Вулканизация

Вулканиза́ция

Технологический процесс резинового производства, при котором пластичный «сырой» каучук превращается в резину. При В. повышаются прочностные характеристики каучука, его твёрдость, эластичность, тепло- и морозостойкость, снижаются степень набухания и растворимость в органических растворителях. Сущность В. — соединение линейных макромолекул каучука в единую «сшитую» систему, так называемую вулканизационную сетку. В результате В. между макромолекулами образуются поперечные связи, число и структура которых зависят от метода В. При В. некоторые свойства вулканизуемой смеси изменяются со временем не монотонно, а проходят через максимум или минимум. Степень В., при которой достигается наилучшее сочетание различных физико-механических свойств резин, называется оптимумом В.

В. подвергается обычно смесь каучука с различными веществами, обеспечивающими необходимые эксплуатационные свойства резин (наполнители, например сажа, мел, каолин, а также мягчители, противостарители и др.).

В большинстве случаев каучуки общего назначения (натуральный, бутадиеновый, бутадиен-стирольный) вулканизуют, нагревая их с элементарной серой при 140—160°С (серная В.). Образующиеся межмолекулярные поперечные связи осуществляются через один или несколько атомов серы. Если к каучуку присоединяется 0,5—5% серы, получается мягкий вулканизат (автомобильные камеры и покрышки, мячи, трубки и т.д.); присоединение 30—50% серы приводит к образованию жёсткого неэластичного материала — эбонита. Серная В. может быть ускорена добавлением небольших количеств органических соединений, так называемых ускорителей вулканизации — каптакса, тиурама и др. Действие этих веществ в полной мере проявляется только в присутствии активаторов — окислов металлов (чаще всего окиси цинка). В промышленности серную В. производят нагреванием вулканизуемого изделия в формах под повышенным давлением или же в виде неформовых изделий (в «свободном» виде) в котлах, автоклавах, индивидуальных вулканизаторах, аппаратах для непрерывной В. и др. В этих аппаратах нагревание осуществляют паром, воздухом, перегретой водой, электричеством, токами высокой частоты. Формы обычно помещают между обогреваемыми плитами гидравлического пресса. В. с помощью серы была открыта Ч. Гудьиром (США, 1839) и Т. Гэнкоком (Великобритания, 1843). Для В. каучуков специального назначения применяют органические перекиси (например, перекись бензоила), синтетические смолы (например, феноло-формальдегидные), нитро- и диазосоединения и другие; условия процесса те же, что и для серной В.

В. возможна также под действием ионизирующей радиации — γ-излучения радиоактивного кобальта, потока быстрых электронов (радиационная В.). Методы бессерной и радиационной В. позволяют получать резины, обладающие высокой термической и химической стойкостью.

Лит.: Кошелев Ф. Ф., Корнев А. Е., Климов Н. С., Общая технология резины, М., 1968; Догадкин Б. А., Вулканизационные структуры и их изменения при вулканизации, термомеханическом воздействии и утомлении вулканизатов, «Химическая наука и промышленность», 1959, т. 4,№ 1; Гофманн В., Вулканизация и вулканизующие агенты, пер. с нем., М., 1968.

З. Н. Тарасова.