобумажной. Наименее прочными считаются хлопчатобумажные корды. Прочностные характеристики капроновых, нейлоновых и перлоновых ориентировочно в 2 раза выше.

Отдельно следует выделить металлические корды. Они являются безусловными лидерами и по прочности превосходят хлопчатобумажные аналоги в 10 раз. Для изготовления таких кордов используется стальная проволока толщиной 0,15 мм. Общее количество слоев составляет от 1 до 4. Покрышки, укомплектованные металлическим кордом, отличаются меньшей массой и длительным сроком службы.

Подушечный слой с брекером необходим для защиты каркаса от неровностей дороги и связи с протектором. Его толщина составляет 3-7 мм. Он формируется несколькими слоями разреженного обрезиненного корда. Боковины также выполняют защитную функцию. Для их изготовления используется протекторная резина толщиной от 1,5 до 3,5 мм.

Посадочные борта необходимы для удержания покрышки на ободе. Снаружи они покрыты прорезиненной лентой для предохранения от истирания и повреждений. Внутри бортов находятся стальные сердечники. Они необходимы для увеличения прочности и предотвращения соскакивания покрышки с обода.

Назначение протектора

Протектор представляет собой непосредственно контактирующий с дорожным полотном массивный слой прочной резины. Его наружная поверхность снабжена рельефным рисунком в виде чередующихся выступов и канавок. Он может быть направленным, ненаправленным и ассиметричным. От протектора зависит коэффициент сцепления колеса автомобиля с дорогой. Помимо этого он определяет возможность использования шин в различных атмосферных условиях, а также уровень вибраций и шума во время езды.

Виды текстур протекторов

В идеальных условиях автомобильная покрышка вообще не нуждается в протекторе. В этом случае площадь ее контакта с дорожным покрытием будет максимальна. Такое возможно только на сухом асфальтобетоне. При появлении даже небольшого количества воды коэффициент сцепления шины с дорогой резко уменьшается и в результате теряется управление автомобилем. Протектор обеспечивает эффективный отвод воды от пятна контакта покрышек.

Виды автомобильных шин

Автомобильные шины делятся на камерные и бескамерные. Первые состоят из покрышки и непосредственно камеры. Она необходима для удержания сжатого воздуха внутри шины. Толщина ее стенок колеблется в пределах от 2,5 до 5 мм для грузовых автомобилей и от 1,5 до 2,5 мм – для легковых.

На заре своего появления главной проблемой для автомобилей стали гвозди, выпадающие из подков лошадей. Для обеспечения безопасности движения они собирались с помощью электромагнитов.

Бескамерная шина является одновременно и камерой. По внешнему виду она практически не отличается от камерной. Для дополнительной защиты на ее внутренней поверхности имеется специальный герметизирующий воздухонепроницаемый резиновый слой толщиной 1,5-3,5 мм.

Особенности маркировки

Помимо стандартной маркировки с обозначением размера шин, а также нормированных показателей нагрузки и скорости на них наносятся дополнительные обозначения. Наиболее важные из них следующие:

  • Надписи RAIN, WATER или AQUA означают, что шины предназначены для эксплуатации в дождливую погоду;
  • Маркировка MAX PRESSURE говорит о максимально возможном давлении в покрышке;
  • Надписи Tube Type и Tubeless означают камерная и бескамерная шина соответственно;
  • Маркировка All Season свидетельствует о возможности круглогодичного использования покрышек;
  • Надпись M&S сообщает о зимнем или всесезонном назначении шин.

Маркировка, наносимая на шины

При правильном подборе автомобильных шин их использование удобно и безопасно.

[PDF] Состав шины: типичные компоненты

Скачать Состав шины: типичные компоненты…

Состав шины: типичные компоненты Код проекта: TYR0009-02 Дата начала исследования: 15 ноября 2005 г. Дата окончания: 27 февраля 2006 г. The Old Academy, 21 Horse Fair, Banbury, Oxon OX16 0AH Тел.: 01295 819900 Факс: 01295 819911 www.wrap.org.uk Горячая линия WRAP для бизнеса: Бесплатный телефон: 0808 100 2040

Май 2006 г.

Отчет о шинах

Создание рынков вторичного сырья

1. ОТР») шины являются продуктом сложной инженерной мысли. Они состоят из множества различных резиновых смесей, множества различных типов сажи, наполнителей, таких как глина и диоксид кремния, а также химикатов и минералов, добавляемых для облегчения или ускорения вулканизации. Шины также имеют несколько типов ткани для армирования и несколько видов и размеров стали.Часть стали скручена или сплетена в прочные тросы. Шины предназначены для использования на транспортных средствах; они не производятся в качестве сырья для переработки. Их состав затрудняет их переработку. В этом отчете рассматривается состав шин, их токсичность (или отсутствие токсичности) и вероятные результаты обработки для переработки путем измельчения и измельчения.

2.

Состав шин легковых автомобилей шин

Trorry Tire

OTR Tire

∀47%

∀45%

∀47%

Carbon Black

∀21.5%

∀22%

∀22%

∀22%

Metal

Metal

∀16.5%

∀25%

∀12%

∀5,5%

∀10%

Оксид цинка

∀1%

∀2%

∀2%

∀2%

Sulfur

∀1%

∀1%

∀1%

∀7.5%

∀5%

∀6%

∀74 %

∀67%

∀67%

∀76%

∀76%

ингредиентный резина / эластомеры1 2

Textile

3

добавки

3

40002 Добавки

4

Материалы на основе углерода, всего 1 2 3 4

LORRY & OTR Шины имеют более высокую пропорции натурального каучука, чем шины легковых автомобилей. Силикагель заменяет часть сажи в некоторых типах шин. Некоторые добавки включают глины, которые могут быть частично заменены в некоторых шинах переработанной резиновой крошкой из старых шин. из отработанных шин

Это упрощенное представление о составе шин. Стандартная всесезонная легковая шина Goodyear весом около 10 кг (22 фунта), новая, содержит: • • • • • • •

30 видов синтетического каучука 8 видов натурального каучука 8 видов стального корда из технического углерода для лент полиэфирное и нейлоновое волокно стальная бортовая проволока 40 различных химикатов, восков, масел, пигментов, диоксидов кремния и глины.

Состав шины: типичные компоненты

Стр. 2

Шины содержат так много различных соединений и ингредиентов, потому что они представляют собой инженерное чудо, способное выдерживать пытки от жары и холода, высокой скорости, абразивных условий и часто недостаточного количества воздуха. давление. Ожидается, что они прослужат десятки тысяч миль и сохранят свои основные свойства, несмотря на ужасные манеры вождения и иногда плохо обслуживаемые или плохо построенные дороги. Одна только резиновая смесь предназначена для девяти различных применений/компонентов в радиальной легковой шине:

Состав шины: Типичные компоненты

Страница 3

Протектор

32.6%

Base

Base

1,7%

Bearwwall

21.9%

21,9%

5.0%

5,0%

Изоляция из бисера

1,2%

Ткань / Волокно Изоляция Стальной Шнур Изоляция Внутренний вкладыш Подвеска

Всего

11.8 Всего

11.8 % 9,5% 12,4% 3,9%

100,0%

От Ассоциации производителей каучука США

Шины практически не содержат опасных отходов. В соответствии с Техническим руководством Базельской конвенции по идентификации и обращению с бывшими в употреблении шинами 1 , шины содержат следующее:

Компонент

Химическое название

Примечания

Содержание (% веса)

Y22

Соединения меди

Из металлического армирующего материала (SteelCord)

I23

Соединения цинка

оксид цинка, удерживаются в резиновой матрице

Y26

Cadmium

на трасных уровнях, в качестве соединений кадмия. Участник оксида цинка

MAX 0 .001%

Y31

соединения свинца свинца

на уровнях трассировки, в качестве сопутствующего вещества оксида цинка

MAX 0,005%

Y34

кислотные растворы или кислоты в твердой форме

стеариновая кислота, в твердой форме

Около 0,3 %

Y35

Галогенорганические соединения, кроме веществ, указанных в приложении

Галогенбутилкаучук (тенденция: уменьшение)

Содержание галогенов макс. Базельская конвенция при поддержке промышленности и принята на пятом совещании Конференции Сторон в декабре 1999 года, Базель, Швейцария

Состав шины: типичные компоненты

Страница 4

2.1

Свойства и характеристики шин

По запросу BLIC (Bureau Liaison des Industries du Caoutchouc de l’EU) были проведены тесты на экотоксичность: В 1995 году в Институте Пастера в Лилле, Франция, были проведены исследования с использованием каучука. порошок, полученный из протектора шин (для водорослей: S. Capricornutum и ракообразных: Daphnia magnia и Fish Brachydanio rerio) в соответствии с нормами ISO 8692, 6341 и 7346. В 1996 году было проведено дополнительное исследование: «Определение острой токсичности в соответствии с ISO 11268». /1 — Наблюдение за воздействием резинового порошка для шин на популяцию дождевых червей, помещенных в определенный субстрат» — в Институте Пастера в Лионе, Франция, с использованием стандартных норм, не было обнаружено токсичности.Эти четыре теста не показали токсичности.

3.

Post-Peturecter Tire Materal

Выход из шин

Автомобильные шины

Грузовые шины

ОТР Шины

Крошка резина

∀70%

∀70%

∀78%

сталь

∀17%

∀27%

∀27%

∀15%

Волокна и лома

∀13%

∀13%

∀3%

∀7%

Доходность продукта для потенциальных материалов шин не соответствует новой шине состав, потому что:1

Большинство изношенных шин имеют значительный износ протектора, что снижает количество резинового материала, доступного для производства продукта, и увеличивает процентную долю некаучуковых компонентов, таких как металлы и волокна;

2

Резиновая крошка большинства сортов содержит некоторое количество примесей металлов и волокон. Только лучшие сорта/порошки полностью не содержат проволоки и волокон;

3

То, что определяется как «резиновая крошка», на самом деле включает каучук/эластомеры, сажу, серу, «добавки» и большую часть оксида цинка;

4

Некоторые резиновые материалы неизбежно прилипают к стали.

Важное предупреждение Информация, изложенная выше, носит общий характер и не предназначена для использования в конкретных случаях. В информации не учитываются экологические вопросы, которые должны обсуждаться в обычном порядке с регулирующими органами (Агентством по охране окружающей среды Англии и Уэльса, Агентством по охране окружающей среды Шотландии в Шотландии и Департаментом по охране окружающей среды Северной Ирландии).Следовательно, информация, содержащаяся на этом веб-сайте, предоставляется только при условии, что WRAP и ее субподрядчики не несут ответственности за любые убытки, расходы или ущерб, возникающие в результате использования или применения такой информации. Физическим лицам и организациям, предлагающим использовать какие-либо методы и методологии, содержащиеся в этих публикациях, рекомендуется обратиться за соответствующей профессиональной консультацией к экспертам в отношении их конкретной ситуации и требований. Ответственность за любые ошибки или упущения, содержащиеся в отчетах, несут соответствующие авторы.

Состав шины: типовые компоненты

Страница 5

Совет по управлению утилизацией шин

Характеристики старых шин

1. Шина Производный анализ топлива
2. Типичный состав материалов Шина
3. Типичный состав по массе
4. Плотность измельченной и цельной шины
5. Масса резины по компонентам шины.
6. Анализ побочных продуктов производства шин
7.Анализ стального корда шины

1. Анализ топлива, полученного из шин

    Репрезентативный анализ TDF производства WRI
      (Источник: TDF, полученный из металлолома Шины с более чем 96% удаленной проволокой)
    Описание % по весу в состоянии поставки % по весу, в пересчете на сухую массу
    Ближайший Анализ
    Влага 0. 62 —-
    Ясень 4,78 4,81
    Летучие Материя 66,64 67,06
    Фиксированный Углерод 27,96 28.13
    Итого 100,00 100,00
    Максимальная Анализ
    Влага 0,62 —-
    Ясень 4. 78 4,81
    Углерод 83,87 84,39
    Водород 7,09 7,13
    Азот 0,24 0.24
    Сера 1,23 1,24
    Кислород (по разнице) 2,17 2,19
    Итого 100,00 100,00
    Элементаль Минерал
    Анализ (оксидная форма)
    Цинк 1. 52 1,53
    Кальций 0,378 0,380
    Железо 0,321 0,323
    Хлор 0,149 0.150
    Хром 0,0097 0,0098
    Фтор 0,0010 0,0010
    Кадмий 0,0006 0,0006
    Свинец 0. 0065 0,0065
    Прочие ниже пределов обнаружения
    Тепло Значение БТЕ/фунт кДж/кг
    ВВ 16 250 37 798
    ВН пр. 15 500 36 053
    ТДФ Горение
    Характеристики °F °С
    Шины воспламенение (температура вспышки) 550 — 650 288 — 343
    Углерод начинает гореть 842 450
    Углерод полностью сгорел 1202 650

© 1986 Waste Recovery, Inc.
84% ВЕСА ШИНЫ СОСТАВЛЯЕТСЯ ИЗ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ. ОСТАТОК
ЭТО ПРОВОЛОКА ДЛЯ БУСОВ И РЕМНЕЙ ПЛЮС КАРКАС И ЧЕФРОВАЯ ТКАНЬ

2. Типовой состав материалов шины

    В этой таблице перечислены типичные типы материалов, используемых для изготовления шин.
    Типичный состав Шина Синтетический каучук
    Натуральный каучук
    Сера и соединения серы
    Силикагель
    Фенольная смола
    Масло: ароматическое, нафтеновое, парафиновое
    Ткань: полиэстер, нейлон и т. д.
    Нефтяные воски
    Пигменты: оксид цинка, диоксид титана и т. д.
    Сажа
    Жирные кислоты
    Инертные материалы
    Стальная проволока

3. Типовой состав по весу

Здесь перечислены основные классы материалов, используемых для изготовления шин, в процентах от общий вес готовой шины, который представляет каждый класс материала.

Шина пассажира

Натуральный каучук 14 %
Синтетический каучук 27%
Технический углерод 28%
Сталь 14 — 15%
Ткань, наполнители, ускорители, антиозонанты и др. 16 — 17%
Среднее вес: Новый 25 фунтов, лом 20 фунтов.

 

Грузовая шина

Натуральный каучук 27 %
Синтетический каучук 14%
Технический углерод 28%
Сталь 14 — 15%
Ткань, наполнители, ускорители, антиозонанты и др. 16 — 17%
Средний вес: Новый 120 фунтов, лом 100 фунтов

4. Плотность измельченных и целых шин

ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО ПЛОТНОСТЬ
НЕЗАВИСИМАЯ УПАКОВКА   ПЛОТНО В УПАКОВКЕ
550-600 фунтов/ярд 3 однопроходный 1220-1300 фунтов/ярд 3
850-950 фунтов/ярд 3 2-дюймовый клочок 1350–1450 фунтов/ярд 3
1000–1100 фунтов/ярд 3 1 1/2-дюймовая крошка 1500–1600 фунтов/ярд 3
100/10 ярдов 3 ЦЕЛЫЕ ШИНЫ
(ПАССАЖИРСКИЙ/ЛЕГКИЙ ГРУЗОВОЙ АВТОМОБИЛЬ)
500/10 ярдов 3
 
 
10 MESH- 29 фунтов/фут 3
20 MESH- 28 фунтов/фут 3
30 MESH- 28 фунтов/фут 3
40 MESH- 27 фунтов/фут 3
80 MESH- 25-26 фунтов/фут 3

5. Вес резины по компонентам шины.

Шина изготовлена ​​из нескольких отдельные компоненты, такие как протектор, внутренний слой, борта, ремни, и т. д. В этой таблице показано, на какие компоненты приходится резина используется для изготовления шин.

РЕЗИНА ПРОЦЕНТ ПО ВЕСУ В НОВОЙ РАДИАЛЬНОЙ ПАССАЖИРСКОЙ ШИНЕ
 
ПРОТЕКТОР 32.6%
ОСНОВАНИЕ 1,7%
БОКОВАЯ СТЕНКА 21,9%
НАКОНЕЧНИК БАРИНА 5,0%
БАЛКА ИЗОЛЯЦИЯ 1,2%
ТКАНЬ ИЗОЛЯЦИЯ 11,8%
ИЗОЛЯЦИЯ СТАЛЬНОГО ШНУРА 9. 5%
ВНУТРЕННЯЯ ПОДКЛАДКА 12,4%
ПОДУШКА       3,9%
  100,0%

6. Анализ побочных продуктов производства шин

Данные, представленные в следующем две таблицы представляют собой анализ зольного остатка и летучей золы на объекте. сжигание только топлива, полученного из шин.это было бы не репрезентативно объектов, использующих TDF в качестве добавки к другому топливу, например как уголь или дрова.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ШЛАК
(ЗОЛЬНЫЙ ДОХОД) АНАЛИЗ

СОЕДИНЕНИЕ ОБРАЗЕЦ 1 ОБРАЗЕЦ 2 СРЕДНЯЯ
Всего Углерод — % 0. 071 0,258 0,164
Алюминий 0,128 0,283 0,206
Мышьяк 0,002 —- 0,001
Кадмий 0.001 0,001 0,001
Хром 0,978 0,068 0,523
Медь 0,255 0,320 0,288
Железо 95. 713 96.721 96.217
Свинец 0,001 0,001 0,001
Магний 0,058 0,059 0,058
Марганец 0.058 0,307 0,416
Никель 0,241 0,093 0,167
Калий 0,010 0,015 0,012
Кремний 0. 340 0,246 0,293
Натрий 0,851 0,701 0,776
Цинк 0,052 0,160 0,106
Олово 0.007 0,006 0,006
Сера 0,766 0,762 0,764
100,0 100,0 100. 0

АНАЛИЗ ЛЕТАНИЯ ШИН АШ

Содержимое Вес в процентах
Цинк

51,48%

Свинец

0.22%

Железо

6,33%

Хром

0,03%

Медь

0,55%

Никель

0. 03%

Мышьяк

0,02%

Алюминий

0,76%

Магний

0,50%

Натрий

0.01%

Калий

0,01%

Диоксид магния

0,36%

Олово

0,03%

Кремний

6. 85%

Кадмий

0,05%

Углерод

32,20%

  Итого

99,43%

Примечание: Эти результаты получены путем сжигания 100% шинного топлива.
Источники: Радиан Корпорация, результаты отбора проб и анализа отходов из Шина Gummi Mayer
Инсинератор, Май 1985 г.

 

7. Анализ стального корда шины

АСТМ 1070 Провод стальной шины

Есть примерно 2.5 фунтов стальных лент и бортовой проволоки в шине легкового автомобиля. Этот материал изготовлен из высокоуглеродистой стали с номинальной прочностью на растяжение 2750 МН/м2 и следующего типового состава:

      СТАЛЬ РЕМНИ ШАРИКА ПРОВОД
    Углерод 0.67 — 0,73% 0,60% мин.
    Маганес 0,40 — 0,70% 0,40 — 0,70%
    Кремний 0,15 — 0,03% 0,15 — 0,30%
    Фосфор 0,03% Максимум. 0,04% Максимум.
    Сера 0,03% Максимум. 0,04% Максимум.
    Медь След След
    Хром След  Трассировка
    Никель След След
    ПОКРЫТИЕ 66 % Медь
    34 % Цинк
    98 % латунь
    2 % олово

Как производятся автомобильные шины?

Мы видим их сотнями и тысячами каждый день.Как компонент, соединяющий транспортное средство с дорогой, шины жизненно важны для обеспечения сцепления, производительности, управляемости и безопасности. Но что на самом деле происходит, когда шина производится? Процесс будет отличаться для различных типов шин, а также между производителями. Посмотрите видео ниже от Michelin, чтобы увидеть, как они делают свои шины:

Шаг первый:

Все начинается с резины. Будь то натуральный или синтетический каучук, который используется для соединения различных частей шины, смешивается с маслами и добавками, которые помогают склеивать различные части вместе.Точный состав сильно зависит от конечного использования шины. Если шина предназначена для улучшения характеристик, она будет иметь другой состав, чем шина, предназначенная для плохих погодных условий. Если это зимняя шина, резиновая смесь будет мягче, чем та, которая используется для летних шин. Это также может варьироваться в зависимости от того, какая часть шины создается: некоторые бутилкаучуки и галогенированные бутилкаучуки удерживают воздух внутри внутреннего слоя шины. Различные компоненты каучука смешиваются, и когда консистенция становится близкой к жевательной резинке, пора приступать к изготовлению деталей.

Шаг второй:

После того, как каучук будет перемешан до нужной консистенции, он подается на различные прессы и машины для формирования компонентов шины. Начиная с твердого листа, известного как шлепок, именно в этот момент резина начинает приобретать различные качества в зависимости от ее конечного назначения. Это может включать в себя стальной борт с резиновым покрытием, который прикрепляет шину к колесу, экструдированные боковины и протектор, тканевые или стальные брекеры, встроенные в шину, внутренний слой и слои.Как только эти компоненты будут готовы, пришло время для шиномонтажного станка.

Шаг третий:

Теперь, когда все компоненты сформированы, их собирают в машине, известной как машина для сборки шин. После того, как все детали уложены на место в машине, они спрессовываются вместе, чтобы сформировать шину, что обычно представляет собой двухэтапный процесс. Барабан используется для сборки шины, создавая основу, на которую наматывается внутренний слой, а затем слои и борта в сборе. Затем надувается мочевой пузырь, в результате чего слои корпуса поднимаются и соединяются с бортом, после чего боковые стенки вдавливаются на место.После этого этапа ремни, нейлоновый колпачок и протектор размещаются поверх первого этапа. Но он еще не готов к дороге. Известная как «зеленая» шина, шина все еще нуждается в процессе отверждения, который также наносит рисунок протектора на шину.

Шаг четвертый:

Зеленая шина помещается в форму, которая помогает определить ее окончательную форму и рисунок протектора. Как только шина установлена ​​на место, ее накачивают до тех пор, пока она не прижмется к стенкам пресс-формы. Затем форму нагревают до 300ºF, и она отверждается в течение установленного периода времени.Для небольших шин легковых автомобилей это может быть всего 15 минут, но для больших шин процесс может занять один день или более. Этот процесс известен как вулканизация.

Шаг пятый:

Следующим шагом для свежеотвержденной шины является осмотр. Каждая шина тщательно проверяется, чтобы убедиться, что она будет работать так, как рекламируется, и что в ней нет никаких дефектов, таких как пузыри, которые могут привести к ее отказу и поставить под угрозу безопасность пассажиров автомобиля.

Утилизация покрышек. Описание материала. Руководство пользователя по отходам и побочным продуктам при строительстве дорожного покрытия

 

УДАЛЕННЫЕ ШИНЫ Описание материала

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Каждый год американские автомобилисты выбрасывают около 280 миллионов шин, примерно по одной шине на каждого жителя США.Около 30 миллионов таких шин восстанавливаются или используются повторно, в результате чего ежегодно приходится утилизировать около 250 миллионов старых шин. Около 85 процентов этих утилизированных шин составляют автомобильные покрышки, а остальные — покрышки для грузовых автомобилей. Помимо необходимости обращения с этими утильными шинами, было подсчитано, что может быть от 2 до 3 миллиардов шин, которые накопились за эти годы и содержатся в многочисленных складах. (1)

Утилизация шин может рассматриваться как целая шина, шина с разрезом, измельченная или раздробленная шина, резиновая крошка или продукт из резиновой крошки.

Цельные шины

Типичная утилизированная автомобильная шина весит 9,1 кг (20 фунтов). Примерно от 5,4 кг (12 фунтов) до 5,9 кг (13 фунтов) состоит из восстанавливаемой резины, состоящей из 35 процентов натурального каучука и 65 процентов синтетического каучука. Радиальные шины со стальным кордом являются преобладающим типом шин, производимых в настоящее время в Соединенных Штатах. (2) Типичная грузовая шина весит 18,2 кг (40 фунтов) и также содержит от 60 до 70 процентов восстанавливаемой резины. Грузовые шины обычно содержат 65 процентов натурального каучука и 35 процентов синтетического каучука. (2) Хотя большинство грузовых шин представляют собой радиальные шины со стальным брекером, все еще существует ряд грузовых шин с диагональным кордом, которые содержат нейлоновый или полиэфирный брекерный материал.

Щелевые шины

Разрезные шины

производятся на шинорезных станках. Эти режущие машины могут разрезать шину на две половины или отделить боковины от протектора шины.

Измельченные или сколотые шины

В большинстве случаев производство шинных шин или шинной стружки включает первичное и вторичное измельчение.Измельчитель шин представляет собой машину с рядом колеблющихся или возвратно-поступательных режущих кромок, движущихся вперед и назад в противоположных направлениях для создания режущего движения, которое эффективно режет или измельчает шины по мере их подачи в машину. Размер фрагментов шин, полученных в процессе первичного измельчения, может варьироваться от 300 до 460 мм (от 12 до 18 дюймов) в длину и от 100 до 230 мм (от 4 до 9 дюймов) в ширину, вплоть до размеров от 100 до 100 мм. 150 мм (от 4 до 6 дюймов) в длину, в зависимости от производителя, модели и состояния режущих кромок.В процессе измельчения обнажаются фрагменты стального пояса по краям фрагментов шин. (3) Производство шинной стружки, размер которой обычно составляет от 76 мм (3 дюйма) до 13 мм (1/2 дюйма), требует двухэтапной обработки шинной крошки (т. е. первичного и вторичного измельчения) для добиться адекватного уменьшения размера. Вторичное измельчение приводит к получению стружки более одинакового размера, чем стружка большего размера, образуемая первичным измельчителем, но по краям стружки все равно будут встречаться открытые стальные фрагменты. (3)

Грунтовая резина

Измельченный каучук может иметь размер частиц от 19 мм (3/4 дюйма) до 0,15 мм (сито № 100) в зависимости от типа оборудования для измельчения и предполагаемого применения.

Производство молотого каучука осуществляется с помощью грануляторов, молотковых мельниц или машин тонкого измельчения. Грануляторы обычно производят частицы правильной кубической формы со сравнительно малой площадью поверхности.Фрагменты стальной ленты удаляются магнитным сепаратором. Ремни или волокна из стекловолокна отделяются от более мелких частиц резины, как правило, с помощью воздушного сепаратора. Измельченные частицы каучука подвергаются двойному циклу магнитной сепарации, затем просеиваются и извлекаются в виде фракций различного размера. (4)

Резиновая крошка

Резиновая крошка обычно состоит из частиц размером от 4,75 мм (сито № 4) до менее 0,075 мм (сито № 200).В большинстве процессов, в которых в качестве модификатора асфальта используется резиновая крошка, используются частицы размером от 0,6 до 0,15 мм (сито № 30–100).

В настоящее время используются три метода преобразования отходов шин в резиновую крошку. Процесс крекерной мельницы является наиболее часто используемым методом. Процесс измельчения дробилки разрывает или уменьшает размер резины шин, пропуская материал между вращающимися барабанами из гофрированной стали. Этот процесс создает рваную частицу неправильной формы с большой площадью поверхности.Эти частицы имеют размеры приблизительно от 5 мм до 0,5 мм (сито № 4–40) и обычно называются молотой резиновой крошкой. Второй метод представляет собой процесс грануляции, при котором резина разрезается вращающимися стальными пластинами, проходящими с жесткими допусками, с получением гранулированных частиц резиновой крошки размером от 9,5 мм (3/8 дюйма) до 0,5 мм (сито № 40). . Третий процесс — это микромельничный процесс, в результате которого получается очень мелкоизмельченная резиновая крошка размером от 0,5 мм (№40) до 0,075 мм (сито № 200). (4)

В некоторых случаях для уменьшения размера также используются криогенные методы. По сути, это включает использование жидкого азота для снижения температуры частиц каучука до минус 87 o C (-125 o F), что делает частицы довольно хрупкими и легко распадающимися на мелкие частицы. Этот метод иногда используется перед окончательной шлифовкой. (5)

Дополнительную информацию о производстве и использовании шинных отходов можно получить по телефону:

Совет по управлению утилизацией шин

ул. 1400 К, Н.В.

Вашингтон, округ Колумбия 20005

 

ТЕКУЩИЕ ВАРИАНТЫ УПРАВЛЕНИЯ

R переработка

Около 7 процентов из 250 миллионов ежегодно образующихся шинных отходов экспортируются в зарубежные страны, 8 процентов перерабатываются в новые продукты и примерно 40 процентов используются в качестве топлива, полученного из шин, либо целиком, либо в виде стружки. (1)

В настоящее время утилизированные шины в основном используются в качестве топлива на электростанциях, цементных заводах, котлах целлюлозно-бумажных комбинатов, коммунальных котлах и других промышленных котлах.В 1994 году в качестве альтернативного топлива было использовано не менее 100 миллионов утильных шин целиком или в измельченном виде. (1)

Ежегодно в резиновую крошку перерабатывается не менее 9 миллионов утильных шин. Измельченная резина шин используется в резиновых изделиях (таких как напольные коврики, набивка ковров и брызговики транспортных средств), пластмассовых изделиях, а также в качестве мелкого заполнителя (сухой процесс) в слоях трения асфальта. Резиновая крошка использовалась в качестве модификатора асфальтового вяжущего (мокрый процесс) в горячих асфальтовых покрытиях. (1)

Как отмечалось ранее, из примерно 30 миллионов шин, которые не выбрасываются каждый год, большая часть достается специалистам по восстановлению протектора, которые восстанавливают примерно одну треть полученных шин. Восстановленные автомобильные и грузовые шины продаются и возвращаются на рынок. В настоящее время в Соединенных Штатах работает около 1500 машин для восстановления протектора, но их число сокращается из-за сокращения рынка восстановленных протекторов для легковых автомобилей. Бизнес по восстановлению грузовых шин растет, и грузовые шины можно восстанавливать от трех до семи раз, прежде чем их придется выбрасывать. (1)

Утилизация

Приблизительно 45 процентов из 250 миллионов ежегодно производимых шин выбрасываются на свалки, склады или незаконные свалки.

По состоянию на 1994 год, по крайней мере, в 48 штатах есть законодательство, связанное с захоронением шин, включая 9 штатов, которые запрещают вывоз всех шин на свалки. В 16 штатах запрещено выбрасывать на свалки целые шины. Тринадцать других штатов требуют, чтобы шины были разрезаны, чтобы их можно было вывозить на свалки. (6)

 

ИСТОЧНИКИ РЫНКА

Около 80 процентов всех утильных шин перерабатываются розничными поставщиками шин. Оставшимися 20 процентами занимаются авторазборщики. Эти две промышленные группы, хотя и не являются производителями утильных шин, собирают и хранят шины до тех пор, пока их не заберут перевозчики, которых иногда называют «шинными жокеями». Эти перевозчики доставляют шины на восстанавливающие, регенерирующие и шлифовальные или продольно-резательные станки или на места утилизации шин (полигоны, склады шин или незаконные свалки). (1)

На рис. 16-1 в графическом виде представлена ​​индустрия утилизации шин.

Рис. 16-1. Обзор шинной промышленности.

 

Так как шины являются горючими, места хранения шин могут быть потенциально пожароопасными. Необходимо принять меры для защиты от небрежности или случайного воспламенения, которые могут произойти на складах шин. (7)

Обрезки шин или чипсы обычно можно приобрести у операторов измельчителей шин.Измельченный каучук или резиновая крошка, как правило, доступны на предприятиях по переработке шинных отходов. В Соединенных Штатах, вероятно, имеется 100 или более предприятий по измельчению шин, но имеется лишь от 15 до 20 предприятий по переработке шинных отходов.

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НА ДОРОГЕ И ТРЕБОВАНИЯ К ПЕРЕРАБОТКЕ

Строительство насыпи – измельченные или расколотые шины

Измельченные или расколотые шины использовались в качестве легкого наполнителя для строительства насыпей. Однако недавние проблемы со сгоранием в трех местах побудили пересмотреть методы проектирования, когда при строительстве насыпи используются измельченные или расколотые шины. (7)

Заменитель заполнителя – грунтовая резина

Резиновая крошка используется в качестве заменителя мелкого заполнителя в асфальтовых покрытиях. В этом процессе измельченные частицы резины добавляются в горячую смесь в виде мелкого заполнителя в смеси типа слоя трения с зазорами.В этом процессе, обычно называемом сухим процессом, обычно используются частицы измельченной резины размером примерно от 6,4 мм (1/4 дюйма) до 0,85 мм (сито № 20). (4) Асфальтовые смеси, в которые в качестве части мелкого заполнителя добавляются частицы молотого каучука, называются прорезиненными асфальтами.

Модификатор асфальта – резиновая крошка

Резиновая крошка может использоваться для модификации битумного вяжущего (например, для повышения его вязкости) в процессе, в котором каучук смешивается с битумным вяжущим (обычно в диапазоне от 18 до 25 процентов каучука). Этот процесс, обычно называемый мокрым процессом, заключается в смешивании и частичной реакции резиновой крошки с асфальтовым вяжущим при высоких температурах с получением прорезиненного асфальтового вяжущего. Для большинства мокрых процессов требуются частицы резиновой крошки размером от 0,6 мм (сито № 30) до 0,15 мм (сито № 100). Модифицированное вяжущее обычно называют битумно-каучуковым.

Асфальто-каучуковые вяжущие в основном используются при укладке горячих асфальтобетонных смесей, но также используются в качестве герметизирующего покрытия в качестве мембраны, поглощающей напряжения (SAM), промежуточного слоя мембраны, поглощающей напряжения (SAMI), или в качестве мембранного герметика без какого-либо заполнителя.

Подпорные стенки — цельные и разрезанные шины

Хотя это и не прямое применение на шоссе, целые шины использовались для строительства подпорных стен. Они также использовались для стабилизации придорожных обочин и защиты откосов каналов. Для каждого применения целые шины укладываются вертикально друг на друга. Затем соседние шины скрепляются зажимами по горизонтали, а металлические столбы вбиваются вертикально через отверстия в шинах и при необходимости закрепляются в подстилающем грунте для обеспечения боковой поддержки и предотвращения последующего смещения.Каждый слой шин заполняется засыпкой из утрамбованной земли. (8) Этот тип конструкции подпорной стены был первоначально выполнен в Калифорнии.

Шины

могут использоваться в качестве армирования насыпей и анкерных подпорных стен. Помещая боковины шин в соединенные между собой полосы или маты и используя чрезвычайно высокую прочность боковин на растяжение, можно стабилизировать насыпи в соответствии с принципами армированного грунта.Боковые стенки скрепляются металлическими зажимами при армировании насыпей или поперечным анкерным стержнем в сборе при анкеровке подпорных стен. (8)

 

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

Физические свойства

Измельченные шины

Обрывки шин представляют собой в основном плоские куски шин неправильной формы с зазубренными краями, которые могут содержать или не содержать выступающие острые куски металла, являющиеся частями стальных лент или бортов. Как отмечалось ранее, размер фрагментов шин может варьироваться от 460 мм (18 дюймов) до 25 мм (1 дюйм), причем большинство частиц находится в пределах от 100 мм (4 дюйма) до 200 мм (8 дюймов). спектр. Средняя плотность фрагментов шин насыпью варьируется в зависимости от размера фрагментов, но можно ожидать, что она будет находиться в диапазоне от 390 кг/м 3 (24 фунта/фут 3 ) до 535 кг/м 3 (33 фунта). /фут 3 ). Средняя уплотненная плотность колеблется от 650 кг/м 3 (40 фунтов/фут 3 ) до 840 кг/м 3 (52 фунта/фут 3 ). (3)

Шинная стружка

Шинная стружка более мелкая и однородная по размеру, чем фрагменты шин, размером от 76 мм (3 дюйма) до примерно 13 мм (1/2 дюйма). Хотя размер шинной стружки, как и фрагментов шин, зависит от производителя и состояния технологического оборудования, почти все частицы шинной стружки могут быть размером с гравий. Плотность шинной стружки в свободном состоянии может варьироваться от 320 кг/м 3 (20 фунтов/фут 3 ) до 490 кг/м 3 (30 фунтов/фут 3 ).Уплотненная плотность шинной стружки, вероятно, колеблется от 570 кг/м 3 (35 фунтов/фут 3 ) до 730 кг/м 3 (45 фунтов/фут 3 ). (9) Шинная стружка имеет коэффициент поглощения от 2,0 до 3,8 процента. (10)

Грунтовая резина

Частицы молотого каучука занимают промежуточное положение между чипсами из шин и резиновой крошкой. Размер частиц молотого каучука колеблется от 9,5 мм (3/8 дюйма) до 0,85 мм (No.20 сито).

Резиновая крошка

Резиновая крошка, используемая в горячей асфальтовой смеси, обычно содержит 100 процентов частиц мельче 4,75 мм (сито № 4). Хотя большинство частиц, используемых во влажном процессе, имеют размер от 1,2 мм (сито № 16) до 0,42 мм (сито № 40), некоторые частицы резиновой крошки могут иметь размер до 0,075 мм (сито № 200). ). Удельный вес резиновой крошки составляет примерно 1,15, и продукт не должен содержать ткани, проволоки или других загрязнений. (4)

Химические свойства

Шинная стружка и остатки шин не вступают в реакцию при нормальных условиях окружающей среды. Основным химическим компонентом шин является смесь натурального и синтетического каучука, но дополнительные компоненты включают сажу, серу, полимеры, масло, парафины, пигменты, ткани и материалы бортов или ремней. (2)

Механические свойства

Имеются ограниченные данные о прочности на сдвиг кусочков шин, в то время как о прочности на сдвиг фрагментов шин таких данных мало или совсем нет.Большой разброс в размерах фрагментов затрудняет, если не делает практически невозможным, поиск достаточно большого устройства для проведения значимого испытания на сдвиг. Хотя характеристики прочности на сдвиг чипов шин варьируются в зависимости от размера и формы чипов, было обнаружено, что углы внутреннего трения находятся в диапазоне от 19 o до 26 o , а значения сцепления варьировались от 4,3 кПа (90 фунтов/фут ). 2 ) до 11,5 кПа (от 90 до 240 фунтов/фут 2 ). Чипсы шин имеют коэффициент проходимости в пределах 1.от 5 до 15 см/сек. (10)

Другое имущество

Утильные шины

имеют теплотворную способность от 28 000 кДж/кг (12 000 БТЕ/фунт) до 35 000 кДж/кг (15 000 БТЕ/фунт). (2) В результате при соответствующих условиях возгорание утильных шин возможно и должно учитываться при любом применении.

Также можно ожидать, что шинная стружка

будет обладать высокими изолирующими свойствами. Если шинная стружка используется в качестве наполнителя в земляном полотне, можно ожидать меньшей глубины промерзания по сравнению с гранулированным грунтом. (11)

 

ССЫЛКИ

  1. Совет по управлению утилизацией шин. Исследование использования/удаления старых шин 199, обновление , Вашингтон, округ Колумбия, февраль 1995 г.

  2. Шнормайер, Рассел. «Переработанная шинная резина в асфальте», представленная на 71-м ежегодном собрании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1992 г.

  3. Рид, Дж., Т. Додсон и Дж. Томас. Экспериментальный проект — использование измельченных шин для легкого заполнения, Департамент транспорта штата Орегон, Отчет о завершении строительства для проекта №DTFH-71-90-501-OR-11, Салем, Орегон, 1991 г.

  4. Хайцман, Майкл, «Проектирование и строительство материалов для асфальтового покрытия с резиновой крошкой», Протокол исследования транспорта № 1339, Совет по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1992.

  5. Спенсер, Роберт. «Новые подходы к переработке шин», Biocycle, , март 1991 г.

  6. Эппс, Джон А. Использование переработанных резиновых шин на автомагистралях, Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог, Синтез практики дорожного движения 198, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.

  7. Хамфри, Дана Н. Исследование экзотермической реакции в шинном наполнении Расположено на SR100 в Илвако, Вашингтон, Подготовлено для Федерального управления автомобильных дорог, 22 марта 1996 г.

  8. Форсайт, Рэймонд А. и Джозеф П. Иган-младший. «Использование отходов в строительстве насыпи», Отчет о транспортных исследованиях № 593, Совет по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1976, стр. 3-8.

  9. Босшер, Питер Дж., Тансер Б. Эдил и Нил Н. Элдин. «Строительство и работа испытательной насыпи из измельченных шин», представлено на 71-м ежегодном собрании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1992 г.

  10. Хамфри, Дана. N., TC Sandford, MM Cribbs и WP Manion. «Прочность на сдвиг и сжимаемость шинной стружки для использования в качестве обратной засыпки подпорной стены», представлено на 72-м ежегодном собрании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1993 г.

  11. Хамфри, Дана Н. и Роберт А. Итон. «Шипы в качестве изоляции грунтового основания — полевые испытания», Материалы симпозиума по восстановлению и эффективному повторному использованию выброшенных материалов и побочных продуктов для строительства дорог, Федеральное управление автомобильных дорог, Денвер, Колорадо, октябрь 1993 г.

 

Предыдущая | Содержание | Далее

Приготовление и характеристика резиновых смесей для изготовления протекторов промышленных шин

Физико-механические свойства различных резиновых смесей, включая эпоксидный натуральный каучук (ЭНК), полибутадиеновый каучук (БК) и бутадиен-стирольный каучук, полимеризованный в растворе (БСК), наполненный были исследованы смеси силанизированного кремнезема и технического углерода.Были исследованы растяжение, твердость, упругость, истирание и усталостное поведение. Оптимизированная композиция, включающая 30  частей ENR и 70  частей SBR, наполненных смесями сажи и силанизированного кремнезема, была предложена в качестве подходящей композиции для будущей разработки экологически чистых шин для легковых автомобилей с низким сопротивлением качению (способностью экономить топливо), высокой износостойкостью. сопротивление и желаемые свойства усталостного разрушения.

1. Введение

Угроза окружающей среде, вызванная чрезмерным потреблением топлива, является серьезной проблемой в автомобильной промышленности.Точно установлено, что автомобиль потребляет почти 30 % энергии при движении по шоссе [1, 2]. Таким образом, автомобильная промышленность вынуждена соответственно сократить свою долю за счет многогранных подходов, включая изготовление новых шин с меньшим сопротивлением качению. Аэродинамика, характер дорог, тип транспортного средства и мощность его двигателя, а также другие факторы могут способствовать потерям топлива в типичном транспортном средстве; однако сопротивление качению (RR), которое связано с конструкцией материала, является основной причиной потери топлива в автомобилях (состояние, связанное с высоким выбросом CO 2 ) [2, 3].RR — это свойство, обусловленное вязкоупругим поведением эластомера (эластомеров), используемых при изготовлении шины/протектора [3]. Как показано на рисунке 1, вращение шины в направлении d под весом транспортного средства W создает повторяющиеся циклы деформации (область сидения на дороге, т. е. у) и восстановления (т. е. области х и области z). ), что приводит к диссипации энергии, называемой гистерезисной потерей. Эта потеря может быть преодолена внешними работами, порождающими RR [3, 4]. Кроме того, взаимодействие шины с дорогой является основным фактором, способствующим дорожно-транспортным происшествиям.Таким образом, взаимодействие должно обеспечивать достаточную силу (тягу) для разгона и торможения для предотвращения проскальзывания [3, 4]. Следовательно, «зеленая» шина/протектор с возможностью экономии топлива (более низкий RR, отличное сцепление (T) и сопротивление истиранию (AR)) имеет большое значение в шинной инженерии [4–7].


Тип используемой матрицы и наполнителя, дисперсии наполнителя и их взаимодействие (взаимодействие наполнитель-полимер и наполнитель-наполнитель) являются основными определяющими факторами для получения композиции, предназначенной для производства сырых шин [3, 8, 9]. За последние десятилетия высокопрочный и эластичный натуральный каучук (НК), наполненный армирующим материалом, таким как углеродная сажа (ТУ) и/или вулканизаты диоксида кремния, широко изучался для изготовления автомобильных шин, ) композиты показали неудовлетворительные результаты, так как они не соответствовали требованиям «зеленых» шин из-за того, что сам НР подвержен озоновому разрушению с нежелательными свойствами износостойкости (ИЗ), RR и TR [8, 10, 11]. В последнее время инженерные функциональные эластомеры и активные армирующие материалы широко исследовались различными исследователями с целью получения эффективного состава для разработки зеленой шины/протектора [7, 8, 10, 11].В этих попытках использовались смеси НК по крайней мере с одним или несколькими синтетическими эластомерами, выбранными из категории цис-1,4-полибутадиена (BR), НК/цис-1,4-полиизопренового каучука (IR), каучука на основе стирола-бутадиена ( SBR) или их производные были армированы моно- или гибридными наполнителями, такими как CB и/или силанизированный диоксид кремния, как уже было продемонстрировано в предыдущих исследованиях [5, 7, 9]. Появление эпоксидированного натурального каучука (ENR), который, как сообщается, обладает более высокой полярностью, чем NR, из-за наличия в его структуре эпоксидных групп, открыло новую область исследований, направленную на изучение его совместимости с диоксидом кремния для передовых применений, включая экологически чистые шины. изготовление [12, 13].Сенглоилуан и др. [14] недавно заметили, что увеличение содержания эпоксидных групп ENR в молярных процентах увеличивает свойства растяжения компаундов, наполненных ENR-диоксидом кремния, по сравнению с их аналогами компаундов на основе диоксида кремния NR, хотя время отверждения было увеличено. Другое исследование [15] также подтвердило, что ENR (эпоксидная группа: 25 % мол.) показала температуру стеклования, наиболее подходящую для применения в протекторе. Они заметили, что резиновые смеси протектора ENR-кремнезем показали более низкий RR, следовательно, сниженный расход топлива, с улучшенным сцеплением на мокрой дороге и льду по сравнению с эталонными протекторами премиум-класса для легковых или грузовых автомобилей.Кроме того, Саркави и соавт. [12] исследовали ENR-кремнезем для применения в составе резиновой смеси протектора, в котором было обнаружено, что ENR-силикагель демонстрирует более низкую RR и лучшую тягу на мокрой дороге по сравнению с вулканизатами NR-сажи. Тем не менее, в настоящее время проводится мало исследований по использованию ENR в качестве компонента для производства экологически чистых шин. Тем не менее, шина/протектор обычно представляет собой структуру из различных компонентов с различными свойствами и химическим составом; следовательно, выбор каждого из этих веществ в их различных количествах, условий обработки и методов характеристики, принятых для получения условий, которые удовлетворяют волшебному треугольнику зеленой шины/протектора (отличные WR и TR и низкий RR), был очень сложной задачей. .По этой причине дальнейшие исследования в попытке получить композицию для невулканизированной шины/протектора неизбежны. В настоящее время было проведено подробное исследование смесей ENR, BR и SSBR со смесями саж и силанизированного кремнезема. Также исследовали влияние малеинового ангидрида (присадки совместимости) на эти смеси. Износостойкость, усталостная долговечность при изгибе, гистерезис, свойства при растяжении и плотность сшивания были определены для лучшего понимания физико-механических свойств вулканизатов.Текущие результаты представляют собой оптимизированную композицию для подготовки сырой шины/протектора.

2. Экспериментальный
2.1. Химические вещества и состав соединения

В этом исследовании ENR (эпоксидная группа: 25–40% мол.) был предоставлен Doo Man Co. Ltd., Южная Корея; SSBR (SSBR-3323) был получен от LG Chem, Южная Корея; и BR (BR-1208), сажа N550 (с удельной поверхностью 95–105 м 2 /г) и CORAX N330 (адсорбция йода 8,8 г/кг) поставлялись фирмой Infochems, Южная Корея.Кремнезем (Z175MP, с удельной поверхностью 134,63 мкм 2 /г и средним размером частиц 440 нм) поставлялся компанией IDONG TECH.; силановый связующий агент (Kettlitz-Silanogran Si69/GR) поставлялся Kangshin Industrial Co. Ltd.; ароматическое масло (TDAE, темно-коричневый, KUKDONG OIL & CHEMICAL CO. Ltd.) и кристаллы малеинового ангидрида (MA) (чистота 99%, YONGSAN CHEMICALS INC) были поставлены IDONG TECH. Антиозонант (6PPD) и антиоксидант (TMQ), а также остальные отвердители: оксид цинка (ZnO), стеариновая кислота (SA), сера (S), тетраметилтиурамдисульфид (TMTD) и N-циклогексил-2-бензотиазолсульфонамид (CZ). ) были получены от Infochems Company Ltd.Составная композиция, выраженная в виде частей в сотни частей резины (PHR) с их соответствующими кодами, указана в таблице 1.

9 9072 1

9099 9 90 15 9 0 — 9 0 15 0 9 9 9099 9 25 90 790 10 9 9 9 9 0 10 9 1 0 0 1

Химические вещества TP1 TP2 TP3 TP4 TP5 TP5 TP6 TP7 TP8


ENR
9 70990 9 30 9 30 30
SBR 15 15 7030309 30 30 9
Br 70790 9 15 709909 709 70 70790 70 70 70
ZnO 5 5 5 5 5 9 5 5 0309 5 5
TMTD 1 790 1 1 1 1 1 1 1 1
CBS (CZ) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
S / A 1.4 1,4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4
2.1 2.1 2.1 2.1 2 2 9 2 2
мА 3 3 3 3 3 3 3
N550 25 25 9 25 9 25 25 9 25 25
N330 10 10 10 10 10 10 10 10
TDAE 10 10 10 10 10 10 10 10
40309 10 10 10 10 10 10
Tespt 3 3 3 3 3 3 3 3
TMQ 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1,5 6PPD 1 1 1 1 1 1 9099 1
Retarder 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 9079 0.5 0.5 0.5
Wax
Wax 1 1 1 из каучука

2.2. Процесс компаундирования каучука

Смешивание каучука производили во внутреннем смесителе (модель: QPBV-300, QMESYST, Южная Корея) при 90°C и 30 об/мин. Сначала эластомеры перемалывали в месильной машине в течение 1 мин, кроме серы; одновременно добавляли другие ингредиенты для обработки и перемешивали в течение примерно 2 мин. Позже армирующие вещества были включены и перемешивались еще в течение 1 мин. Наконец, добавляли серу и затем перемешивали в течение менее 30 секунд.Композицию несколько раз пропускали через двухвалковую мельницу (QM300, QMESYSTEM) в течение приблизительно 9 минут, а затем раскатывали. Прямоугольный лист образцов (15 см × 15 см × 2 мм) формовали на электропрессе горячего прессования (модель: TO-200, TESTONE, Южная Корея) при давлении 25 тонн с использованием оптимальных условий отверждения, полученных из реометр отверждения (MDR, модель: PDR2030, TESTONE Ltd., Южная Корея) при 160°С. Образцы были разрезаны на стандартные формы и подвергнуты анализу характеристик.

3. Характеристика
3.1. Прочность на растяжение и циклическая нагрузка

Измерение прочности на растяжение (TS) для неотвержденных и отвержденных образцов проводили в соответствии со стандартом ASTM D412 с использованием машины QM100s (QMESYSTEM, Южная Корея) при скорости траверсы 500 мм/мин и 25 °С температуры. Для неотвержденных композиций максимальное растягивающее напряжение принимали за прочность в сыром состоянии из полученной кривой напряжение-деформация, и для каждой композиции испытывали по крайней мере три образца и усредняли.

3.2. Испытание на отслаивание (сила липкости)

Машина TS использовалась для проведения испытания на отслаивание сырых образцов. Подготовка образцов включает прессование образцов между двумя майларовыми пленками примерно на 5 минут. Перед испытанием майларовую пленку, покрывающую лицевые стороны двух прямоугольных полосок образцов (23 м × 65 мм × 2 мм), удаляли и осторожно соединяли. Система давления около 0,13  МПа осторожно и равномерно прикладывалась к каждой стороне склеенных полос с одинаковой скоростью. По крайней мере, каждое нажатие длилось в течение времени контакта около 10 секунд.Небольшое давление должно было обеспечить взаимную диффузию и удаление захваченных пузырьков воздуха на границе склеенных полос. Сразу после прессования образец подвергают испытанию на отрыв. Испытание на отслаивание было основано на ориентации 180° и скорости 50 мм/мин. Затем оценивали прочность на клейкость G и (Н/м) образцов. Испытательная машина строит графики силы (в ньютонах), необходимой для разделения склеенных полос, в зависимости от расстояния между ними (мм).Были зарегистрированы средние усилия, необходимые для разделения склеенных полос, и вместе с шириной образцов была рассчитана G a (Н/м), используя где – расчетное среднее усилие отрыва, – ширина (м) полос образцов. Для каждого состава было испытано и усреднено по 3 образца.

3.3. Плотность сшивания

Эксперименты по набуханию отвержденных композитов проводились путем их уравновешивания в толуоле при комнатной температуре в течение 48 часов. Степень набухания рассчитывали по соотношению где – масса образца каучука до погружения в растворитель; и – масса образца в набухшем состоянии и после сушки в печи при 80°С соответственно.Плотность эластично-активной сетчатой ​​цепи, обычно называемая плотностью поперечных связей, рассчитывалась по уравнению Флори-Ренера, заданному уравнением (3) [16] где – объемная доля полимера в набухшем геле при равновесии, – молярный объем растворителя (106,3 мл/моль для толуола), – параметр полимер-растворитель, определяемый из уравнения Бристоу-Ватсона (4) [17], куда где β — постоянная решетки, обычно принимаемая равной 0,34, — молярный объем растворителя, — универсальная газовая постоянная, — абсолютная температура, — параметр растворимости, а нижние индексы и относятся к набухающему агенту и полимеру, соответственно.Параметры растворимости ( δ ) с соответствующими расчетными параметрами взаимодействия ( χ 1 ) BR, SBR, ENR и растворителя (толуола) представлены в табл. 2.

Образцы / Параметры δ (CAL / CC) (CAL / CC) 1/2

0

0 [19] 9
0 [20] 0
TOLUEOL [18 ]
BR 8.38 0.352 990 0.352
SSBR 8.04 0.372 [20]
ENR 90 8.10 0.368 [21]

Данные по параметрам растворимости ( δ ) взяты из соответствующей литературы.
3.4. Сопротивление истиранию

Абразивность различных композитов исследовали с помощью прибора для измерения абразивности DIN, полученного от QMESYS Co.Ltd. Цилиндрический образец резины (толщиной ~ 6 мм) был изготовлен и отшлифован абразивной поверхностью, установленной на вращающемся цилиндрическом барабане. Измеряют количество каучука, уменьшенного в образце из-за истирания. Для одного состава тестировались и усреднялись не менее трех образцов.

3.5. Усталостная характеристика

Усталостная долговечность различных компаундов измерялась с помощью изгибающей машины De Mattia (QM 650D) в соответствии со стандартом ASTM D430 [22]. Формы и размеры образцов показаны на рисунке 2).Толщина образца измерялась вблизи канавки. Используемые условия включают кондиционирование испытуемых образцов в течение не менее 12 часов при температуре испытания 23 ± 1°C и проведение испытания со скоростью 300 ± 10 циклов/мин. Для каждого композита были испытаны три детали, и было сообщено среднее значение усталостной долговечности при изгибе. Усталостную долговечность при изгибе определяли по циклам, при которых наблюдалась видимая трещина (трещина первой степени).


3.6. Resilience

Устойчивость различных компаундов была протестирована с помощью тестера устойчивости DIN (DIN 53512 и ISO 4662), полученного от QMESYS Company Ltd.Молотком прибора давали ударить по образцам (толщиной ~6 мм) примерно 5 раз для устранения внутренних дефектов; были записаны значения оставшихся попаданий. Для каждого состава испытывали по три образца; и их результаты усреднялись.

3.7. Испытание на твердость (по Шору А)

Для определения твердости вулканизатов использовали прибор для определения твердости с постоянной нагрузкой (по Шору А) с нагрузкой 5 кг. Для одного состава было испытано и усреднено не менее 3 образцов толщиной около ~5 мм.

4. Результаты и обсуждение
4.1. Green and Tack Strength

В технологии производства шин различные неотвержденные компоненты шины соединяются и аккуратно собираются перед началом вулканизации в камере отверждения; следовательно, самоадгезия (аналогичная поверхность), клейкость (различная поверхность) и прочность в сыром состоянии резиновых смесей, предназначенных для разработки протектора промышленных шин, являются важнейшей частью конструкции шины/протектора. Здесь мы представляем прочность в сыром состоянии (GS) и свойства самоадгезии различных компаундов на основе протектора, как показано на рисунках 3(a) и 3(b).Образцы, обозначенные ТР2 и ТР4, показали худший GS, вероятно, из-за более высокой жесткости в результате сильного взаимодействия (резина-наполнитель или наполнитель-наполнитель), особенно со смесями, богатыми ENR. Составы с относительно более высокой жесткостью, такие как образец TP2, показали более низкую прочность на клейкость (см. рис. 3(b)), что связано с неспособностью молекул каучука течь или взаимно диффундировать через поверхность раздела. Хотя образец TP7 содержит 30  частей на 100% ENR, только с одной сажей (CB), N550 и силанизированный диоксид кремния (Si) показали более высокую прочность в сыром состоянии по сравнению с TP2 (70  частей на 100% ENR) со смесями с тройным наполнителем и другими.Кроме того, образец без кремнезема (TP8) показывает улучшенный GS, чем образец с включением силанизированного кремнезема (TP4). Эти наблюдения могут означать, что комбинация системы с двумя наполнителями (N550 и силанизированный диоксид кремния) обеспечивает более эффективное усиливающее действие в смесях с низким ENR, чем системы с трехфазными наполнителями, возможно, из-за чрезвычайной неоднородности. Кроме того, GS улучшился для TP5 (с МА), чем для TP6 (без МА), что указывает на то, что МА индуцирует процесс прививки на стадии смешивания расплава. При сравнении GS и прочности клейкости всех компаундов можно заметить, что композиции, обогащенные высоким содержанием эластомеров с низкой температурой стеклования (T g ) (BR и SBR), показывают несколько лучшие GS и прочность клейкости, чем те, которые обогащать ENR.Это связано с тем, что молекулярная подвижность молекул с низкой Т г выше, хотя включение наполнителя ограничивает подвижность их цепей. Тем не менее, средняя глубина проникновения взаиморассеянных цепей по-прежнему была достаточной для образования зацепления по обе стороны от границы раздела (рис. 3(c)) и, таким образом, обеспечивала большую устойчивость к отслаиванию по сравнению с соединениями, обогащенными ENR, которые, по-видимому, получили более высокое усиление. эффект. Таким образом, современные соединения демонстрируют более высокий GS, чем композиты BIIR-MMT (0~16 частей), нагруженные изобутилен-изопреновой камедью-монтмориллонитом [23], вероятно, из-за высокого армирования.Кроме того, компаунды BIIR-MMT также демонстрируют более высокую удельную плотность и прочность клейкости, чем современные компаунды, из-за более низкой T g и более низких характеристик эластичности камеди BIIR [23, 24].

4.2. Реометрические свойства

Свойства отверждения, которые включают начало и оптимальное время отверждения (t с2 и T 90 ), минимальный и максимальный крутящий момент (M L и M H ), разницу в крутящем моменте (ΔM = M H — M L ), а индекс скорости отверждения (CRI) (100/(T 90 -t s2 )) различных соединений, выведенный из рео-кривых при 160°C, равен на рисунках 4(a)–4(d).Когда смесь становится богаче SBR, происходит увеличение T 90 из-за возможной диффузии отвердителей от границы раздела SBR к границе раздела ENR и/или BR, как показано на рисунках 5(a) и 5(b), что предполагает более высокое накопление плотности сшивания на этих фазах [25]. Кроме того, было обнаружено, что присутствие MA вызывает дальнейшую задержку T 90 . Например, когда МА был исключен из смеси (т. е. ТР6), показатель Т 90 резко снизился с более высокой скоростью отверждения по сравнению с его аналогом (ТР5 с МА) и остальной композицией, содержащей МА, как показано на рис. 4. (а) и 4(б).Хотя предполагается, что МА играет роль компатибилизатора и прививки в смесях (пример: ENR-MA-g-ENR, ENR-g-MA-BR, ENR-g-SBR и BR-g-MA-SBR). , ангидридные группы на МА действовали как поглотители свободных радикалов и, следовательно, замедляли вулканизацию соединений.


Интересно также отметить, что удаление силанизированного диоксида кремния из композиции (т.е. TP8) слегка минимизировало Т 90 , что свидетельствует о том, что силанизированный диоксид кремния принимал участие в реакции отверждения.

Аналогичная тенденция наблюдалась, когда НР был наполнен силанизированным кремнеземом; t s2 и T 90 укорочены [26]. Значение t s2 TP2, TP5 и TP7 немного снизилось по сравнению с другими смесями. TP2 и TP7, соответственно, содержат 70  и 30  частей на сотню ENR в смесях с эпоксидными группами, которые могли участвовать в начальной реакции вулканизации смесей. Нельсон и Катти [27] после прививки MA к целой шине утверждают, что и t s2 , и T 90 задерживаются.ENR TP2 (70   частей) показывает самые высокие M L (индекс вязкости), M H (индекс плотности сшивки) и, следовательно, ΔM (индекс прочности) по сравнению со смесями с более низким содержанием ENR, а также другими смесями. . Это наблюдение подтвердило возможную диффузию отвердителей из фазы SBR в фазу ENR с более высокой плотностью сшивания, что также наблюдается Goyanes et al. [25].

Также интересно узнать, что TP7 (только один CB) и TP8 (без диоксида кремния) имеют улучшенные крутящие моменты (M H и ΔM), чем их аналог смеси TP4 (30  частей на ENR, 70  частей на BR со смесями CB и силанизированный диоксид кремния).Это может означать, что комбинация трех наполнителей не способствовала образованию смеси TP4.

В целом, свойства отверждения настоящих смесей на основе протектора показали лучшие характеристики, чем те, о которых сообщалось ранее для NR (75 частей)/BR (25 частей)-CB (50 частей)/диоксида кремния (10 частей), NR ( 75 частей)/BR (25 частей)-CB (60 частей) [5] и NR-CB (53 частей) и NR (80 частей)/SBR (20 частей)-CB (57 частей) [6]. Кроме того, составы протектора легковых шин, предложенные Atashi и Shiva [7], демонстрируют серьезные задержки в отверждении (t s2 и T 90 ) по сравнению с нашей текущей разработкой.Опять же, когда ENR использовался в качестве добавки, улучшающей совместимость, в NR в различных количествах (5–20  частей на час), увеличивалось время отверждения; t s2 : 4 ~ 11 мин и T 90 : 9 ~ 19 мин были зарегистрированы по сравнению с нашей текущей работой. Предполагалось, что кремнезем (Si) адсорбирует на своей поверхности ускоритель отверждения в виде силанола, который образует водородные связи с силанольными группами [14]. Однако здесь следует подчеркнуть, что такие свойства, как M H и ΔM, не могут быть предметом только создания химических сетей, но также возможны и физические сети; следовательно, представлены дальнейшие испытания для дальнейшего изучения физико-механических свойств различных вулканизатов.

4.3. Плотность сшивания

Степень набухания полимерных композитов в желаемом растворителе является полезным методом для проверки взаимодействия матрицы и наполнителя композитов. Для композитов с одной матричной системой при оценке плотности ее сшивания () используется только расчетный параметр взаимодействия ( х 1 ) этой матрицы [28, 29]. Исследователи приняли правило смесей [30] для смешанных систем или метод усреднения для каждого полимера, используемого для расчета композитов со многими матричными фазами [18, 20, 31].В настоящем исследовании мы также приняли последний метод усреднения для смешанных систем для расчета их соответствующих значений. Результаты равновесного коэффициента набухания (), расчетных параметров растворимости ( δ ), параметров взаимодействия, а также их соответствующих плотностей сшивания () для смесей представлены в таблице 3. Образцы / Параметры Q R Q R (CAL / CC) 1/2 (Моль / см 3 )


0 TP1 1.736 8,173 0,363 0,00412 ТР2 1,059 8,173 0,363 0,02997 ТР3 1,590 8,173 0,363 0,00378 ТР4 2.290 8.070 0.370 0.370 0.00116 TP5 1.418 8.210 8.210 0.361 0.00588 TP6 1.569 +8,210 0,361 0,00399 TP7 1,609 8,240 0,359 0,00366 ТР8 1,792 8,240 0,359 0,00253

TP2, композит с тройной матрицей из SBR: 15 частей, BR: 15 частей и ENR: 70 частей, показал наименьшее значение с соответствующим захватывающим значением, что указывает на более сильное взаимодействие (наполнитель-полимер и/или наполнитель-наполнитель) по сравнению с остальными образцами.Во время процесса вулканизации сера может образовывать мостики между органическим хвостом силанизированного кремнезема и основной цепью ЭНК (см. рис. 6i), в то время как сажа и ЭНК могут также обеспечивать дополнительные водородные связи за счет полярно-полярных взаимодействий (см. рис. 6ii). ). Таким образом, реакция сшивания, по-видимому, благоприятствует смесям с более богатым ENR, что приводит к увеличению . Следующим образцом с самым высоким значением является TP5, а порядок TP5 > TP6 и TP5 > TP8 предполагает, что МА и силанизированный диоксид кремния играют эффективную роль в реакции сшивания.Смесь только со смесями N550 и силанизированного диоксида кремния (ТР7) достигает ТР5, сравнимой с ТР5 (30  частей SBR/70  частей BR), но TP4 демонстрирует наихудшие характеристики, хотя она содержит 30  частей ENR со смесями сажи и силанизированного диоксида кремния.


Это наблюдение можно объяснить возможным образованием агломератов, которые преобладают во взаимодействиях наполнитель-полимер. Хотя изменения в и соответствующих им моно-, двойных и тройных матричных системах могут влиять на значения соответствующих соединений; тем не менее, модель изменения для различных систем смесей в настоящей работе осталась неизменной.Влияние на остальные физико-механические свойства различных соединений представлено в предыдущих разделах.

4.4. Свойства при растяжении и твердость

Свойства при растяжении, которые включают предел прочности при растяжении (МПа), относительное удлинение при разрыве (%), модуль упругости при 200 и 300 % (М200 и М300) и модуль Юнга (МПа), полученные при более низкой деформации менее 5 % различных смесей представлены на рисунках 7(a)–7(d). Порядок уменьшения предела прочности при растяжении следующий: TP5 > TP1 > TP3 > TP6 > TP7 = TP4 > TP2 > TP8, при этом TP5 (30 phr SBR/70 phr BR) является самым высоким, а TP8 (без кремнезема) — наименьшим.Можно заметить, что смеси с более высоким содержанием BR и/или SBR демонстрируют более высокую прочность на растяжение (см. рис. 7(a)) и удлинение при разрыве (см. рис. 7(b)) по сравнению со смесями с высоким содержанием ENR. Это связано с тем, что высокая плотность поперечных связей в системах на основе ENR (см. рис. 4 и табл. 3) сделала их более жесткими и менее растяжимыми (хрупкими), чем другие (см. рис. 7(c) и 7(d). ).

Кроме того, T г исходного ENR, как правило, выше из-за функциональности эпоксида (T г зависит от содержания эпоксида) [32, 33] и, по-видимому, еще больше увеличивается при включении наполнителя (становится более жестким) по сравнению с низкая T г эластомеров (BR и SBR) [34] с той же загрузкой наполнителя.Одно наблюдение состоит в том, что включение силанизированного диоксида кремния в смеси способствует взаимодействию наполнителя и полимера, что приводит к повышению прочности на разрыв, что свидетельствует о повышении прочности на разрыв на 35% в TP4 (30  частей ENR/70  частей BR), который содержит на 10  частей силанизированного кремнезема больше. чем его аналог TP8 (30  частей ENR/70  частей BR) без диоксида кремния. Также можно заметить, что включение МА способствует более высокой прочности на разрыв, что является причиной того, что TP5 (30   частей SBR / 70   частей BR) с MA обеспечивает увеличение прочности на разрыв более чем на 33%, чем TP6 (30   частей SBR / 70   частей BR). БР) с той же загрузкой наполнителя, но без МА.Между тем, прочность на растяжение не сильно снижается при использовании только одного типа УС (в случае ТР7) по сравнению с двумя смесями УС (ТР4). Свойства при растяжении этих компаундов по настоящему изобретению в целом улучшились по сравнению с составами протектора грузовых автомобилей, состоящими из NR (75 частей)/BR (25 частей)-CB (50 частей)/Si (10 частей) и NR (75 частей)/ BR (25 частей)-CB (60 частей), предложенный ранее Zafarmehrabian et al. [5].

4.5. Hysteresis Loss

Вязкоупругое поведение эластомера приводит к потерям энергии во время цикла растяжения-сжатия; потери энергии называются гистерезисными (или гистерезисными потерями).Потеря гистерезиса связана с сопротивлением качению (RR) (расходом топлива) протекторной шины; чем выше гистерезисные потери, тем выше RR движущейся шины и тем больше потребляется топлива [35]. Циклическая нагрузка указана на графиках напряжение-деформация на рис. 8(а), а площадь потери показана на рис. 8(б). Порядок убывания гистерезисных потерь обусловлен предполагаемой площадью циклических кривых различных смесей и уменьшается в следующем порядке: TP2 > TP4 > (TP3 = TP6) > TP1 > TP5 > TP7 > TP8.Как показано, составы с высоким содержанием ENR, содержащие три смеси наполнителей (N550, N330 и силанизированный диоксид кремния), показали меньшие области, связанные с улучшением гистерезисных потерь. Далее идет компаунд с высоким содержанием SBR и/или смеси BR, содержащий всю смесь наполнителей.

Смеси только с одним CB (25  частей N550) с силанизированным диоксидом кремния (10  частей) не способствуют улучшению гистерезиса по сравнению со смесями с тройным наполнителем. Например, TP7 (30   частей ENR/70   частей SBR) с 25   частей (N550) и силанизированного диоксида кремния (10   частей) на 133% выше (слабый эффект RR) по сравнению с TP4 (30   частей ENR/70   частей SBR) со смесями CB (25  частей N550/10  частей N330) и силанизированный диоксид кремния (10  частей).Это означает, что комплементарность наполнителей увеличивает потери на гистерезис, хотя возможно образование и разрушение агрегата (накопление наполнителя-наполнителя), что приводит к энергии трения [35]. Тем не менее, оказалось, что TP4 (30  частей на ENR/70  частей на SBR) вносит больший вклад в улучшение гистерезисных потерь по сравнению с соединениями без диоксида кремния (TP8), которые достигают чрезвычайно высокой площади петли (более высокие потери на гистерезис) около 277%. Следовательно, было замечено, что более низкие потери на гистерезис (более низкий RR) согласуются с составами с более высокой жесткостью.

4.6. Твердость и износостойкость

На рисунках 9(a) и 9(b) представлены значения твердости и потери на истирание (мг) различных смесей. Опять же, соединение с более высокой плотностью сшивки () и модулем Юнга с улучшенными потерями на гистерезис (TP2) достигло более высоких свойств твердости, в то время как TP4 показало наименьшие. По данным Zafarmehrabian et al. [5], на абразивное поведение каучуков влияют два важнейших фактора: модуль и . Именно высокие модули и приводят к повышению износостойкости резиновых смесей [5].Напротив, смесь TP2 (с высоким содержанием ENR) показала более низкую стойкость к истиранию (см. рис. 9(b)) по сравнению с остальными образцами, которые показали относительно более низкие потери на истирание (улучшенная износостойкость). Потеря этих соединений при истирании составляет менее 200 мг (потеря массы), что является необходимым условием для протекторов шин, подошв обуви и других абразивных поверхностей. Сообщалось, что включение силанизированного диоксида кремния улучшает износ резиновых смесей из-за сильного взаимодействия наполнителя с каучуком [7]. Однако в этой работе компаунд без диоксида кремния показал относительно улучшенную износостойкость по сравнению с компаундами, содержащими диоксид кремния.Таким образом, можно сделать вывод, что критический уровень модуля и требуется для повышения износостойкости. Следовательно, улучшение износостойкости должно объясняться характером плотности сетки, такой как наполнитель-наполнитель и/или наполнитель-каучук, и степенью .

4.7. Упругость и усталостные свойства

Упругие и усталостные свойства различных составов протектора показаны на рисунках 10(a) и 10(b). Устойчивость, по-видимому, зависит от трех факторов: жесткости, твердости и плотности сшивания (10).Чем выше эти свойства, тем ниже устойчивость; следовательно, TP2 (с чрезвычайно высокими значениями N , твердости и жесткости) демонстрирует наименьшее свойство упругости. Другое наблюдение заключается в том, что устойчивость соединений, по-видимому, была улучшена с соединениями, богатыми содержанием BR и меньшим количеством фаз ENR и/или SBR, как в TP4 (30  частей ENR/70  частей BR) и TP1 (15  частей ENR/15 фаз). частей SBR/70  частей BR). Это связано с тем, что BR хорошо известен своей более высокой эластичностью (способностью восстанавливать размер и форму после нагрузки) по сравнению с эластомерами NR и SBR [36].В целом, мы заметили, что составы TP1 и TP4 показали более высокие свойства упругости, чем промышленные составы протектора (80 части на NR/20 частей SBR/57 частей на 100% N375): 38,9%, (80 частей NR/20 частей SBR/57 частей N339). ): 38,4% и (72 частей NR/28 частей SBR/55 частей N339): 34,5%, о которых сообщалось ранее Bijarimi et al. [6]. Кроме того, кроме жесткой резиновой смеси протектора (TP2), современные смеси по-прежнему демонстрируют более высокие свойства упругости, чем те, о которых сообщается для смеси (60  частей SBR/20  частей BR/20  частей NR/50  частей N324), которая дает 20% как образец с лучшими характеристиками устойчивости по Atashi and Shiva et al.[7]. Кроме того, усталостная долговечность, которая обычно связана с характеристиками роста трещин резиновых материалов, представлена ​​на рисунке 10(b).

Порядок снижения усталостной долговечности: TP3 > TP4 > TP1 > TP8 > TP6 > TP7 > TP2 = TP5. Было обнаружено, что содержание стирола в образце SBR препятствует вращению основы SBR, а также делает ее жесткой [36]. Следовательно, большая потеря вязкоупругой энергии во время растяжения и сжатия жесткой структуры SBR могла привести к кристаллизации, вызванной деформацией, которая замедляет его разрушение.Опять же, оказывается, что соединения с высоким содержанием фаз ENR и более низким содержанием SBR демонстрируют худшие усталостные свойства из-за чрезвычайной жесткости связей или более высокой плотности сетки образцов (TP2, TP5 и TP7). При увеличении плотности сшивания () достигается точка гелеобразования смесей, и становится заметным усталостное разрушение (разрыв химических связей). Таким образом, соединения с низкой молекулярной массой и значительным количеством свободных концов цепи, связанные с большими частями вязкого потока, такие как TP3 (15  частей на 100% ENR/70  частей на N550 / 10  частей на N330 / 10  частей на силанизированный диоксид кремния) и TP1 (15  частей на ENR / 15  частей SBR / 70  частей на часть BR / 25 частей на часть N550 / 10  частей N330 / 10  частей на частицу силанизированного кремнезема) продемонстрировали самые высокие усталостные свойства по сравнению с компаундами с ограниченная подвижность цепей.При наблюдении сопротивление усталости TP4 (с силанизированным диоксидом кремния) более чем на 117% выше, чем у его аналога того же состава, за исключением без силанизированного диоксида кремния. Это указывает на дополнительное усиление, обеспечиваемое силанизированным кремнеземом. Кроме того, следующим образцом с хорошими усталостными свойствами является TP8 (без диоксида кремния). Когда компаунд TP7 сравнивается с TP4 и TP8 тех же составов, за исключением только одного наполнителя сажи и силанизированного диоксида кремния, становится очевидным, что сажа с большой площадью поверхности не улучшает усталостные свойства при таком уровне нагрузки, как сажа с малой площадью поверхности. подойдет, поскольку сообщается, что по мере увеличения площади поверхности технического углерода максимальное сопротивление усталости смещается в сторону более низкой загрузки наполнителя [36, 37].Другое наблюдение состоит в том, что когда МА был удален из компаундов (в случае TP6), он достиг повышения сопротивления усталости более чем на 2000% по сравнению с компаундом того же состава без МА, подтверждая, что МА способствовал формированию плотного соединения. структуры с поперечными связями (звенья наполнитель-каучук). Режим усталости различных соединений обсуждался в следующих разделах для лучшего понимания.

4.7.1. Механизм усталостного разрушения композитов

Механизм и процесс разрушения можно рассмотреть и физически проанализировать с помощью микроскопических методов, таких как SEM, TEM и AFM, для анализа морфологии подозрительных вулканизатов.Здесь мы представляем фотографию растрескавшейся поверхности различных смесей, представленную на рисунках 11(a)–11(h). В целом, некоторые образцы (с более высокой плотностью сшивки), такие как TP2, TP5 и TP7, демонстрируют своего рода стабильную хрупкую трещину, связанную с низким сопротивлением усталости (порядок убывания неполноценности: TP2 > TP5 > TP7). Кроме того, TP2 с превосходной плотностью сшивки демонстрирует каменистую поверхность, что указывает на хрупкое поведение. В то же время остальные образцы с относительно низкой плотностью сшивки (ТР1, ТР3, ТР4, ТР6 и ТР8) демонстрируют своего рода нестабильные хрупкие пути разрушения с несколько более высокой устойчивостью к разрушению по сравнению с ними.В частности, в образце TP3 (рис. 11(c)) наблюдается своего рода неоднонаправленный путь распространения трещины, обычно называемый узловатым ростом трещины, механизм, связанный с перераспределением нагрузок либо за счет кристаллических участков в композитах, либо за счет хорошо выровненных армирующих элементов, тем самым снижая внезапное разрушение объемной матрицы [35, 38]. Это может объяснить, почему TP3 показал высокую усталостную прочность по сравнению со своими аналогами.


5. Выводы

Различные резиновые смеси, наполненные смесями сажи и силанизированным диоксидом кремния, были приготовлены в процессе смешивания в расплаве, и их различные физико-механические свойства были исследованы на пригодность для использования в протекторах.Было замечено, что высокое содержание ENR (~ 70  частей на час) значительно улучшает плотность сшивки, модуль Юнга и гистерезисные потери (более низкое сопротивление качению), и в то же время получают плохую стойкость к истиранию и свойства усталостного разрушения. Несмотря на то, что получить все свойства сырых шин (WT, RR и WR) в некоторых случаях сложно из-за ухудшения свойств, использование смесей с небольшим содержанием ENR, таких как TP4 (30   частей ENR / 70   частей SBR) со смесями CB (25  частей N550/10  частей N330) и силанизированного диоксида кремния (10  частей), которые представляют собой подходящую композицию для разработки протектора с возможностями экономии топлива.

Доступность данных

Авторы подтверждают, что все данные, использованные в данной работе, приведены в тексте. И что нет никаких ограничений или каких-либо ограничений на использование данных в тексте в научных или коммерческих целях. Любой запрос можно направить на электронную почту соответствующего автора: [email protected]

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

А. Яя выражает признательность за финансовую поддержку проекта Университета Ганы по созданию нового поколения ученых в Африке (БАНГА-Африка) при финансовой поддержке Корпорации Карнеги в Нью-Йорке.Также признательна помощь, предложенная компанией YUTECH (Южная Корея) по предоставлению нам доступа к использованию их мощностей для этой работы.

Лабораторный анализ шин | Испытание шин | Шины и колеса | Транспорт

Если вам нужен анализ сырья, армирования, составов резиновых компонентов или конструкции шин, компания Smithers может вам помочь. Сравнение шин и компонентов шин стало критически важным для производителей, дилеров и импортеров, поскольку шинная промышленность стала глобальной по своей структуре.

Наши услуги включают изучение физических и химических свойств шины и ее компонентов, а также предоставление объективных сторонних данных нашим клиентам. Кроме того, Smithers может предоставить консультационные услуги, связанные с оценкой данных, помощью в разработке продуктов и другие.

Сырье
Анализ полимеров, наполнителей, пластификаторов, технологических добавок, антидеградантов, активаторов, ускорителей, отвердителей и др.

Усиление шин
Анализ составов корда, идентификация корда, свойства растяжения/растяжения, усадки, ползучести и адгезии.

Составы резиновых компонентов
Анализ протекторов, подступеней, боковин, обода, апексов, слоев/покрытий, брекерных слоев/покрытия и внутренних слоев.

Конструкция шин

Анализ конструкции шин в лаборатории может включать:
  • Угол наклона и концентрация корда
  • Углы ремня и концентрация корда
  • Расчетная прочность корпуса
  • Анализ размеров компонентов шины
  • Объемы и массы компонентов шин
  • Межкомпонентные спайки

Анализ и реконструкция соединений

Смитерс также может определить состав шинной смеси, разбив ее на составные части.Деформация состава будет сочетать многочисленные аналитические методы для построения профиля полимерной основы и добавок. Затем скомпилированные данные используются для переформулировки и проектирования. Этот тип химического анализа резины часто проводится совместно с технологами Smithers для улучшения составов, материалов и анализа отказов.

Спайки


Примеры ключевых межкомпонентных слипаний, которые можно определить количественно, включают:
  • Ремень — протектор
  • Ремень — Ремень
  • Ремень — основной слой
  • Основной слой — Основной слой
  • Боковина — Корпус
  • Внутренний вкладыш — Корпус

Классификация состава шин и характеристики — Знания

27 сентября 2019 г.

Состав и характеристики шины

Шина состоит из шести основных частей, и характеристики шины в основном зависят от этих четырех частей.

протектор

буферный слой

PLY

BUB

плода

герметичный слой

Роль шины

Выдерживает качество самого автомобиля и нагрузки, поддерживать его производительность

удары и вибрации, получаемые транспортным средством, амортизируются для поддержания устойчивости и плавности движения транспортного средства.

Убедитесь, что вся шина надежно соприкасается с землей для улучшения сцепления, проходимости и торможения автомобиля.

Классификация шин

Диагональная шина

Структура шины, которая используется с давних времен и относится к шине, которая образует корд каркаса под углом к ​​направлению движения шины. (около 38 градусов).

Радиальная шина

Конструкция, в которой корды каркаса расположены под углом 90 или почти 90 градусов по отношению к направлению движения шины, а брекер используется для повышения прочности шины.

По сравнению с диагональными шинами радиальные шины обладают следующими характеристиками:

Хорошая устойчивость при управлении

Безопасное прохождение поворотов

Низкое сопротивление качению, экономия затрат на топливо Шина с камерой

Шина помещается внутрь шины и накачивается.

Состав: шина + камера + колодка + обод.

Метод управления правильным использованием:

Выбирается внутренняя камера соответствующего размера, и новая внутренняя камера должна использовать новую внутреннюю камеру-радиальную шину, чтобы использовать внутреннюю камеру для радиальной шины.Если нет давления воздуха, если ширина внутренней трубы деформирована более чем на 10%, ее нельзя использовать постоянно. Когда вы впервые начинаете надувать, вы должны сначала сделать внутреннюю трубку и прокладку с низким давлением, а затем заполнить ее соответствующим давлением воздуха.

Бескамерная шина

Внутренняя камера не используется, а на внутренней поверхности шины вместо внутренней камеры используется специальная резина (воздухонепроницаемый слой) для обеспечения воздухонепроницаемости шины.Состав: шина (внутреннее уплотнение) + обод

Во время эксплуатации бескамерной шины, даже если есть посторонний предмет, например гвоздь, давление воздуха не уменьшится быстро.

Летняя шина

Эти шины используются весной, летом и осенью при температуре выше 0°. Чтобы иметь возможность демонстрировать отличную маневренность и эффективность торможения на мокрой и сухой дороге, требуется большая площадь контакта с землей для увеличения трения между шиной и землей.Поэтому в конструкции протектора часто используется простой блочный рисунок для увеличения поверхности контакта с землей. Кроме того, для улучшения характеристик дренажа на мокром дорожном покрытии канавки в основном имеют прямолинейную форму в окружном направлении. Шины, не имеющие специальных сезонных признаков, относятся к летним.

Вседневная шина

Этот тип шин сочетает в себе характеристики зимних шин и летних шин, а его рисунок более сложный, чем у летних шин.Для обеспечения превосходных характеристик торможения и управляемости на снегу зимние шины имеют более тонкие канавки, чем летние шины, но всесезонные шины не могут обеспечить 100% эффективность торможения при низких температурах и снежных поверхностях, поэтому безопаснее использовать специальные шины. зимняя резина в районе.

Зимняя шина

Шины, используемые исключительно при низких температурах и снежных условиях зимой. Протектор выполнен в виде блока с множеством мелких канавок, и для того, чтобы показать отличные характеристики торможения и управляемости зимой, канавки обычно глубокие и широкие.Протекторная резина представляет собой специальную формулу, которая устойчива к низким температурам и сохраняет свою мягкость и хорошее сцепление даже при низких температурах. Шипованные шины были разработаны для улучшения торможения и управляемости на льду, но с 1987 года нешипованные зимние шины постепенно вытесняют шипованные шины из-за их превосходных характеристик, ведь шипованные шины очень сильно шумят и загрязняют воздух. В последнее время, с развитием технологий производства шин и сырья, характеристики зимних шин без гвоздей на льду значительно улучшились.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.