Wpływ wulkanizacji na strukturę i właściwości gumy:
Wulkanizacja jest ważnym krokiem w procesie produkcyjnym produktów gumowych, który jest procesem przekształcania ze struktury liniowej w strukturę ciała, wprowadzając kompleksowe zmiany, w tym właściwości fizyczne i mechaniczne, odporność na temperaturę, odporność na rozpuszczalnik i odporność na korozję, zwiększając wartość i zakres zastosowania produktu.
Struktura i właściwości gumy ulegają znacznym zmianom przed wulkanizacją i po nim. Cząsteczki gumowe przed wulkanizacją mają strukturę liniową z działającymi między nimi siły van der Waalsa, wykazujące dobrą plastyczność i wydłużenie, a także rozpuszczalność. Podczas procesu wulkanizacji cząsteczki są uruchamiane i ulegają chemicznym reakcjom sieciowania, tworząc strukturę sieciową, w której cząsteczki są wiązane przez wiązania chemiczne.
Struktura i właściwości wulkanizowanej gumy obejmują głównie:
Struktura: wiązania chemiczne, pozycja wiązań sieciowych, stopień sieciowania i sieciowanie
Wydajność: właściwości mechaniczne (stała siła wydłużenia, twardość, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, elastyczność), właściwości fizyczne, stabilność chemiczna po wulkanizacji
Proces wulkanizacji może znacznie zmienić właściwości gumy. Przyjmując przykład gumę naturalną, wraz ze wzrostem stopnia wulkanizacji:
Zmiany właściwości mechanicznych: zwiększona elastyczność, wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość łez i twardość, zmniejszone wydłużenie, trwałe odkształcenie kompresji i wytwarzanie ciepła zmęczeniowego
Zmiany właściwości fizycznych: przepuszczalność powietrza i przepuszczalność wody zmniejszają się, nie można rozpuścić, może jedynie puchnąć, odporność na ciepło poprawia się, stabilność chemiczna poprawia się, reakcja sieciowania eliminuje wysoce aktywne grupy lub atomy, co utrudnia reakcję starzenia się. Struktura sieci utrudnia dyfuzję niskich cząsteczek, co utrudnia rozproszenie gumowych wolnych rodników.
Warunki wulkanizacji, w tym ciśnienie, temperatura i czas, są kluczowymi czynnikami determinującymi wyniki wulkanizacji. Ciśnienie wulkanizacyjne ma istotny wpływ na zapobieganie tworzeniu pęcherzyków w gumowym materiale, poprawie zwartości materiału gumowego i napełnianie formy gumowym materiałem. Może również poprawić przyczepność między różnymi warstwami (warstwa gumowa i warstwa tkaniny lub warstwa metalowa, warstwa tkaniny i warstwa tkaniny) w produkcie oraz poprawić fizyczne właściwości gumy wulkanizowanej (takie jak opór zginania).
Temperatura wulkanizacji jest podstawowym stanem reakcji wulkanizacji, która może bezpośrednio wpływać na szybkość wulkanizacji, jakość produktu i korzyści ekonomiczne przedsiębiorstwa. Podnoszenie temperatury wulkanizacji może przyspieszyć prędkość wulkanizacji i poprawić wydajność produkcji, ale nadmierna temperatura wulkanizacji może prowadzić do problemów, takich jak pęknięcie łańcucha molekularnego gumowego, odwrócenie wulkanizacji, zmniejszone właściwości mechaniczne materiałów gumowych i zmniejszona wytrzymałość tekstyliów. Może również skrócić upalny czas gumowych materiałów, powodując lokalny niedobór gumy i nierównomierną wulkanizację produktów. Dlatego wybór temperatury wulkanizacji powinien kompleksowo uwzględniać takie czynniki, jak rodzaj gumy, system wulkanizacji i struktura produktu.
Określenie warunków wulkanizacji - w tym ciśnienia, temperatury i czasu - jest złożonym procesem, który wymaga rozważenia wielu czynników.
Ciśnienie wulkanizacji: Wybór ciśnienia wulkanizacji zależy głównie od projektu i wymagań produktów gumowych. Ogólnie rzecz biorąc, wybór ciśnienia zależy głównie na kształcie, wielkości i złożoności produktów gumowych. Im większe ciśnienie, tym lepsza płynność gumy, która może lepiej napełnić pleśń. Jednocześnie wysokie ciśnienie może skutecznie zapobiegać wytwarzaniu bąbelków i poprawić zwartość produktu. Jednak nadmierne ciśnienie może prowadzić do nadmiernego przepływu materiału gumowego, powodując zniekształcenie w kształcie produktu.
Temperatura siarki: Temperatura wulkanizacji bezpośrednio wpływa na szybkość i jakość reakcji wulkanizacji. Im wyższa temperatura, tym szybsza reakcja wulkanizacji, ale może to powodować pęknięcie łańcuchów molekularnych gumowych, wpływając na fizyczne właściwości produktu. Odpowiednia temperatura wulkanizacji może zapewnić dobrą prędkość wulkanizacji bez powodowania znacznego uszkodzenia termicznego materiału gumowego.
Czas siarki: Czas wulkanizacji jest bezpośrednio związany z temperaturą wulkanizacji. Wyższe temperatury mogą wymagać krótszych czasów wulkanizacji i odwrotnie. Zasadniczo wybór czasu wulkanizacji musi wziąć pod uwagę rodzaj materiału gumowego, temperaturę wulkanizacji i grubość produktu. Optymalny czas wulkanizacji określony w eksperymentach może zapewnić, że materiały gumowe osiągną optymalne właściwości mechaniczne i odporność na starzenie się.
Ogólnie rzecz biorąc, określenie warunków wulkanizacji jest procesem, który wymaga kompleksowego rozważenia różnych czynników, takich jak rodzaj materiału gumowego, kształt produktu, sprzęt wulkanizacji itp. W rzeczywistej produkcji zwykle konieczne jest przeprowadzenie wielu eksperymentów i stopniowo optymalizację warunków wulkanizacji w celu uzyskania najlepszej wydajności produktu.
Czas postu: 09-2024
