Wpływ wulkanizacji na strukturę i właściwości gumy:
Wulkanizacja jest ważnym krokiem w procesie produkcyjnym wyrobów gumowych, który jest procesem transformacji struktury liniowej w strukturę korpusu, przynoszącym kompleksowe zmiany obejmujące właściwości fizyczne i mechaniczne, odporność na temperaturę, odporność na rozpuszczalniki i odporność na korozję, zwiększając wartość i zastosowanie asortyment produktu.
Struktura i właściwości gumy ulegają znaczącym zmianom przed i po wulkanizacji.Cząsteczki gumy przed wulkanizacją mają strukturę liniową, pomiędzy którymi działają siły van der Waalsa, wykazując się dobrą plastycznością i wydłużeniem oraz rozpuszczalnością.Podczas procesu wulkanizacji cząsteczki ulegają aktywacji i ulegają reakcjom chemicznego sieciowania, tworząc strukturę sieciową, w której cząsteczki są połączone wiązaniami chemicznymi.
Struktura i właściwości wulkanizowanej gumy obejmują głównie:
Budowa: wiązania chemiczne, położenie wiązań sieciujących, stopień usieciowania i usieciowanie
Wydajność: Właściwości mechaniczne (stała wytrzymałość na rozciąganie, twardość, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, elastyczność), właściwości fizyczne, stabilność chemiczna po wulkanizacji
Proces wulkanizacji może znacząco zmienić właściwości gumy.Biorąc za przykład kauczuk naturalny, wraz ze wzrostem stopnia wulkanizacji:
Zmiany właściwości mechanicznych: zwiększona elastyczność, wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na rozdarcie i twardość, zmniejszone wydłużenie, trwałe odkształcenie ściskające i wytwarzanie ciepła zmęczeniowego
Zmiany właściwości fizycznych: Zmniejsza się przepuszczalność powietrza i wody, nie ulega rozpuszczeniu, może jedynie pęcznieć, poprawia się odporność cieplna, poprawia się stabilność chemiczna, reakcja sieciowania eliminuje wysoce aktywne grupy lub atomy, co utrudnia przeprowadzenie reakcji starzenia.Struktura sieci utrudnia dyfuzję niskich cząsteczek, utrudniając dyfuzję wolnych rodników gumy.
Warunki wulkanizacji, w tym ciśnienie, temperatura i czas, są kluczowymi czynnikami determinującymi wyniki wulkanizacji.Ciśnienie wulkanizacji ma istotny wpływ na zapobieganie tworzeniu się pęcherzyków w materiale gumowym, poprawę zwartości materiału gumowego i wypełnienie formy materiałem gumowym.Może również poprawić przyczepność pomiędzy różnymi warstwami (warstwą gumy i warstwą tkaniny lub warstwą metalu, warstwą tkaniny i warstwą tkaniny) w produkcie oraz poprawić właściwości fizyczne wulkanizowanej gumy (takie jak odporność na zginanie).
Temperatura wulkanizacji jest podstawowym warunkiem reakcji wulkanizacji, który może bezpośrednio wpływać na szybkość wulkanizacji, jakość produktu i korzyści ekonomiczne przedsiębiorstwa.Podniesienie temperatury wulkanizacji może przyspieszyć prędkość wulkanizacji i poprawić wydajność produkcji, ale nadmierna temperatura wulkanizacji może prowadzić do problemów, takich jak pękanie łańcucha molekularnego gumy, odwrócenie wulkanizacji, obniżone właściwości mechaniczne materiałów gumowych i zmniejszona wytrzymałość tekstyliów.Może także skrócić czas przypalania materiałów gumowych, powodując miejscowe niedobory gumy i nierównomierną wulkanizację wyrobów.Dlatego przy wyborze temperatury wulkanizacji należy kompleksowo uwzględnić takie czynniki, jak rodzaj gumy, system wulkanizacji i struktura produktu.
Określanie warunków wulkanizacji – w tym ciśnienia, temperatury i czasu – jest złożonym procesem, który wymaga uwzględnienia wielu czynników.
Ciśnienie wulkanizacji: Wybór ciśnienia wulkanizacji zależy głównie od konstrukcji i wymagań wyrobów gumowych.Ogólnie rzecz biorąc, wybór ciśnienia zależy głównie od kształtu, rozmiaru i złożoności wyrobów gumowych.Im większe ciśnienie, tym lepsza płynność gumy, która może lepiej wypełnić formę.Jednocześnie wysokie ciśnienie może skutecznie zapobiegać tworzeniu się pęcherzyków i poprawiać zwartość produktu.Jednakże nadmierne ciśnienie może prowadzić do nadmiernego płynięcia materiału gumowego, powodując zniekształcenie kształtu produktu.
Temperatura siarkowania: Temperatura wulkanizacji ma bezpośredni wpływ na szybkość i jakość reakcji wulkanizacji.Im wyższa temperatura, tym szybsza jest reakcja wulkanizacji, ale może to spowodować zerwanie łańcuchów molekularnych gumy, wpływając na właściwości fizyczne produktu.Odpowiednia temperatura wulkanizacji może zapewnić dobrą prędkość wulkanizacji bez powodowania znaczących uszkodzeń termicznych materiału gumowego.
Czas siarkowania: Czas wulkanizacji jest bezpośrednio powiązany z temperaturą wulkanizacji.Wyższe temperatury mogą wymagać krótszego czasu wulkanizacji i odwrotnie.Ogólnie rzecz biorąc, przy wyborze czasu wulkanizacji należy wziąć pod uwagę rodzaj materiału gumowego, temperaturę wulkanizacji i grubość produktu.Optymalny czas wulkanizacji określony eksperymentalnie może zapewnić, że materiały gumowe osiągną optymalne właściwości mechaniczne i odporność na starzenie.
Ogólnie rzecz biorąc, określenie warunków wulkanizacji jest procesem wymagającym wszechstronnego uwzględnienia różnych czynników, takich jak rodzaj materiału gumowego, kształt produktu, sprzęt do wulkanizacji itp. W rzeczywistej produkcji zwykle konieczne jest przeprowadzenie wielu eksperymentów i stopniowa optymalizacja warunków wulkanizacji aby uzyskać najlepszą wydajność produktu.
Czas publikacji: 09 stycznia 2024 r