Wpływ wulkanizacji na strukturę i właściwości:
W procesie produkcji wyrobów gumowych, wulkanizacja jest ostatnim etapem przetwarzania. W tym procesie guma przechodzi szereg złożonych reakcji chemicznych, zmieniając strukturę liniową w strukturę bryłowatą, tracąc plastyczność gumy mieszanej i uzyskując wysoką elastyczność gumy usieciowanej, uzyskując w ten sposób doskonałe właściwości fizyczne i mechaniczne, odporność na ciepło i korozję. Wydajność, odporność na rozpuszczalniki i korozję poprawiają wartość użytkową i zakres zastosowań wyrobów gumowych.
Przed wulkanizacją: struktura liniowa, oddziaływanie międzycząsteczkowe siłami van der Waalsa;
Właściwości: duża plastyczność, duże wydłużenie i rozpuszczalność;
Podczas wulkanizacji: cząsteczka zostaje zainicjowana i zachodzi reakcja sieciowania chemicznego;
Po wulkanizacji: struktura sieciowa, międzycząsteczkowa z wiązaniami chemicznymi;
Struktura:
(1) Wiązanie chemiczne;
(2) Pozycja wiązania sieciującego;
(3) Stopień usieciowania;
(4) Sieciowanie; .
Właściwości:
(1) Właściwości mechaniczne (stała wytrzymałość na wydłużenie, twardość, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, sprężystość);
(2) Właściwości fizyczne
(3) Stabilność chemiczna po wulkanizacji;
Zmiany właściwości gumy:
Biorąc za przykład kauczuk naturalny, wraz ze wzrostem stopnia wulkanizacji;
(1) Zmiany właściwości mechanicznych (sprężystości, wytrzymałości na rozdarcie, wytrzymałości na wydłużenie, wytrzymałości na rozdarcie, twardości) wzrastają (wydłużenie, odkształcenie trwałe po ściskaniu, generowanie ciepła zmęczeniowego) maleją
(2) Zmiany właściwości fizycznych, przepuszczalność powietrza i przepuszczalność wody maleją, nie mogą się rozpuszczać, tylko pęcznieją, poprawia się odporność na ciepło
(3) Zmiany stabilności chemicznej
Zwiększona stabilność chemiczna, powody
a. Reakcja sieciowania powoduje, że grupy lub atomy chemicznie aktywne przestają istnieć, co utrudnia przebieg reakcji starzenia.
b. Struktura sieciowa utrudnia dyfuzję małych cząsteczek, co utrudnia dyfuzję rodników gumowych
Dobór i określenie warunków wulkanizacji gumy
1. Ciśnienie wulkanizacji
(1) Wulkanizacja wyrobów gumowych wymaga zastosowania ciśnienia. Celem jest:
a. Zapobiega powstawaniu pęcherzyków powietrza w gumie i poprawia jej zwartość;
b. Spraw, aby materiał gumowy płynął i wypełnił formę, aby uzyskać produkty o wyraźnych wzorach
c. Poprawa przyczepności pomiędzy poszczególnymi warstwami (warstwą kleju i warstwą tkaniny lub warstwą metalu, warstwą tkaniny i warstwą tkaniny) w produkcie oraz poprawa właściwości fizycznych (takich jak wytrzymałość na zginanie) wulkanizatu.
(2) Ogólnie rzecz biorąc, wybór ciśnienia wulkanizacji powinien być dokonywany w zależności od rodzaju produktu, jego formuły, plastyczności i innych czynników.
(3) Zasadniczo należy przestrzegać następujących zasad: im większa plastyczność, tym mniejsze ciśnienie; im większa grubość produktu, liczba warstw i złożona struktura; tym mniejsze ciśnienie w przypadku cienkich produktów, a nawet można stosować ciśnienie normalne.
Istnieje kilka metod wulkanizacji i ciśnieniowania:
(1) Pompa hydrauliczna przekazuje ciśnienie do formy poprzez płaski wulkanizator, a następnie przekazuje ciśnienie do mieszanki gumowej z formy
(2) Bezpośrednio pod ciśnieniem medium wulkanizującego (np. pary wodnej)
(3) Poddane sprężeniu powietrza
(4) Wstrzyknięcie za pomocą maszyny wtryskowej
2. Temperatura wulkanizacji i czas utwardzania
Temperatura wulkanizacji jest podstawowym warunkiem reakcji wulkanizacji. Temperatura wulkanizacji może bezpośrednio wpływać na szybkość wulkanizacji, jakość produktu i korzyści ekonomiczne przedsiębiorstwa. Im wyższa temperatura wulkanizacji, tym większa szybkość wulkanizacji i wysoka wydajność produkcji; w przeciwnym razie wydajność produkcji jest niska.
Podwyższenie temperatury wulkanizacji może powodować następujące problemy:
(1) Powoduje pękanie łańcucha molekularnego gumy i odwrócenie procesu wulkanizacji, co skutkuje pogorszeniem właściwości mechanicznych mieszanki gumowej
(2) Zmniejszenie wytrzymałości tekstyliów w produktach gumowych
(3) Czas przypalania mieszanki gumowej ulega skróceniu, czas wypełniania ulega skróceniu, a produktowi częściowo brakuje kleju.
(4) Ponieważ produkty o dużej grubości zwiększają różnicę temperatur między wnętrzem a zewnętrzem produktu, co powoduje nierównomierną wulkanizację
Czas publikacji: 18 maja 2022 r.
