Вулканизация резины

Вулканизация – это химический процесс, в ходе которого, сырой каучук, улучшая свойства материала в прочности и упругости, становится резиной. По сути, каучук может применяться, как специальный клей, для заделывания прокола в камере или покрышке. Процессы вулканизации резины бывают такими:

• электрическая;
• серная;
• горячая;
• холодная.

Холодная вулканизация резины

Всего существует два способа ремонта шин и камер – это холодная и горячая вулканизация, второй из этих методов стал применяться еще в середине 19-го века. Способ холодной вулканизации был открыт в 1939 году, сейчас набор для заклейки камер можно купить практически в любом автомагазине. Для вулканизации используется каучук или специальная заплатка, в ремонтный комплект обычно входит:

• «латки» разных размеров;
• «грибки»;
• средство для обработки резиновых поверхностей;
• золотник;
• спецклей;
• колпачок золотника;
• специальный резак или шило.

Ремонт автомобильной покрышки холодным способом выполняется по следующему принципу:

• края пореза/поврежденного участка обрабатываются наждачной бумагой;
• резиновая пыль выдувается сжатым воздухом, в нем не допускается присутствие влаги или масла;
• поверхность обезжиривается, затем на нее наносится специальный клей;
• также клеем промазывается и заплатка, плотно придавливается на место повреждения.

Время высыхания клея – примерно 20-30 минут, после этого шину накачивают, проверяют герметичность заклейки. Но этот способ в основном помогает только доехать до шимонтажа, нормально восстановить работоспособность покрышки можно лишь с помощью горячей вулканизации. Еще один момент – холодным методом можно ремонтировать резину с продольными повреждениями не более 35 мм, с поперечными – не более 25 мм. К ремонтному набору часто прилагается инструкция, в которой расписана вся технология ремонта камер и автомобильных покрышек.

Способы вулканизации

Различают в настоящее время несколько способов вулканизации, каждый из них имеет свои плюсы и минусы.

Холодный способ

Благодаря разработкам ученых (более 80 лет назад), существует возможность просто и быстро устранить прокол на камере велосипеда своими руками. Этот способ очень удобен при использовании в дороге, на шоссе, где нет по близости техсервисов и другой возможной помощи для велосипедов.

Холодная вулканизация создается химической реакцией между сырой резиной и активными составляющими клеевой основы. Как правило, для холодного способа ремонта камеры велосипеда продаются специальные готовые наборы или комплекты. В них, как правило, входят:

• готовые заплатки или резина;
• вещество для обработки (резины) поверхности камеры велосипеда;
• необходимые грибки;
• спецклей.

Во время проведения ремонтных работ колеса велосипеда, обязательно надо следовать точно по прилагаемой инструкции.

Все что необходимо сделать при холодном способе вулканизации это:

• снять колесо и достать поврежденную велокамеру;
• найти и очистить поврежденное место, обезжирить;
• из набора достают нужный по размеру фрагмент резины и снимают с него пленку;
• наносят клеевую основу на место прокола камеры и на заплатку, далее их соединяют – склеивают;
• по инструкции ремонтируемое место прижимают тяжелым предметом на несколько минут, для максимального сцепления компонентов;
• проверяют герметичность заклеивания.

Весь ремонт холодного способа не займет и 10-15 минут. Камера велосипеда будет отремонтирована и можно двигаться дальше. Есть ограничения для применения холодного способа вулканизации, он приемлем для устранения небольших дефектов с размерами до 3,5 см в длину и 2,5 см в ширину.

Данный способ хорошо выручает в экстремальной ситуации, но лучше применять для прочного и долговечного ремонта покрышек велосипеда горячий способ.

К достоинствам холодного способа можно отнести:

• возможность быстро устранить дефект прямо на дороге;
• период ремонта камеры короткий – в течение нескольких минут;
• удобные готовые комплектации продаются во всех розничных точках;
• позволяет сэкономить денежные средства;
• укомплектованные наборы уже имеют все необходимое, они компактные, легкие – это важно при езде на велосипеде.

К недостаткам относятся:

• ограниченность применения по размерам проколов на камере;
• способ не долговечен.

Рекомендован этот вариант, как экстренная помощь велосипеду на дороге.

Горячий способ

Старый и распространенный способ ремонта прокола велокамеры, это горячая вулканизация. Он дает 100% гарантию прочности и долговечности. Электрические вулканизаторы могут быть разной мощности, как от обычной сети электричества в 220 Вольт, так и на 12 или 6 Вольт.

Нагревательный элемент повышает температуру, а зажимы прессуют резину велосипеда, способствуя более прочному и быстрому склеиванию поверхностей при высоких температурах. Сильное сдавливание обязательно, так как при нагревании образуются пузырьки газа, которые могут создать пустоты, что приведет к непрочному склеиванию.

Вулканизация сырой резины (заплатки) на велокамере в этом способе начинается при высокой температуре от 90-100 и до 130-140 градусов. Необходимое время удерживания залатанной камеры велосипеда в запрессованном состоянии горячей вулканизации 5-10 минут. После этого дожидаются полного охлаждения, затем изделие вынимают.

Горячий способ состоит из следующих этапов:

• определяют размер прокола на камере;
• вырезают необходимую заплатку из сырой резины;
• зачищают место там, где будут латать;
• проходят поверхность наждачкой, чтобы повысить сцепление поверхностей;
• обезжиривают поверхности заплатки и места заклеивания;
• на прокол накладывают заплатку из жидкой резины и проводят горячую вулканизацию, путем зажима в прессах, и подключения к точке электропитания.

Предварительно на элементы прибора можно положить газету или бумагу, а уже на нее и саму резину от велосипеда с заплатой. Это рекомендуют делать для того, чтобы избежать слипания от клея прессов.

Достоинства горячего способа:

• на выходе получается высокопрочная залатанная камера велосипеда;
• продолжительный срок службы изделия после ремонта;
• экономия денежных средств;
• возможность эксплуатации колес велосипеда сразу после ремонта;
• ремонт велокамеры можно проводить в любое время года, при любой температуре.

К недостаткам относят:

• процесс латания дольше, чем при холодном способе;
• необходим для работы вулканизатор;
• вес даже самых маленьких прессов сильно больше, нежели походный комплекте для холодной вулканизации;
• необходим источник питания.

Стандартный горячий способ вулканизации камеры велосипеда можно заменить более простым способом, с помощью самодельного вулканизатора. Его можно соорудить из старого поршня двигателя. Он устанавливается на склеивающиеся элементы, а в его емкость аккуратно до определенной границы заливается бензин и поджигается. Горючее горит, металлический поршень нагревается и процесс вулканизации велокамеры идет.

Под этот способ можно использовать любую тяжелую металлическую емкость, главное должен сохраняться принцип работы – прессование и нагрев. Некоторые знатоки используют даже утюг.

Со времен СССР известен пиротехнический способ, когда компактный нагреватель в металлической емкости имел одноразовое горючее вещество. Заплатка прижималась к камере, а горючее в емкости поджигалось. После прогорания и остывания, “подопытную” резину можно было использовать.

Один из новых аналогов вулканизатор-цемент. Он выпускается в баллончиках, и применяется очень просто – под давлением через ниппель (по инструкции). Может использоваться, как в холодном, так и в горячем способе.

Заплатка-«грибок»

Сразу же предупредим, что этот и последующий способ самостоятельного ремонта пробитого колеса потребуют его разбортировки, так что назвать их простыми никак не получится. Если быть еще точнее, это скорее пригодится в безвыходной ситуации с большим запасом времени, поскольку ручная разбортировка колеса подручными средствами потребует немалых мучений и сил, — занятие не для всех. Нашей же главной задачей является проверка самого пластыря-«грибка», так что с позволения читателя и для ускорения теста мы все-таки воспользуемся помощью шиномонтажа.

Цена заплатки копеечная — от 20 до 50 рублей за штуку. Правда, поштучно они продаются редко: основные покупатели таких вещей — шиномонтажи и автосервисы, так что обычно пластыри-«грибки» реализуются мелким и средним оптом в комплекте от 15 штук.

Принцип работы «грибков» примерно такой же, как и у любой резиновой заплатки. Металлическая «ножка» в резиновой обертке вытаскивается изнутри через прокол, запечатывая собой отверстие и заклеивая «шляпкой» всю окружность вокруг пробоя.

Проблема в том, что предназначена заплатка-«грибок», как и жгут, для немалой дырки в колесе. Толщина «ножки» такова, что протискивается она в отверстие диаметром не менее 3–4 мм, иначе резиновая оболочка «ножки» просто съезжает. Расковыривать прокол от гвоздя до такого размера нет смысла, а потому «ножку» можно срезать и приклеить только заплатку.

Однако и тут все не так просто: клеевая основа заплатки сама по себе очень слабая и просто так не приклеится. На шиномонтажах с шины счищают внешний слой, обезжиривают поверхность, наносят клей-активатор и на шину, и на «ножку грибка» и только потом устанавливают заплатку, прижимая ее специальным ручным катком.

Имитируя полевые условия, мы протерли место прокола салфеткой, намазали заплатку клеем-активатором из набора ATRK‑3 и придавили место прокола ногой на несколько минут. Как оказалось, этого тоже было достаточно. Собранная шина ни за несколько часов, ни за сутки не спустила.

Самодельный вулканизатор

В любом вулканизаторе должны быть две важные составляющие – нагревательный элемент и пресс. Изготовить вулканизатор можно из разных компонентов, самые распространенные варианты:

• с использованием обыкновенного утюга;
• на основе электроплитки;
• с поршнем от двигателя легкового автомобиля.

В конструкции с утюгом нагревательной пластиной является подошва бытового прибора, в варианте с плиткой на спираль укладывается металлическая пластина, чтобы резина не прилипала к металлу, между материалами прокладывается бумага или асбест. Самодельный вулканизатор с электронагревателем нужно обязательно снабдить терморегулятором, чтобы он отключал нагревательный прибор при температуре 140-150 градусов Цельсия.

В качестве пресса (прижимного устройства) удобнее всего использовать обычную струбцину, если при нагреве резина начинает издавать неприятный запах, температуру вулканизации следует слегка убавить. Самый идеальный вариант самоделки – утюг с терморегулятором плюс струбцина, для изготовления такого нехитрого устройства требуется минимум конструирования и финансовых затрат.

Вулканизатор с поршнем работает по следующей схеме:

• на ровной металлической поверхности укладывается ремонтируемая камера;
• участок резины, подвергаемый вулканизации, прижимается сверху днищем поршня, деталь двигателя фиксируется с помощью самодельного зажима;
• между металлом и резиной прокладывается плотная бумага;
• вокруг поршня насыпается речной песок (чтобы бумага не загорелась);
• в поршень заливается бензин, топливо поджигается.

Поршневой вулканизатор может стать незаменимым помощником при проколе камеры в пути, где подключить электронагреватель к сети будет весьма проблематично.

Если Вы прокололи шину, самый простой вариант — обратится в шиномонтаж. Однако есть много любителей все делать самому, да и не всегда шиномонтаж оказывается рядом. Иногда затраты, связанные с обращением в шиномонтаж (дорога, время, сама процедура), выливаются в солидную сумму, тем более если пользоваться этой услугой приходится часто. В общим, по различным причинам, для тех, кто желает устранять поломки дома, предлагаю несколько вариантов изготовления самодельного вулканизатора с минимальными затратами. С помощью самодельного вулканизатора, например сделанного из утюга, можно быстро и надежно отремонтировать авто, мото и велокамеры, надувные матрасы, грелки, различные пасики, надувные игрушки и т. д.

Одним из самых распространенных вариантов самодельного вулканизатора является вариант с использованием старого утюга. Причиной тому — новые, более функциональные утюги, а старые (советские) утюги, в рабочем состоянии, (если у Вас не осталось) найти у соседа не составит труда. Вот Вам и бесплатная основная деталь вулканизатора.

Ниже приведены несколько конструкций. Какую выбрать — решать Вам, основная идея одинаковая, разница в том, как обеспечить струбцинное соединение в месте вулканизации резинового изделия.

Сырая резина замачивается (на некоторое время) в бензине, размер — чуть менее размера латки. Место прокола обрабатывается шкуркой (размер — с запасом), протирается бензином. Вырезается латка из автокамерной резины, края округляются. Латка также обрабатывается шкуркой, потом бензином. Далее: сырая резина на дырку, на нее латку, зажимаем все в нашем вулканизаторе. Можно подложить кусок газеты, чтобы резина не прилипала к пластине вулканизатора. Дождаться, когда при попадании на вулканизатор воды она закипает (15-20 мин). Вулканизатор отключить, подождать немного, вулканизатор снять, дать остыть резине. Еще проверяют температуру с помощью сахарного песка: если его крупинки в контакте с горячим вулканизатором начинают плавиться и желтеть, значит, вулканизатор пора выключать. Если у Вас работает терморегулятор — установите его на 150 градусов. (примерно для глажки шелка). Терморегулятор можно отрегулировать опытным путем. Если появится запах жженой резины — это признак высокой температуры, если латка плохо слилась (ввулканизировалась) — признак недостаточной температуры или малого времени вулканизации. После одного- двух раз все становится ясным и вулканизацию можно ставить на поток

Для более специфических работ, потребуется несложная пресс-форма, которая делается из двух стальных пластин толщиной 6—8 мм и размером 40X60 мм. По углам просверливают четыре отверстия и нарезают резьбу М4 для стягивания половин винтами. Внутренние кромки пластин слегка стачиваются, чтобы края не врезались в резину. В случае сложной конфигурации ремонтируемых деталей пластинам придают соответствующую форму или делают дополнительные отверстия и канавки.

Перед началом работы тщательно зачищают обрабатываемое место (края паси-ков срезают под углом 45°) и обезжиривают легким бензином (Б-70). Затем на ремонтируемое место накладывают заплату нужного размера из сырой резины, вкладывают в пресс-форму и крепко стягивают винтами. Положив на разогретый утюг таким образом, чтобы вся плоскость нижней половины пресс-формы касалась нагревательной поверхности, дают выдержку 10—15 мин. Во время работы следят за тем, чтобы резина не касалась горячих частей утюга.
Канавки для склейки пасиков сверлят при стянутых половинах пресс-формы, причем диаметр сверла должен равняться диаметру пасика. Можно в одной пресс-форме просверлить несколько отверстий, под разные диаметры пасиков, однако расстояние между ними должно быть не меньше толщины заготовки. В противном случае прогрев места склейки будет неравномерным и качество вулканизации ухудшится.
Зачистку мест склейки или обрезку концов пасика делают непосредственно перед работой, а сырую резину накладывают тонким слоем — так соединение будет прочнее.

Схема вулканизатора с интегрированной струбциной

Утюг-вулканизатор: 1 — скоба струбцины, 2 — бобышка, 3 — прижимной винт, 4 — прижимная пята, 5 — электрический утюг.

Вырежьте из пятимиллиметровой стали скобу (см. рисунок), приварите к ней сверху цилиндрическую бобышку, а по внутренней стороне — полосу металла шириной 50 мм. Сечение получившейся струбцины должно иметь Т-образную форму. По оси бобышки просверлите отверстие и нарежьте в нем резьбу под прижимной винт. Затем к нижней части Струбцины прикрепите на болтах корпус утюга — и вулканизатор практически готов.

Самый простой вариант вулканизации при помощи утюга — вообще без доработок.

На зачищенное место разрыва накладывают резину-сырец, потом бумагу и сверху все прижимают утюгом. На утюг кладется какой-нибудь груз. Вулканизация длится 10-15 минут, температура утюга 140-150 °С (терморегулятор в положении «шелк»). Так как точное значение температуры утюга неизвестно, надо следить, чтобы не было пережога резины. Запах горелой резины укажет на слишком сильный нагрев.

Еще вариант самодельного вулканизатора из из электроплитки и струбцины

По размерам (диаметру и высоте) керамического основания от бытовой электроплитки с открытой спиралью из железа толщиной 5 мм изготавливается сварной корпус нагревателя. К его стенкам приваривается четыре ножки из прутка и струбцина. В корпус вставляете керамический элемент со спиралью, на которую, для предотвращения ее контакта с металлом, надо положить прокладку из листового асбеста. Снизу электронагреватель с помощью двух болтов закрывается железной крышкой.

Основные детали самодельного вулканизатора:
1 — корпус; 2 — нижняя крышка; 3 — асбестовая прокладка; 4 — керамическое основание с нихромовой спиралью; 5 — электрошнур.

На верхнюю поверхность корпуса, у струбцины, крепится биметаллический терморегулятор от обічного утюга в сборе с сигнальной лампой и ее сопротивлением. Электрическая схема вулканизатора аналогична схеме утюга. Контролируя температуру поверхности плиты сделанного вулканизатора ртутным или другим термометром, регулятор настраивается так, чтобы он отключать нагревательный элемент при температуре около 140-150°С. При этом сигнальная лампочка гаснет, что указывает на отключение вулканизатора. Время нагрева зависит от мощности нагревательной спирали.

И последний вариант — походный, не требующий электроэнергии, может быть весьма кстати при неприятностях в пути. Это самодельный вулканизатор, сделанный при помощи поршня от двигателя мотоцикла или автомобиля, для применения которого необходимо всего лишь 40-50 грамм бензина.

Вулканизатор прост в изготовлении, включает всего несколько деталей:
1 — основание вулканизатора
2 — болты
3 — балка
4 — поршень
5 — саморезы
6 — гайки
7 — отверстия под саморезы
8 — отверстия под болты

Основание 1 выполнено из дерева, так как дерево не препятствует хорошему прогреву резины. В отверстия основания вставлены болты 2 и закреплены к основанию с помощью саморезов 5, от проворачивания в отверстии основания. . Болты выполнены из металлического стержня диаметром 12мм. С одного конца стержня приварена шайба, а с другого нарезана резьба М12. На оба болта со стороны резьбы одевается балка, которая с помощью гаек прижимает поршень вулканизатора к основанию.
Между основанием и поршнем помещают поврежденную камеру. Материалы и конструкция могут быть изменены — важен лишь сам принцип действия.

Для ремонта камеры надо найти повреждение, зачистить, и протереть чистым бензином. Затем установить на поврежденное место заплату из сырой резины и накрыть куском газеты, а сверху поставить поршень. Поршень прижимаем с помощью рейки гайками. Заливаем бензин в поршень и отпускаем в бензин маленький кусочек ветоши. Бензин поджигаем и после того когда бензин весь сгорел, даем время поршню полностью остыть. Только после этого снимаем поршень.

Ремонт поврежденной камеры закончен. Заплатка выглядит так, как после обычного вулканизатора — надежная и долговечная, не требует повторного ремонта.

Если Вас интересует — изготовление самодельной лебедки

Ремонтируйте сами и как говорится «ни гвоздя. «

Необходимые инструменты и материалы

Если вам удастся успешно заклеить пробитую камеру велосипеда с помощью минимального ремкомплекта всего один раз, аналогичный ремонт в будущем не будет вызывать никаких сложностей.

Рисунок 2. Инструменты и материалы, входящие в ремкомплект

Выше мы уже упоминали, что выбор инвентаря для подобного ремонта не очень большой (рисунок 2). На современном рынке есть достаточно качественных заплаток и самоклеющих составов, которые помогут провести ремонт быстро и качественно. И, если заплатки в большинстве случаев являются стандартными, то к выбору клея следует подойти более ответственно. От его качества будет зависеть, насколько прочно заплатка будет держаться на камере.

Итак, в комплект для ремонта камеры велосипеда можно включить такие виды клея:

1. RedSun: один из лучших из ассортимента, представленного на рынке. Клей высыхает за 5-15 минут, стоит около 70 рублей, а показатель адгезии очень высокий, поэтому отремонтированная камера прослужит вам еще очень долго.
2. Клей «Момент» для резины: более дешевый аналог. Клей высыхает немного дольше (от 30 минут до 2 часов), но у него есть несколько важных преимуществ. Во-первых, он легко смывается с рук, а во-вторых, тюбик очень удобный для нанесения.
3. Тип Топ SC 2000: высыхание такого клея длится от 2 до 4 часов, а стоимость может достигать 200 рублей. Однако в его состав входит сразу два компонента, которые специально предназначены для склеивания резиновых элементов. В результате заплатка будет закреплена по методу, схожим с холодной вулканизацией.

При желании, срочный ремонт в дороге можно произвести и обычным клеем «Суперклей», но при приезде на стоянку все равно придется обновить заплатку на месте прокола. Чтобы не делать двойную работу, мы рекомендуем купить и всегда иметь при себе более надежное средство ремонта.

Как заклеить бескамерную шину

Чтобы заклеить бескамерное колесо, используют:

• жгут;
• заплатку-грибок;
• спреи.

Как залатать прокол в бескамерной шине с помощью жгута или латки, указано на примере шины с камерой. Единственное отличие – на бескамерке нужно заклеить отверстие так, чтобы обеспечить полную герметичность.

А вот использование спрея автолюбители называют способом для лентяев, но от этого метод не теряет своей популярности. Баллончик с герметиком можно приобрести в автомагазине.

При проколе шины нужно сделать следующее:

• Выкрутить золотник из ниппеля.
• Выдавить в ниппельное отверстие все содержимое баллона.
• Установить золотник на место.
• Накачать шину, создав необходимое давление.
• Выждать 10 минут.

После «ремонта» спреем нет необходимости заезжать в автомастерскую. Ездить на таком колесе можно долго. Единственный недостаток этого метода – устранение только мелких повреждений.

Аварийный герметик

Несмотря на то что набор заплаток избавит от многих неприятностей, панацеей от всех напастей он не является. Часто можно повредить колёса так, что маленькая латка не поможет. Понадобятся две латки и то, лишь для того, чтобы добраться домой или в автосервис. Всегда следует проверить перед тем, как ехать кататься: есть ли резина с собой, инструменты и клей. Это полезная привычка – брать аптечку для велосипеда в дорогу. Хорошо бы купить аварийный герметик на всякий случай. Только с ним практически неважно, какой прокол произошёл на этот раз.

Один тюбик жидкой субстанции спасёт положение, если резина серьёзно повреждена. Вещество разработано с учётом того, что колесо – конструкция мудрая, а клеить латки иногда проблематично. Альтернативные способы заклеивания также существуют, хотя и связаны с определённым дискомфортом.

Заключение

Боковые разрезы восстанавливаются с применением термопластыря и метода вулканизации. Такие технологии дают возможность герметизировать пробитое колесо, чтобы она не спускала. Приклеивать заплатки или пластыри позволяет технология вулканизации.

Диагональное расположение волокон отличается надежностью. Разрыв кордовых нитей снижает жесткость и деформирует резину, поскольку нагрузка равномерно распределяется по общей поверхности корда, камера остается без защиты. У автолюбителей диагональные покрышки пользуются меньшей популярностью из-за низкой ремонтопригодности. На СТО такие колеса часто восстанавливаются.

Иногда порванные кордовые волокна делают несколько отверстий в камере. На грузовых автомобилях учитывается количество поврежденных волокон, а не размер отверстия. При повреждении более 10 нитей восстановление не имеет смысла, поскольку покрышка прослужит недолго.