Рецептура шин

Известно, что движение по мокрой дороге значительно опаснее, чем по сухой. По данным исследователей аварий, риск несчастного случая в дождь возрастает минимум на 30%. А согласно статистике Uniroyal в Германии идёт дождь почти 200 дней в году, в связи с этим становится ясным значение качеств шины, определяющих ее поведение в дождь, и соответствующей резиновой смеси. Уже на стадии формировании концепции шины так называемая брошюра-перечень необходимых требований дает представление о желаемых качествах продукта и уровне его возможностей. То, насколько поставленные цели смогут быть реализованы, в существенной степени зависит от химиков и конструкторов шин, которые занимаются рецептурой резиновых смесей. Искусство кроется в выборе и процентном содержании компонентов смеси, особенно для протектора. Конечно, есть опыт и компьютерные программы. Но многочисленные последующие усовершенствования нового продукта демонстрируют, с одной стороны, что либо разработки уже продвинулись дальше, либо, с другой стороны, не повезло при определении данной смеси. Поэтому к абсолютным и тщательно охраняемым производственным тайнам относится правильно дозированный состав более чем дюжины резиновых смесей, которые могут быть в одной шине. Приоритет при этом отдается смеси для протектора, которая является главной среди всех смесей материалов. От нее существенно зависит уровень возможностей шины в процессе эксплуатации, в дождь или в жару, при передаче боковых или продольных сил. Резиновая смесь протектора также является одним из факторов, определяющих ходимость шины и уровень создаваемого ею шума. Ее тоже имеют в виду, когда при совершенствовании продукции выпускаемых серий шин говорят об «изменении смесей». Резина протектора чаще всего уже разделена на две части по горизонтали (Сар and Base) и делается из двух вариантов смесей — верхний слой контактирует с дорогой и, конечно, от него требуются другие качества, чем от (чаще всего более жесткого) нижнего слоя. Разные смеси — каждая соответствует своим задачам — встречаются во всех частях шины: в боковине, в борту, в усилителе, борта, в покрытии проволоки борта и брекера, в креплении сердечника вокруг брекера и каркаса, а также во вкладыше, герметичном слое резины, который заменяет камеру. Точные данные о специальных резиновых смесях, разумеется, не сообщаются, но существенные компоненты открываются.

Какие смеси и компоненты используются при изготовлении шин?

Основой каждой смеси являются каучуки. Натуральный каучук, который используется с самого начала шинного производства, представляет собой высушенный сок (латекс) дерева родом из Южной Америки, которое давно выращивается на гигантских плантациях тропических стран. Латинское название «Hevea brasiliensis». Даже натуральный каучук обеспечивает получение разного качества и потенциала. Синтетический каучук, добываемый сегодня из нефти, был создан немецкими химиками в тридцатые годы. Синтетический каучук создается в соответствии с требованиями для каждого профиля и располагает качествами, которых нет у натурального каучука. Высокопроизводительная шина немыслима без синтетического каучука.

Добрая треть резиновой смеси состоит из промышленной сажи, наполнителя, служащего усилителем, который предлагается в многочисленных вариантах и придает шине ее типичный цвет. Сажа обеспечивает надежную молекулярную связь и усиливает прочность шины на истирание. Несколько последних лет в большом процентном соотношении в резиновых смесях стала использоваться кремниевая кислота (силика), которая раньше применялась экономно, сейчас уже поговаривают о шинах, сделанных только из нее, пока же доля кремниевой кислоты составляет менее 50%.

В некоторых шинах содержится почти 100% силики, остаток составляет сажа. Как показывают цветные шины — Michelin провел полевые испытания, — сегодня возможны смеси, не содержащие сажу, в которые добавляются цветные красители. Исходным продуктом для производства силики является диоксид кремния (SiO2), естественный кристаллический кварц. Для производства силики используется кварцевый песок, из которого получается белый порошок без запаха. Для приготовления смесей с силикой нужны более высокие затраты, а также новые и более точные процессы переработки и вулканизации. Снижение количества сажи влечет за собой другую проблему: шина перестает быть электропроводной. В шину должен инсталлироваться провод, соединенный с массой, для того чтобы обеспечить проводимо6ть(кузов/ дорога).

У каждого изготовителя есть для этого подходящий метод. Другим наполнителем является мел, а также, хотя и в небольшом количестве, масла и смолы. Они называются пластификаторами и служат вспомогательным средством в процессе переработки, а также для подбора смесей. Твердость резины, регулируемая наполнителями, оказывает влияние на ходовые качества и истирание. Остальное—вопрос химии. Такие активаторы вулканизации, как цинк и стеариновая кислота, а также ускорители, например сульфенамид, обеспечивают образование поперечных связей в смесях при вулканизации в горячей форме. Эти химические вещества сокращают вулканизацию до минут, а раньше для этого нужны были часы. Сера в этом процессе гарантирует преобразование пластичного каучука в эластичную резину за счет образования поперечных связей в длинных цепочках молекул. Остаются еще светозащитные средства и средства против старения, которые создают сопротивляемость резины против воздействия озона и ультрафиолетового излучения. Решающее значение имеют не только качество, и специфические свойства всех компонентов смеси, но их точное процентное соотношение в рецептуре, Порционирование всех ингредиентов при производстве шин чаще всего осуществляется автоматически в смесительной камере. После этого каучуковая масса в несколько этапов смешивается со всеми присадками до того, как она поступает для дальнейшей переработки в соответствующее место изготовления. Т.е. в каждой шине содержатся не только многочисленные материалы, но отдельно созданные, очень разные резиновые смеси. Общая композиция требует наличия обширного ноу-хау при разработке и изготовлении, т.к. она имеет решающее значение для ходовых качеств и качества, самой шины.