Главная --> Справочник терминов


Вулканизации происходит Каучуки, вулканизованные только в смеси с вулканизующими агентами, не обладают необходимыми для различных целей жесткостью, сопротивлением растяжению, истиранию и надрыву. Эти свойства можно придать каучуку, добавляя в резиновую смесь так называемые наполнители. Они обычно бывают двух типов: инертные наполнители (глина, мел и др.), которые почти не оказывают влияния на физические свойства резины, но облегчают переработку резиновой смеси, и усиливающие наполнители (обычно сажа), которые улучшают перечисленные выше свойства вулканизованного каучука. С целью предупреждения «старения» каучука, т. е. потери каучуком эластичности и других ценных свойств, в резиновую смесь вводят различные стабилизаторы — антиокислители (например, фенил-р-нафтил-амин). Чтобы ускорить процесс вулканизации, в резиновую смесь вводят небольшие количества органических соединений, которые называют ускорителями (меркап-тобензтиазол, дифенилгуанидин и др.). Оказалось, что для наиболее эффективного использования ускорителей вулканизации необходимо присутствие некоторых других химических веществ (обычно окисей металлов), называемых активаторами. В свою очередь действие активаторов наиболее эффективно в присутствии-растворимых в каучуке мыл (солей жирных кислот), которые могут образовываться в процессе вулканизации.

По окончании вулканизации производят выпуск пара, открывание котла и перезарядку. При таком способе вулканизации необходимо применение специальных форм, для перезарядки которых требуется значительное время. При продолжительной перезарядке формы сильно остывают, что приводит к повышенному расходу пара.

Для обеспечения монолитности и иысокой работоспособности такого многослойного изделия, как покрышка пневматической шины, процесс вулканизации необходимо проводить под значительным давлением. При этом чем больше размеры покрышки, тем большее давление нужно создать для осуществления достаточной опрессовки. Оборудование для формования и вулканизации должно обеспечить возможность такой опрессовки и достаточно эффективный двусторонний обогрев, С внешней стороны покрышка в ходе вулканизации ограничивается и обогревается стенками пресс-формы. Для создания давления во внутренней полости покрышки и обогрева ее изнутри используют нарочные камеры или диафрагмы, изготовленные из теплостойких резин.

Для стабилизации длины ремней после их вулканизации необходимо охладить их до 50 70 "С при натяжении. При использовании диафрагменных нулканизаторов барабан с ремнями охлаждают воздухом на специальных вентилируемых столах либо помещают формы с ремнями в емкость с проточной водой. Стабилизацию длины ремней после вулканизации на челюстных прессах осущестнлнтот при прокручивании фронта ремней на растяжных роликах с обдувом воздухом.

Что касается переработки формованием, то для этого можно использовать обычные формы и прессы. Стандартная температура вулканизации составляет ~ 130 °С в течение 10—15 мин. Во избе--жание преждевременной вулканизации необходимо вводить наполнитель и закрывать формы очень быстро.

С целью получения качественных монолитных изделий и предотвращения их пористости большинство резиновых изделий вулканизируется под давлением. Образование пор в резине объясняется главным образом наличием влаги и легколетучих веществ в резиновой смеси. При нагревании резиновой смеси влага и летучие вещества создают микроочаги внутреннего давления по всей массе изделия, приводящие к образованию полостей — пор. При вулканизации необходимо подвергнуть изделия внешнему давлению, превышающему возможную величину внутреннего давления. Величина внешнего давления зависит от конструкции изделия и выбирается опытным путем обычно в пределах от 0,5 до 5 МПа, а в некоторых случаях и более.

Технологическая несовместимость БК с другими каучуками вызвана тем, что он химически весьма инертен, имеет низкую непредельность и для его вулканизации необходимо применять уль-траускорители. Другие каучуки, случайно попадая в смесь на ^основе БК, перевулканизовываются, образуя крошку и твердые включения, что приводит к браку смесей и резиновых полуфабрикатов.

В то же время, молекулы ускорителей, серы и жирных кислот диффундируют в резиновой смеси и адсорбируются на оксиде цинка с образованием промежуточных комплексов [224]. Протекающие при этом реакции обуславливают общую продолжительность индукционного периода [309]. Отсюда видно, что для достижения требуемой продолжительности подвулканизации и степени вулканизации необходимо наличие в резиновой смеси достаточного количества частиц оксида цинка, что в зависимости от типа рецепта колеблется в пределах от 3 до 5 мае. ч. Введение такого количества порошкообразного оксида цинка в резиносмесители в процессе их работы приводит к, интенсивному вьщелению его пыли и ухудшению условий труда. Устранение этого недостатка возможно при уменьшении дозировки оксида цинка в рецептах и его применении в составе гранулированных композиций, предварительно полученных в условиях малотоннажной химии.

Рассмотрение коллоидно-химических факторов при серной вулканизации необходимо также потому, что большинство применяемых ускорителей является полярными веществами и плохо растворяется в неполярных

точки зрения влияния химической структуры на поведение высокополимерных веществ (стр. 164) представляется невероятным, чтобы столь глубокие изменения физических свойств каучука могли происходит вследствие простого присоединения серы. Поэтому для понимания процесса вулканизации необходимо более подробно изучить происходящие при «варке» физические изменения.

Очевидно, что все приведенные выше соображения можно рассматривать только как очень приближенную схему вулканизации. Многие недоразумения, несомненно, связаны с противоречивостью выводов, сделанных при изучении поведения технических вулканизационных смесей, в которых химические функции различных компонентов недостаточно выяснены 115]. Для более глубокого понимания процесса вулканизации необходимо дальнейшее проведение работ на модельных соединениях, изучение сополимеров типа бутилкаучука, в которых ненасыщенность может быть изменена в широких пределах, и проведение более тщательно контролируемых опытов на самом каучуке. Эффективное применение кинетических методов станет возможным только после того, как будет выяснен более детально механизм этого процесса.

Существенные отличия модифицированного полиизопрена, сближающие его с натуральным каучуком, обнаружены при электронно-микроскопическом исследовании изменения морфологии полиизопренов [27] в условиях неускоренной серной вулканизации ненаполненных смесей. В системе СКИ-3 — сера при вулканизации лишь после 8 ч прогрева образуются глобулы, в то время как для систем НК и СКИ-ЗМ с серой характерным является исходное состояние с глобулярными структурами и в ходе вулканизации происходит увеличение размера глобул.

При нагревании каучука с вулканизирующими реактивами, например с серой (так называемая вулканизация), получается резина. При вулканизации происходит сшивание макромолекул, в случае серы — серными мостиками (разд. 9.2.1.1.3). Вулканизацию можно ускорить с помощью различных ускорителей-(например, с помощью 2-меркаптобензотиазола, разд. 8.4.4).

В связи со сказанным становится понятной сущность процесса вулканизации каучука. Сырой, необработанный каучук обладает лишь небольшой упругостью. Уже при небольшом повышении температуры он становится больше похожим на пластичную смолу. В процессе вулканизации происходит «сшивание» нитевидных молекул каучука при помощи серных мостиков. В результате этого несколько возрастает взаимодействие между цепями и увеличиваются упругие свойства каучука. При дальнейшей вулканизации число «серных мостиков» возрастает, их становится так много, что они прочно «сшивают» нитевидные молекулы каучука, закрепляя их в неподвижном состоянии. Так каучук превращается в твердый,] неэластичный эбонит.

В процессе серной вулканизации происходит присоединение серы к каучуку. Наличие химического взаимодействия каучука с серой подтверждается следующими экспериментальными данными: 1) химически связанную серу не удается извлечь из каучука даже путем продолжительного экстрагирования горячим ацетоном; 2) при вулканизации имеет место тепловой эффект, пропорциональный количеству присоединенной серы; 3) температурный коэффициент скорости вулканизации близок к температурным

Изменение всех свойств каучука при вулканизации происходит постепенно по мере нагревания. Для характеристики изменений свойств каучука, происходящих по мере вулканизации, пользуются кинетическими кривыми вулканизации, которые показывают изменение основных физико-механических показателей в зависимости от времени вулканизации. Характер и скорость изменения различных свойств каучуков при вулканизации бывают разными и зависят прежде всего от природы каучука.

Во время вулканизации эбонит расширяется и заготовки плотно прижимаются к стенкам труб. После вулканизации происходит термическая усадка стержней вследствие охлаждения и они достаточно легко вынимаются из труб.

В процессе серной вулканизации происходит сульфидированне металлов, и между резиной и латунью образуется многослойная промежуточная пленка, состоящая из продуктов реакции: Cu,S, ZnS, ZnO (рис. 6). Q.uS представляет собой нестехиометриче-скнй сульфид меди (х =1,07), и именно его образование обусловливает сцепление металла с резиной. Образование Cu,S происходит в виде дендритрв, которые врастают в фазу эластомера на глубину до 50 нм, что приводит к формирипанию развитой поверхности соприкосновения с множеетном точек физического взаимодействия. Скорость роста дендритоп, их размер).! и форма определяются диффузией меди из состава латуни через слои /пО и /iiS, поэтому содержание цинка в латуни, условия вулканизации и другие факторы, от которых зависят толщина и структура этих слоев, оказывают на прочность связи регулирующее действие.

При сшивании полимеров серой двойные связи взаимодействуют с серой или серосодержащими продуктами, такими как тетраме-тилтиурамдисульфид (ТМТД), что приводит к образованию поперечных мостиков, содержащих связанную серу. При этом длинноцепо-чечные серные фрагменты (-Sx-) под воздействием ТМТД превращаются в короткие мостики (Si или S2). Поскольку для управления процессом сшивания серой добавляют ускорители или замедлители, то в процессе вулканизации происходит сильное изменение химического состава сшивающих реагентов. Например:

Замещение атомов водорода атомами хлора увеличивает расстояние между цепями и уменьшает силы межмолекулярного сцепления, в результате чего кристаллический полиэтилен пре^ вращается в вязкую эластичную массу. Хлорсульфоновые группы являются реакционноспособкыми центрами, по которым в процессе вулканизации происходит сшивание цепей.

Вулканизация является завершающим технологическим процессом в производстве резиновых изделий. В результате вулканизации происходит превращение каучука (или его смесей с другими компонентами) в резину — материал с ценными свойствами, не присущими другим материалам (способность к большому удлинению, стойкость к многократным деформациям, амортизационные свойства

Необходимость установки двух транспортеров вызвана тем, что в процессе вулканизации происходит изменение длины профиля и для компенсации этого изменения без петлеобразования и пробуксовки профиля требуется регулировать скорость его протяжки на разных участках вулканизатора. В связи с этим каждый транспортер имеет автономный привод-двигатель постоянного тока с редуктором, что позволяет варьировать скорость транспортера в диапазоне 1 : 20.




Взаимодействия определяется Взаимодействия последнего Взаимодействия соответствующих Взаимодействием ацетилена Взаимодействием хлорангидрида Взаимодействием производных Выделению хлористого Взаимодействие галоидных Взаимодействие кислорода

-
Яндекс.Метрика