Сырая резина для герметизации разъемов

Сырая резина: что это, где используют

Сырой резиной называют многокомпонентную однородную систему на основе каучука с дополнительными ингредиентами. Как правило, в формулу включены пластификаторы для смягчения (обычно это канифоль или минеральные масла), стабилизирующие вещества (антиоксиданты для замедления старения полимеров), продукты вулканизации и наполнители. Бывает сырьё специального и общего назначения, от этого меняется сфера использования. Применяют массу для получения различных изделий в процессе вулканизации. Их отличительными свойствами является высокая эластичность и податливость деформациям. Сырая резина бывает двух типов: вальцованная и каландрированная. Температурный диапазон варьируется в пределах от -60 до +25 о C.

Для чего нужен каучуковый герметик?

Для чего нужен каучуковый герметик?

При строительстве или ремонте зданий и помещений одними из востребованных высокотехнологичных материалов являются герметики.

Это специальные пастообразные или вязкотекучие композиции, изготовленные на основе полимеров или олигомеров, предназначенные для герметизации, защиты от воздействий внешних факторов или склеивания поверхностей.

По типу основного компонента различают акриловые, силиконовые, полиуретановые, каучуковые, битумные, тиоколовые и другие виды герметиков. Каждый из этих видов имеет свою область применения, свои характеристики, достоинства и недостатки.

Герметизация корпусов для электроники. Часть 1: пластик и резина

В этой статье мы расскажем и покажем, как обеспечить герметичность корпуса для электроники — сделать его непроницаемым для воды и пыли. Под катом вас ждет разбор стандарта IP с разными степенями защиты и сравнительный анализ методов герметизации на серийном производстве.

В первой части сфокусируемся на самом популярном материале — пластике — и посмотрим, как он себя проявляет при склейке, использовании уплотнителей и литье — многокомпонентном и переформовке (overmolding). Во второй части разберем пять видов сварки. Этот метод герметизации подходит не только для металла, но и для термопластов.

В конце каждой части будет наглядная таблица, которая поможет выбрать оптимальную технологию для вашего проекта, с учетом всех «за» и «против». Поехали!

Сырая резина: инструкция по применению. Изготовление сырой резины своими руками

Смесь для получения прочного упругого материала получила название сырая резина. После термической обработки изменяются молекулярные связи каучука, образуя сплав с пластификаторами. Можно своими руками в домашних условиях провести вулканизацию и сделать небольшую деталь из резины или просто заклеить пробоину в велосипедной камере, заделать порезы на скатах. В продаже есть несложное оборудование для частных мастерских, в которых делается сырая резина своими руками.

Краткие характеристики видов

Сырые резиновые вальцованные смеси представляют собой продукт, прошедший определённый этап обработки. Обычно продаётся такой материал в мешках (30 кг), имеет срок хранения до трёх месяцев. Основной характерной особенностью является то, что материал на финальном этапе изготовления пропускают через вальцы.

Каландрированные сырые резиновые смеси поставляются в рулонах. Толщина раскатанного пласта может составлять 1; 1,5; 2 мм. Основное назначение материалов этого типа – починка шин. Рулоны выпускаются разного веса: по 15; 20; 30 кг. Кроме того, выделяют сырую резину трёх других типов:

  • невулканизированная специального назначения;
  • общего применения;
  • стойкая к маслу и бензину.

Стоит подробнее остановиться на каждом из них.

Что такое каучуковые герметики?

Каучуковые герметики изготовлены на основе синтетических каучуков. Среди таких материалов имеется немало герметиков, где помимо каучука в состав основы включены и другие материалы.

Каучук

Так, на прилавках строительных магазинов, помимо чисто каучуковых составов нередко можно встретить битумно-каучуковый герметик или бутилкаучуковые материалы.

Нередко такие составы образованы соединением каучука с различными смолами, растворителями, волокнами.

Каучуковые герметики по сравнению с другими составами имеют ряд преимуществ, которые определяют преимущественную область применения.

Благодаря высокой водостойкости и стойкости к атмосферным и погодным воздействиям они, в основном, используются для устройства и ремонта кровли, фасадов и помещений с повышенной влажностью, ремонта резиновых изделий.

Коды IP: защита от проникновения влаги и пыли

Вы наверняка знакомы с IP-кодами (Ingress Protection Codes), которые показывают способность корпуса устройства пропускать твердые частицы и влагу, поэтому не будем задерживаться на этой теме.

Напомним только, что цифровая часть IP-кода состоит из двух цифр — IPXХ. Например, IP68. Первая цифра показывает степень защиты человека от частей, проводящих ток, а электроники внутри устройства — от твердых частиц. Этот показатель варьируются от 1 до 6.

Расшифровка степеней защиты от твердых частей

Расшифровка степеней защиты от твердых частей

Уровень | Защита от предметов с диаметром

Описание

X | —

Данные для определения степени защиты по этому критерию отсутствуют. Например: IPX7

0 | —

1 | ≥50 мм

Защита больших поверхностей тела, нет защиты от сознательного контакта

2 | ≥12,5 мм

3 | ≥2,5 мм

Инструменты, кабели и т. п.

4 | ≥1 мм

Большинство проводов, болты и т. п.

5 | Пылезащищенное

Полная защита от контакта. Внутрь может проникнуть незначительное количество пыли, которое не нарушит работу устройства.

6 | Пыленепроницаемое

Полная защита от контакта и пыли

Вторая цифра от 0 до 9 показывает степень защищенности устройства от влаги.

Расшифровка степеней защиты от влаги

Уровень | Защита от воды

Описание

Х | —

Данные для определения степени защиты по этому критерию отсутствуют

0 | —

1 | Вертикальные капли

Вертикально капающая вода не нарушит работу устройства

2 | Вертикальные капли под углом до 15°

Вертикально капающая вода не нарушит работу устройства, даже при его отклонении от исходного положения на угол до 15°

3 | Падающие брызги

Защита от дождя и брызги — вертикальных или под углом до 60° к вертикали

4 | Брызги

Защита от любых брызг

5 | Струя воды

Защита от струй воды под давлением в 30 кПа на корпус с любого направления

6 | Мощная струя воды

Защита от мощных струй воды под давлением в 100 кПа на корпус с любого направления

6K | Мощная струя воды высокого давления

Защита от мощных струй воды с любого направления под повышенным давлением в 1000 кПа

7 | Погружение до 1 м не более 30 мин

Только при кратковременном погружении попавшая вода не нарушает работу устройства

8 | Погружение более 1 м

Устройство может работать в погруженном режиме в течение времени и на глубине, согласованной с производителем (как правило, до 3 м).

9 | Струя воды высокой температуры

Стабильная работа в условиях высокотемпературной мойки водой высокого давления

9K | Мощная струя воды высокой температуры

Защита от брызг под высоким давлением и температурой: 14–16 литров в мин с давлением 8–10 МПа на расстоянии 0,10–0,15 м с температурой 80 °C

Начиная с пятого уровня, на котором предусмотрена защита от струи воды, для обеспечения герметичности корпуса необходимо уплотнение. Ниже рассмотрим, как его можно обеспечить на серийном производстве корпусов из разных материалов.

Натуральный каучук

Сок каучуконосных деревьев широко применялся аборигенами для выделки непромокаемой обуви, покрытия лодок, защиты хижин от дождя и решения других бытовых проблем. Они добывают его из каучуконосных растений аналогично сбору весной березового сока. Полиизопрен – углевод, составляющий большую часть природного латекса, – в тепле соединяется с кислородом и со временем становится хрупким. После нагрева молекулярные связи становятся устойчивыми, и вещество не реагирует даже на кислотные растворы.

Сырая резина своими руками

Ценность каучука исходя из технических характеристик:

  • высокая стойкость к истиранию;
  • хорошие теплоизоляционные свойства;
  • не растворяется в воде и большинстве агрессивных жидкостей;
  • пластичность;
  • эластичность.

Добавление пластификаторов и речного песка позволяет создавать материал с запланированными качествами и цветом. Сырая резина превращается в изделие, долго сохраняющее свою форму, через вулканизацию – нагрев под прессом до температуры 150 градусов.

Характеристики видов материала

К смесям невулканизированного спецназначения относятся устойчивые к теплу, воздействию масла и бензина электротехнические материалы. В их состав входит каучук разных видов. В зависимости от типа сырьё может отличаться по эксплуатационным параметрам. Лучшая масло- и бензостойкая смесь получается из хлоропренового каучука. Такие составы поддаются вулканизации без применения серы. Смеси сами по себе получаются очень эластичными, озоностойкими. Сырьё с бутадиен-нитрильным или полисульфидным каучуком характеризуется не настолько хорошим качеством.

Кроме того, масло- и бензостойкие материалы делятся на:

  • универсальные. Их применяют для колец, нижний показатель предела хрупкости – это -50 градусов. Такой сырой резиной вполне возможно заменить другие типы сырья;
  • повышенной твёрдости. Используется в производстве для изготовления резинотехнических изделий разного назначения;
  • средней упругости. Тоже используются для выпуска РТИ;
  • мягкие. Применяют при изготовлении уплотнителей, для работы с агрессивными жидкостями (масло, топливо).

Сырая резина общего назначения производится из каучуков неполярных видов (СКС или НК). Когда в основе натуральное сырьё, то оно подвергается вулканизации серой. Масса с неполярными типами каучуков получается высокого качества. Такие материалы эластичные и прочные, стойкие к деформациям. Из класса синтетических каучуков наиболее часто применяют бутадиен-стирольный тип сырья. Стоит отметить, что смеси с таким составом – низкого качества. Впрочем, этот показатель напрямую зависит от количества стирола в составе: чем больше этого вещества, тем прочнее получается материал.

Смеси общего назначения бывают повышенной и средней плотности. Первые используют для работы с амортизационными деталями. Резина второй категории идёт на уплотнительные РТИ.

Отдельно стоит упомянуть о смесях, которые предназначены для выполнения ремонтов или работ с восстановленными шинами:

  • для заливания в воронки повреждений. Имеют вид длинного шнура диаметром от 8 до 10 мм, используются в экструдерах;
  • боковые. Эта резина востребована для починки плечевой области покрышек;
  • праймеры – для протектора, каркаса автошин;
  • вулканизированные составы в виде лент, прошедших обработку. Используются для ремонта грузовых и крупногабаритных шин;
  • невулканизированные составы, не подвергшиеся обработке. Такую сырую резину берут при наварке протекторов на покрышках в прессах.

Разновидностей сырья действительно много. И в каждом случае оно находит широкое применение в промышленности и при ремонте автопокрышек. С появлением этого материала значительно упростились привычные сегодня процессы починки повреждений на шинах или наварки протектора. А ведь раньше, когда смесей не существовало, мастер-монтажник самостоятельно готовил составы, пригодные для работы. Конечно, это занимало много времени и не гарантировало надёжность, поэтому изобретение сырой резины значительно упростило ремонтные задачи.

Добавлено: 4.12.2017 23:59:30

Основные свойства и особенности

Каучуковые герметики после нанесения на поверхность отверждаются, образуя при этом прочный, но эластичный резиноподобный шов или барьер, устойчивый к механическим и погодным воздействиям, солнечному свету.

Сам герметик может иметь различные цветовые варианты. Встречаются черные, серые, белые, красные, коричневые, бесцветные каучуковые составы.

Температура нанесения герметиков обычно ограничивается плюсовыми температурами, хотя из этого правила встречаются и исключения. Некоторые из них допускают применение и при отрицательных температурах вплоть до -20 °C.

Уже готовые швы после полимеризации сохраняют прочность, упругость, адгезию в широком диапазоне температур. В среднем морозостойкость этих составов составляет около -50 °C.

По условиям полимеризации герметики на каучуковой основе обладают схожими с силиконовыми составами характеристиками. Время полного отверждения шва с приобретением в полном объеме всех рабочих упруго-прочностных характеристик при комнатной температуре в среднем составляет от 24 до 48 часов, но может и отличаться от указанных значений в зависимости от толщины шва и условий окружающей среды.

Многокомпонентное литье под давлением

Начнем с одного из самых популярных методов производства корпуса — многокомпонентного литья. Эта технология позволяет комбинировать несколько термопластов внутри одной литьевой формы — так дешевле и проще. Сборка не требуется, т.к. компоненты корпуса «спекаются» прямо в пресс-форме.

При производстве таких корпусов используются специальные термопластавтоматы (ТПА) с двумя резервуарами и двумя шнеками для разных материалов:

Горизонтальный ТПА для многокомпонентного литья полимеров тайваньской компании Jonwai

Горизонтальный ТПА для многокомпонентного литья полимеров тайваньской компании Jonwai

В процессе литья автомат впрыскивает расплав одного материала, поворачивает пресс-форму за счет специального модуля и добавляет в нее расплав второго материала:

Поворотная форма для многокомпонентного литья

Поворотная форма для многокомпонентного литья

Такая технология позволяет отказаться от прокладки уплотнителя и отлить его прямо в корпусе — в качестве второго материала. Так получается герметичный пластмассовый корпус с хорошей адгезией, т.е. сцеплением материалов:

1 — Заливка уплотнителя методом многокомпонентного литья. 2 — Заливка детали по контуру эластичным материалом

1 — Заливка уплотнителя методом многокомпонентного литья. 2 — Заливка детали по контуру эластичным материалом

А еще многокомпонентное литье позволяет реализовать любые фантазии дизайнера с разными материалами, цветами и фактурой. Конечно, при этом усложняется и сама разработка пресс-формы для корпуса: инженерам и технологам нужно учитывать узлы впрыска, а производителю — настраивать систему управления.

Стоимость производства по этой технологии постепенно снижается, в том числе за счет того, что производители делают литьевые машины модульными, с возможностью комплектации под конкретные задачи.

Рассмотрим использование этого метода на конкретных примере:

Проект 1. Герметичный корпус эхолота с защитой по IP67

Эхолот с герметичным корпусом

Эхолот с герметичным корпусом

Устройство рассчитано на жесткие условия эксплуатации: температуры вплоть до −30℃, защита от воды и пыли по стандарту IP67, устойчивость к ударам и падению с высоты 1,5 м на твердую поверхность.

Как эта инженерная задача была реализована на практике: стекло из материала ПММА мы используем в качестве закладной детали, а сверху заливаем пластик (PC). Полученную пластиковую деталь со стеклом обливаем резиной (TPU), которая также формирует эластичные кнопки, служит защитным бампером и обеспечивает герметичности корпуса при сборке с нижней деталью, которая производится по аналогии (тоже с закладными деталями, но уже без стекла).

Стекло имеет штифты, которые предохраняют от сдвига и коробления в процессе заливки вторым компонентом

Стекло имеет штифты, которые предохраняют от сдвига и коробления в процессе заливки вторым компонентом

В корпусе использованы специальные винты по пластмассе:

Такие винты по пластмассе дают необходимое усилие для достижения герметичности

Такие винты по пластмассе дают необходимое усилие для достижения герметичности

В итоге технология двухкомпонентного литья на серийном производстве идеально подошла для решения задач проекта:

Еще статьи в рубрике Статьи про современные строительные материалы, применяемые при строительстве:

Покупка рифленого или плоского металлопроката

  • Покупка рифленого или плоского металлопроката

Листовая сталь пользуется немалой популярностью в сфере строительства. .

В процессе строительства любой строитель сталкивается с необходимостью приобретения крепежей разного рода. .

На сегодняшний день этот материал стал одним из самых популярных для строительства. Сфера применения сэндвич-панелей очень широка и включает в себя .

Из-за своих конструкционных особенностей таких материалов, как ламинат, паркетная доска, линолеум или плиточное покрытие, не рекомендуется укладывать их в тренажерном и .

Профили под плитку, которые напоминают керамический бордюр и которые устанавливаются между кафелем, считаются наиболее значимыми компонентами декора. Грамотно выбранный профиль не .

Несмотря на то, что стальная техническая дробь имеет большее количество циклов, структура отечественного производства сложилась таким образом, что использование чугунной дроби .

Преимущества и недостатки

Как и любые материалы для герметизации, каучуковые герметики имеют свои сильные и слабые стороны.

Из преимуществ данных составов можно выделить следующие:

  • Хорошее прилипание на поверхности из большинства конструкционных материалов
  • Долгое время службы – около 15-20 лет.
  • Высокие эластичность и прочность
  • Широкий диапазон температур эксплуатации (от -50 до +150 °C)
  • Хорошая влагостойкость
  • Стойкость к УФ-лучам (солнечному свету)
  • Хорошая защита от образования коррозии
  • Возможность нанесения на влажную поверхность
  • Возможность последующего окрашивания

Хочется особо подчеркнуть, что адгезионные свойства (липкость к различным основаниям) этих герметиков столь высоки, что обрабатываемую поверхность перед нанесением можно не очищать – даже в этом случае соединение получится очень прочным.

Особенность материала основы определяет и некоторые недостатки каучуковых герметиков:

  • Плохое прилипание к некоторыми видами пластмасс
  • Агрессивное действие герметика по отношению ко многим видам пластмасс
  • Невозможность нанесения многих каучуковых герметиков при отрицательных температурах окружающего воздуха
  • При взаимодействии с маслами состав размягчается

Цена на каучуковые герметики в среднем выше, чем на силиконовые, акриловые, битумные и битумно-каучуковые. С другой стороны, это нельзя рассматривать как недостаток, так как во-первых, с течением времени уровень цен изменяется. Во-вторых – герметики разных видов характеризуются совершенно разным набором свойств. Часто они не могут одинаково качественно выполнять одни и те же задачи герметизации. По этой причине сравнивать стоимость герметиков разных видов –не совсем корректно.

Использование уплотнителя для герметизации корпуса

А теперь рассмотрим последний на сегодня метод создания герметичного устройства — самый простой и дешевый — уплотнитель для защиты от влаги.

Уплотнитель бывает с круглым и прямоугольным сечением. Как он работает: резиновые кольца закладывают в канавки, при создании натяга ответной деталью резинка деформируется и заполняет канавку.

Уплотнитель может иметь клейкую поверхность и приклеиваться к поверхности корпуса. Закладные резинки можно использовать как в пластиковых, так и в металлических корпусах.

Четыре варианта использования уплотнителей в корпусе устройства

Четыре варианта использования уплотнителей в корпусе устройства

Примеры уплотнителей на картинке выше:

Прямоугольное резиновое уплотнение закладывается в канавку.

Круглое резиновое уплотнение закладывается в канавку.

Уплотнение слоем с натягом.

Уплотнение с клейким слоем.

Если путь прокладки уплотнителя длинный, то используют шнур. Концы шнура обрезают под острым углом, чтобы увеличить площадь среза, а затем склеивают эластичным клеем.

Склеенный срез эластичного шнура

Склеенный срез эластичного шнура

Уплотнители широко используются для разборных корпусов, которые подлежат ремонту или содержат в себе сменную батарею. Для неразборных герметичных стоит рассмотреть другие технологии — такие как сварка и склейка, но о них мы поговорим уже во второй части.

А пока — последний на сегодня разбор примера:

Проект 4. Разработка корпуса рации для кайтсерфинга

Рация с MP3-плеером для серфинга, кайтсерфинга и виндсерфинга

Рация с MP3-плеером для серфинга, кайтсерфинга и виндсерфинга

Итак, перед нами проект цифровой рации с MP3-плеером для водных видов спорта . Нужно обеспечить высокую защиту от внешних воздействий по стандарту IP67. Требуются минимальный вес и габариты, простое кнопочное управление + одна аварийная кнопка.

Как это можно реализовать: возьмем эластичный материал для герметичных кнопок и бамперов на фронтальной и боковых сторонах.

Для герметизации периметра и динамика используем уплотнители:

Корпус рации с металлическими закладными элементамиКорпус рации с металлическими закладными элементами Заливка фронтальных кнопок эластичным материаломКорпус рации с металлическими закладными элементами Заливка фронтальных кнопок эластичным материалом Использование специального разъема с защитой IP67 . Уплотнитель разъема заходит с натягом в отверстие корпуса.Использование специального разъема с защитой IP67 . Уплотнитель разъема заходит с натягом в отверстие корпуса. Герметизация динамика с защитой IP67 Использование специального разъема с защитой IP67 . Уплотнитель разъема заходит с натягом в отверстие корпуса. Герметизация динамика с защитой IP67

И вот, что получилось в итоге на производстве:

Герметизация периметра с помощью уплотнения, которое также герметизирует винты

Герметизация периметра с помощью уплотнения, которое также герметизирует винты

Выводы

На выбор идеального метода герметизации устройства для конкретного проекта влияет множество факторов: требования к конструкции, возможности производства, размер партии, предполагаемая стоимость, условия эксплуатации и другие. И, как видно по представленным примерам, методы можно комбинировать.

Вот сводная таблица с характеристиками трех технологий, которые мы разобрали в первой части статьи:

Метод герметизации

Оборудование

Преимущества

Недостатки

ТПА с двумя узлами впрыска и дорогая оснастка

Низкая стоимость при массовом производстве, нет доп. затрат на герметизацию

Неэффективно при малых сериях. Нужно дорогое оборудование, оснастка и персонал высокой квалификации

ТПА и несколько комплектов оснастки

Альтернатива многокомпонентному литью. За счет более простого оборудования технология доступней по цене на мелких партиях

Затраты на манипулятор или ручной труд

Низкая стоимость, не нужно оборудование

Дополнительная операция при сборке (установка уплотнений), нужен крепеж в зоне уплотнения

Но это еще не все. Во второй части статьи мы рассмотрим пять видов сварки — горячей плитой, электромагнитную, вибрационную, ультразвуковую и лазерную, — которые применяются не только для металлов, но также для термопластов.

Так что наша — и ваша — справочная таблица по герметизации будет дополнена новыми методами. Подписывайтесь на обновления, чтобы не пропустить вторую часть.

Надеемся, наш опыт разработки герметичных корпусов будет для вас полезен (увидим это по вашим комментариям и голосам за статью). Задавайте вопросы, делитесь идеями — будем рады пообщаться.

Изготовление изделий из резины

Для изготовления изделий сырую массу после смешивания помещают в специальные формы, создают давление и нагревают до 135-150 градусов. Процесс называется вулканизацией. Для маленьких деталей это закрытые штампы. Изделия по типу ковриков могут пропускаться через горячие барабаны с фигурной поверхностью.

При длительном воздействии высоких температур резина пересыхает и становится хрупкой. Поэтому в состав вводят серу и другие ускорители, позволяющие значительно сократить процесс вулканизации.

Домашнее изготовление сырой резины

Сырая резина

Каучук, особенно искусственный, для вымешивания требует больших усилий. Мять его руками, как тесто, у человека недостаточно сил. Для этого делается специальное приспособление. Перемешивание с добавками – трудоемкий и длительный процесс. Вещества с различной дисперсностью, удельным весом и физическим состоянием надо превратить в однородную массу.

Готовится сырая резина своими руками в машине со шнековыми валами. Винтовые выступы перетирают все, что заложено в емкость, и перемешивают. Скорость изготовления зависит от количества валов. Дома обычно он один, и надо много времени на доведение смеси до нужного состояния.

Для формовки в листы и полосы достаточно двух валов, один из которых перемещается, изменяя размер зазора, следовательно, и толщину готовой сырой резины. Масса закладывается в накопитель и поступает на формовку. При деформации она остывает и теряет способность течь, становится прочной на разрыв.

Изготовление сырой резины

Оборудование для домашней мастерской можно приобрести в магазине или сделать самостоятельно. За образцы взять технику, имеющуюся на кухне. Двигатель подойдет от поломанной стиралки или любой другой машины. Ремни и шкивы автомобильные.

Изготовление приспособления для вулканизации

Сырая резина. Применение

Самодельные вулканизаторы делятся на электрические и бензиновые. Делаются они из деталей, отслуживших свой срок. Основные узлы:

  • неподвижный стол;
  • нагревательный элемент;
  • струбцина.

Самая простая электрическая модель получается из старого утюга, в котором есть рабочая спираль. Этот вариант имеет регулятор, значит, удобнее других. Рабочая поверхность – подошва. Ручку лучше убрать, перевернуть утюг, установить на скобу из толстого листа. Сверху ложится ремонтируемое изделие и зажимается струбциной.

Для бензинового варианта использовать удобно поршень двигателя. В него наливается бензин и поджигается. Для контроля положите на латку бумагу. Она начинает желтеть на критической для резины температуре.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий

Сырая резина для герметизации разъемов

Сырая резина: что это, где используют

Сырой резиной называют многокомпонентную однородную систему на основе каучука с дополнительными ингредиентами. Как правило, в формулу включены пластификаторы для смягчения (обычно это канифоль или минеральные масла), стабилизирующие вещества (антиоксиданты для замедления старения полимеров), продукты вулканизации и наполнители. Бывает сырьё специального и общего назначения, от этого меняется сфера использования. Применяют массу для получения различных изделий в процессе вулканизации. Их отличительными свойствами является высокая эластичность и податливость деформациям. Сырая резина бывает двух типов: вальцованная и каландрированная. Температурный диапазон варьируется в пределах от -60 до +25 о C.

Для чего нужен каучуковый герметик?

Для чего нужен каучуковый герметик?

При строительстве или ремонте зданий и помещений одними из востребованных высокотехнологичных материалов являются герметики.

Это специальные пастообразные или вязкотекучие композиции, изготовленные на основе полимеров или олигомеров, предназначенные для герметизации, защиты от воздействий внешних факторов или склеивания поверхностей.

По типу основного компонента различают акриловые, силиконовые, полиуретановые, каучуковые, битумные, тиоколовые и другие виды герметиков. Каждый из этих видов имеет свою область применения, свои характеристики, достоинства и недостатки.

Герметизация корпусов для электроники. Часть 1: пластик и резина

В этой статье мы расскажем и покажем, как обеспечить герметичность корпуса для электроники — сделать его непроницаемым для воды и пыли. Под катом вас ждет разбор стандарта IP с разными степенями защиты и сравнительный анализ методов герметизации на серийном производстве.

В первой части сфокусируемся на самом популярном материале — пластике — и посмотрим, как он себя проявляет при склейке, использовании уплотнителей и литье — многокомпонентном и переформовке (overmolding). Во второй части разберем пять видов сварки. Этот метод герметизации подходит не только для металла, но и для термопластов.

В конце каждой части будет наглядная таблица, которая поможет выбрать оптимальную технологию для вашего проекта, с учетом всех «за» и «против». Поехали!

Сырая резина: инструкция по применению. Изготовление сырой резины своими руками

Смесь для получения прочного упругого материала получила название сырая резина. После термической обработки изменяются молекулярные связи каучука, образуя сплав с пластификаторами. Можно своими руками в домашних условиях провести вулканизацию и сделать небольшую деталь из резины или просто заклеить пробоину в велосипедной камере, заделать порезы на скатах. В продаже есть несложное оборудование для частных мастерских, в которых делается сырая резина своими руками.

Краткие характеристики видов

Сырые резиновые вальцованные смеси представляют собой продукт, прошедший определённый этап обработки. Обычно продаётся такой материал в мешках (30 кг), имеет срок хранения до трёх месяцев. Основной характерной особенностью является то, что материал на финальном этапе изготовления пропускают через вальцы.

Каландрированные сырые резиновые смеси поставляются в рулонах. Толщина раскатанного пласта может составлять 1; 1,5; 2 мм. Основное назначение материалов этого типа – починка шин. Рулоны выпускаются разного веса: по 15; 20; 30 кг. Кроме того, выделяют сырую резину трёх других типов:

  • невулканизированная специального назначения;
  • общего применения;
  • стойкая к маслу и бензину.

Стоит подробнее остановиться на каждом из них.

Что такое каучуковые герметики?

Каучуковые герметики изготовлены на основе синтетических каучуков. Среди таких материалов имеется немало герметиков, где помимо каучука в состав основы включены и другие материалы.

Каучук

Так, на прилавках строительных магазинов, помимо чисто каучуковых составов нередко можно встретить битумно-каучуковый герметик или бутилкаучуковые материалы.

Нередко такие составы образованы соединением каучука с различными смолами, растворителями, волокнами.

Каучуковые герметики по сравнению с другими составами имеют ряд преимуществ, которые определяют преимущественную область применения.

Благодаря высокой водостойкости и стойкости к атмосферным и погодным воздействиям они, в основном, используются для устройства и ремонта кровли, фасадов и помещений с повышенной влажностью, ремонта резиновых изделий.

Коды IP: защита от проникновения влаги и пыли

Вы наверняка знакомы с IP-кодами (Ingress Protection Codes), которые показывают способность корпуса устройства пропускать твердые частицы и влагу, поэтому не будем задерживаться на этой теме.

Напомним только, что цифровая часть IP-кода состоит из двух цифр — IPXХ. Например, IP68. Первая цифра показывает степень защиты человека от частей, проводящих ток, а электроники внутри устройства — от твердых частиц. Этот показатель варьируются от 1 до 6.

Расшифровка степеней защиты от твердых частей

Расшифровка степеней защиты от твердых частей

Уровень | Защита от предметов с диаметром

Описание

X | —

Данные для определения степени защиты по этому критерию отсутствуют. Например: IPX7

0 | —

1 | ≥50 мм

Защита больших поверхностей тела, нет защиты от сознательного контакта

2 | ≥12,5 мм

3 | ≥2,5 мм

Инструменты, кабели и т. п.

4 | ≥1 мм

Большинство проводов, болты и т. п.

5 | Пылезащищенное

Полная защита от контакта. Внутрь может проникнуть незначительное количество пыли, которое не нарушит работу устройства.

6 | Пыленепроницаемое

Полная защита от контакта и пыли

Вторая цифра от 0 до 9 показывает степень защищенности устройства от влаги.

Расшифровка степеней защиты от влаги

Уровень | Защита от воды

Описание

Х | —

Данные для определения степени защиты по этому критерию отсутствуют

0 | —

1 | Вертикальные капли

Вертикально капающая вода не нарушит работу устройства

2 | Вертикальные капли под углом до 15°

Вертикально капающая вода не нарушит работу устройства, даже при его отклонении от исходного положения на угол до 15°

3 | Падающие брызги

Защита от дождя и брызги — вертикальных или под углом до 60° к вертикали

4 | Брызги

Защита от любых брызг

5 | Струя воды

Защита от струй воды под давлением в 30 кПа на корпус с любого направления

6 | Мощная струя воды

Защита от мощных струй воды под давлением в 100 кПа на корпус с любого направления

6K | Мощная струя воды высокого давления

Защита от мощных струй воды с любого направления под повышенным давлением в 1000 кПа

7 | Погружение до 1 м не более 30 мин

Только при кратковременном погружении попавшая вода не нарушает работу устройства

8 | Погружение более 1 м

Устройство может работать в погруженном режиме в течение времени и на глубине, согласованной с производителем (как правило, до 3 м).

9 | Струя воды высокой температуры

Стабильная работа в условиях высокотемпературной мойки водой высокого давления

9K | Мощная струя воды высокой температуры

Защита от брызг под высоким давлением и температурой: 14–16 литров в мин с давлением 8–10 МПа на расстоянии 0,10–0,15 м с температурой 80 °C

Начиная с пятого уровня, на котором предусмотрена защита от струи воды, для обеспечения герметичности корпуса необходимо уплотнение. Ниже рассмотрим, как его можно обеспечить на серийном производстве корпусов из разных материалов.

Натуральный каучук

Сок каучуконосных деревьев широко применялся аборигенами для выделки непромокаемой обуви, покрытия лодок, защиты хижин от дождя и решения других бытовых проблем. Они добывают его из каучуконосных растений аналогично сбору весной березового сока. Полиизопрен – углевод, составляющий большую часть природного латекса, – в тепле соединяется с кислородом и со временем становится хрупким. После нагрева молекулярные связи становятся устойчивыми, и вещество не реагирует даже на кислотные растворы.

Сырая резина своими руками

Ценность каучука исходя из технических характеристик:

  • высокая стойкость к истиранию;
  • хорошие теплоизоляционные свойства;
  • не растворяется в воде и большинстве агрессивных жидкостей;
  • пластичность;
  • эластичность.

Добавление пластификаторов и речного песка позволяет создавать материал с запланированными качествами и цветом. Сырая резина превращается в изделие, долго сохраняющее свою форму, через вулканизацию – нагрев под прессом до температуры 150 градусов.

Характеристики видов материала

К смесям невулканизированного спецназначения относятся устойчивые к теплу, воздействию масла и бензина электротехнические материалы. В их состав входит каучук разных видов. В зависимости от типа сырьё может отличаться по эксплуатационным параметрам. Лучшая масло- и бензостойкая смесь получается из хлоропренового каучука. Такие составы поддаются вулканизации без применения серы. Смеси сами по себе получаются очень эластичными, озоностойкими. Сырьё с бутадиен-нитрильным или полисульфидным каучуком характеризуется не настолько хорошим качеством.

Кроме того, масло- и бензостойкие материалы делятся на:

  • универсальные. Их применяют для колец, нижний показатель предела хрупкости – это -50 градусов. Такой сырой резиной вполне возможно заменить другие типы сырья;
  • повышенной твёрдости. Используется в производстве для изготовления резинотехнических изделий разного назначения;
  • средней упругости. Тоже используются для выпуска РТИ;
  • мягкие. Применяют при изготовлении уплотнителей, для работы с агрессивными жидкостями (масло, топливо).

Сырая резина общего назначения производится из каучуков неполярных видов (СКС или НК). Когда в основе натуральное сырьё, то оно подвергается вулканизации серой. Масса с неполярными типами каучуков получается высокого качества. Такие материалы эластичные и прочные, стойкие к деформациям. Из класса синтетических каучуков наиболее часто применяют бутадиен-стирольный тип сырья. Стоит отметить, что смеси с таким составом – низкого качества. Впрочем, этот показатель напрямую зависит от количества стирола в составе: чем больше этого вещества, тем прочнее получается материал.

Смеси общего назначения бывают повышенной и средней плотности. Первые используют для работы с амортизационными деталями. Резина второй категории идёт на уплотнительные РТИ.

Отдельно стоит упомянуть о смесях, которые предназначены для выполнения ремонтов или работ с восстановленными шинами:

  • для заливания в воронки повреждений. Имеют вид длинного шнура диаметром от 8 до 10 мм, используются в экструдерах;
  • боковые. Эта резина востребована для починки плечевой области покрышек;
  • праймеры – для протектора, каркаса автошин;
  • вулканизированные составы в виде лент, прошедших обработку. Используются для ремонта грузовых и крупногабаритных шин;
  • невулканизированные составы, не подвергшиеся обработке. Такую сырую резину берут при наварке протекторов на покрышках в прессах.

Разновидностей сырья действительно много. И в каждом случае оно находит широкое применение в промышленности и при ремонте автопокрышек. С появлением этого материала значительно упростились привычные сегодня процессы починки повреждений на шинах или наварки протектора. А ведь раньше, когда смесей не существовало, мастер-монтажник самостоятельно готовил составы, пригодные для работы. Конечно, это занимало много времени и не гарантировало надёжность, поэтому изобретение сырой резины значительно упростило ремонтные задачи.

Добавлено: 4.12.2017 23:59:30

Основные свойства и особенности

Каучуковые герметики после нанесения на поверхность отверждаются, образуя при этом прочный, но эластичный резиноподобный шов или барьер, устойчивый к механическим и погодным воздействиям, солнечному свету.

Сам герметик может иметь различные цветовые варианты. Встречаются черные, серые, белые, красные, коричневые, бесцветные каучуковые составы.

Температура нанесения герметиков обычно ограничивается плюсовыми температурами, хотя из этого правила встречаются и исключения. Некоторые из них допускают применение и при отрицательных температурах вплоть до -20 °C.

Уже готовые швы после полимеризации сохраняют прочность, упругость, адгезию в широком диапазоне температур. В среднем морозостойкость этих составов составляет около -50 °C.

По условиям полимеризации герметики на каучуковой основе обладают схожими с силиконовыми составами характеристиками. Время полного отверждения шва с приобретением в полном объеме всех рабочих упруго-прочностных характеристик при комнатной температуре в среднем составляет от 24 до 48 часов, но может и отличаться от указанных значений в зависимости от толщины шва и условий окружающей среды.

Многокомпонентное литье под давлением

Начнем с одного из самых популярных методов производства корпуса — многокомпонентного литья. Эта технология позволяет комбинировать несколько термопластов внутри одной литьевой формы — так дешевле и проще. Сборка не требуется, т.к. компоненты корпуса «спекаются» прямо в пресс-форме.

При производстве таких корпусов используются специальные термопластавтоматы (ТПА) с двумя резервуарами и двумя шнеками для разных материалов:

Горизонтальный ТПА для многокомпонентного литья полимеров тайваньской компании Jonwai

Горизонтальный ТПА для многокомпонентного литья полимеров тайваньской компании Jonwai

В процессе литья автомат впрыскивает расплав одного материала, поворачивает пресс-форму за счет специального модуля и добавляет в нее расплав второго материала:

Поворотная форма для многокомпонентного литья

Поворотная форма для многокомпонентного литья

Такая технология позволяет отказаться от прокладки уплотнителя и отлить его прямо в корпусе — в качестве второго материала. Так получается герметичный пластмассовый корпус с хорошей адгезией, т.е. сцеплением материалов:

1 — Заливка уплотнителя методом многокомпонентного литья. 2 — Заливка детали по контуру эластичным материалом

1 — Заливка уплотнителя методом многокомпонентного литья. 2 — Заливка детали по контуру эластичным материалом

А еще многокомпонентное литье позволяет реализовать любые фантазии дизайнера с разными материалами, цветами и фактурой. Конечно, при этом усложняется и сама разработка пресс-формы для корпуса: инженерам и технологам нужно учитывать узлы впрыска, а производителю — настраивать систему управления.

Стоимость производства по этой технологии постепенно снижается, в том числе за счет того, что производители делают литьевые машины модульными, с возможностью комплектации под конкретные задачи.

Рассмотрим использование этого метода на конкретных примере:

Проект 1. Герметичный корпус эхолота с защитой по IP67

Эхолот с герметичным корпусом

Эхолот с герметичным корпусом

Устройство рассчитано на жесткие условия эксплуатации: температуры вплоть до −30℃, защита от воды и пыли по стандарту IP67, устойчивость к ударам и падению с высоты 1,5 м на твердую поверхность.

Как эта инженерная задача была реализована на практике: стекло из материала ПММА мы используем в качестве закладной детали, а сверху заливаем пластик (PC). Полученную пластиковую деталь со стеклом обливаем резиной (TPU), которая также формирует эластичные кнопки, служит защитным бампером и обеспечивает герметичности корпуса при сборке с нижней деталью, которая производится по аналогии (тоже с закладными деталями, но уже без стекла).

Стекло имеет штифты, которые предохраняют от сдвига и коробления в процессе заливки вторым компонентом

Стекло имеет штифты, которые предохраняют от сдвига и коробления в процессе заливки вторым компонентом

В корпусе использованы специальные винты по пластмассе:

Такие винты по пластмассе дают необходимое усилие для достижения герметичности

Такие винты по пластмассе дают необходимое усилие для достижения герметичности

В итоге технология двухкомпонентного литья на серийном производстве идеально подошла для решения задач проекта:

Еще статьи в рубрике Статьи про современные строительные материалы, применяемые при строительстве:

Покупка рифленого или плоского металлопроката

  • Покупка рифленого или плоского металлопроката

Листовая сталь пользуется немалой популярностью в сфере строительства. .

В процессе строительства любой строитель сталкивается с необходимостью приобретения крепежей разного рода. .

На сегодняшний день этот материал стал одним из самых популярных для строительства. Сфера применения сэндвич-панелей очень широка и включает в себя .

Из-за своих конструкционных особенностей таких материалов, как ламинат, паркетная доска, линолеум или плиточное покрытие, не рекомендуется укладывать их в тренажерном и .

Профили под плитку, которые напоминают керамический бордюр и которые устанавливаются между кафелем, считаются наиболее значимыми компонентами декора. Грамотно выбранный профиль не .

Несмотря на то, что стальная техническая дробь имеет большее количество циклов, структура отечественного производства сложилась таким образом, что использование чугунной дроби .

Преимущества и недостатки

Как и любые материалы для герметизации, каучуковые герметики имеют свои сильные и слабые стороны.

Из преимуществ данных составов можно выделить следующие:

  • Хорошее прилипание на поверхности из большинства конструкционных материалов
  • Долгое время службы – около 15-20 лет.
  • Высокие эластичность и прочность
  • Широкий диапазон температур эксплуатации (от -50 до +150 °C)
  • Хорошая влагостойкость
  • Стойкость к УФ-лучам (солнечному свету)
  • Хорошая защита от образования коррозии
  • Возможность нанесения на влажную поверхность
  • Возможность последующего окрашивания

Хочется особо подчеркнуть, что адгезионные свойства (липкость к различным основаниям) этих герметиков столь высоки, что обрабатываемую поверхность перед нанесением можно не очищать – даже в этом случае соединение получится очень прочным.

Особенность материала основы определяет и некоторые недостатки каучуковых герметиков:

  • Плохое прилипание к некоторыми видами пластмасс
  • Агрессивное действие герметика по отношению ко многим видам пластмасс
  • Невозможность нанесения многих каучуковых герметиков при отрицательных температурах окружающего воздуха
  • При взаимодействии с маслами состав размягчается

Цена на каучуковые герметики в среднем выше, чем на силиконовые, акриловые, битумные и битумно-каучуковые. С другой стороны, это нельзя рассматривать как недостаток, так как во-первых, с течением времени уровень цен изменяется. Во-вторых – герметики разных видов характеризуются совершенно разным набором свойств. Часто они не могут одинаково качественно выполнять одни и те же задачи герметизации. По этой причине сравнивать стоимость герметиков разных видов –не совсем корректно.

Использование уплотнителя для герметизации корпуса

А теперь рассмотрим последний на сегодня метод создания герметичного устройства — самый простой и дешевый — уплотнитель для защиты от влаги.

Уплотнитель бывает с круглым и прямоугольным сечением. Как он работает: резиновые кольца закладывают в канавки, при создании натяга ответной деталью резинка деформируется и заполняет канавку.

Уплотнитель может иметь клейкую поверхность и приклеиваться к поверхности корпуса. Закладные резинки можно использовать как в пластиковых, так и в металлических корпусах.

Четыре варианта использования уплотнителей в корпусе устройства

Четыре варианта использования уплотнителей в корпусе устройства

Примеры уплотнителей на картинке выше:

Прямоугольное резиновое уплотнение закладывается в канавку.

Круглое резиновое уплотнение закладывается в канавку.

Уплотнение слоем с натягом.

Уплотнение с клейким слоем.

Если путь прокладки уплотнителя длинный, то используют шнур. Концы шнура обрезают под острым углом, чтобы увеличить площадь среза, а затем склеивают эластичным клеем.

Склеенный срез эластичного шнура

Склеенный срез эластичного шнура

Уплотнители широко используются для разборных корпусов, которые подлежат ремонту или содержат в себе сменную батарею. Для неразборных герметичных стоит рассмотреть другие технологии — такие как сварка и склейка, но о них мы поговорим уже во второй части.

А пока — последний на сегодня разбор примера:

Проект 4. Разработка корпуса рации для кайтсерфинга

Рация с MP3-плеером для серфинга, кайтсерфинга и виндсерфинга

Рация с MP3-плеером для серфинга, кайтсерфинга и виндсерфинга

Итак, перед нами проект цифровой рации с MP3-плеером для водных видов спорта . Нужно обеспечить высокую защиту от внешних воздействий по стандарту IP67. Требуются минимальный вес и габариты, простое кнопочное управление + одна аварийная кнопка.

Как это можно реализовать: возьмем эластичный материал для герметичных кнопок и бамперов на фронтальной и боковых сторонах.

Для герметизации периметра и динамика используем уплотнители:

Корпус рации с металлическими закладными элементамиКорпус рации с металлическими закладными элементами Заливка фронтальных кнопок эластичным материаломКорпус рации с металлическими закладными элементами Заливка фронтальных кнопок эластичным материалом Использование специального разъема с защитой IP67 . Уплотнитель разъема заходит с натягом в отверстие корпуса.Использование специального разъема с защитой IP67 . Уплотнитель разъема заходит с натягом в отверстие корпуса. Герметизация динамика с защитой IP67 Использование специального разъема с защитой IP67 . Уплотнитель разъема заходит с натягом в отверстие корпуса. Герметизация динамика с защитой IP67

И вот, что получилось в итоге на производстве:

Герметизация периметра с помощью уплотнения, которое также герметизирует винты

Герметизация периметра с помощью уплотнения, которое также герметизирует винты

Выводы

На выбор идеального метода герметизации устройства для конкретного проекта влияет множество факторов: требования к конструкции, возможности производства, размер партии, предполагаемая стоимость, условия эксплуатации и другие. И, как видно по представленным примерам, методы можно комбинировать.

Вот сводная таблица с характеристиками трех технологий, которые мы разобрали в первой части статьи:

Метод герметизации

Оборудование

Преимущества

Недостатки

ТПА с двумя узлами впрыска и дорогая оснастка

Низкая стоимость при массовом производстве, нет доп. затрат на герметизацию

Неэффективно при малых сериях. Нужно дорогое оборудование, оснастка и персонал высокой квалификации

ТПА и несколько комплектов оснастки

Альтернатива многокомпонентному литью. За счет более простого оборудования технология доступней по цене на мелких партиях

Затраты на манипулятор или ручной труд

Низкая стоимость, не нужно оборудование

Дополнительная операция при сборке (установка уплотнений), нужен крепеж в зоне уплотнения

Но это еще не все. Во второй части статьи мы рассмотрим пять видов сварки — горячей плитой, электромагнитную, вибрационную, ультразвуковую и лазерную, — которые применяются не только для металлов, но также для термопластов.

Так что наша — и ваша — справочная таблица по герметизации будет дополнена новыми методами. Подписывайтесь на обновления, чтобы не пропустить вторую часть.

Надеемся, наш опыт разработки герметичных корпусов будет для вас полезен (увидим это по вашим комментариям и голосам за статью). Задавайте вопросы, делитесь идеями — будем рады пообщаться.

Изготовление изделий из резины

Для изготовления изделий сырую массу после смешивания помещают в специальные формы, создают давление и нагревают до 135-150 градусов. Процесс называется вулканизацией. Для маленьких деталей это закрытые штампы. Изделия по типу ковриков могут пропускаться через горячие барабаны с фигурной поверхностью.

При длительном воздействии высоких температур резина пересыхает и становится хрупкой. Поэтому в состав вводят серу и другие ускорители, позволяющие значительно сократить процесс вулканизации.

Домашнее изготовление сырой резины

Сырая резина

Каучук, особенно искусственный, для вымешивания требует больших усилий. Мять его руками, как тесто, у человека недостаточно сил. Для этого делается специальное приспособление. Перемешивание с добавками – трудоемкий и длительный процесс. Вещества с различной дисперсностью, удельным весом и физическим состоянием надо превратить в однородную массу.

Готовится сырая резина своими руками в машине со шнековыми валами. Винтовые выступы перетирают все, что заложено в емкость, и перемешивают. Скорость изготовления зависит от количества валов. Дома обычно он один, и надо много времени на доведение смеси до нужного состояния.

Для формовки в листы и полосы достаточно двух валов, один из которых перемещается, изменяя размер зазора, следовательно, и толщину готовой сырой резины. Масса закладывается в накопитель и поступает на формовку. При деформации она остывает и теряет способность течь, становится прочной на разрыв.

Изготовление сырой резины

Оборудование для домашней мастерской можно приобрести в магазине или сделать самостоятельно. За образцы взять технику, имеющуюся на кухне. Двигатель подойдет от поломанной стиралки или любой другой машины. Ремни и шкивы автомобильные.

Изготовление приспособления для вулканизации

Сырая резина. Применение

Самодельные вулканизаторы делятся на электрические и бензиновые. Делаются они из деталей, отслуживших свой срок. Основные узлы:

  • неподвижный стол;
  • нагревательный элемент;
  • струбцина.

Самая простая электрическая модель получается из старого утюга, в котором есть рабочая спираль. Этот вариант имеет регулятор, значит, удобнее других. Рабочая поверхность – подошва. Ручку лучше убрать, перевернуть утюг, установить на скобу из толстого листа. Сверху ложится ремонтируемое изделие и зажимается струбциной.

Для бензинового варианта использовать удобно поршень двигателя. В него наливается бензин и поджигается. Для контроля положите на латку бумагу. Она начинает желтеть на критической для резины температуре.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий