ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Вулканизующая группа из "Примеры и задачи по технологии переработки эластомеров " Независимо от назначения, конструкции, технологических особенностей изготовления все резиновые изделия подвергаются вулканизации, сущность которой заключается в тепловом воздействии на материал в течение определенного временного интервала при заданном внешнем давлении. [c.20] Качественные и количественные изменения, происходящие в резиновой смеси при вулканизации, обусловлены протеканием ряда физико-химических процессов, приводящих к связыванию, как правило, с помощью прочных химических связей молекул каучука между собой, что в итоге формирует в массе резины пространственную сетку. [c.20] Пространственная структура, образующаяся при вулканизации, зависит от большого числа факторов, однако определяющими являются состав резиновой смеси и условия проведения вулканизации (температура, внешнее давление и продолжительность). [c.20] В зависимости от строения молекул каучука и технических требований, предъявляемых к резинам, сшивание может осуществляться элементарной серой, органическими перекисями, феноло-формальдегидными смолами, некоторыми серу-, азот-, галогенсодержащими органическими веществами, оксидами металлов и другими веществами. Все соединения, способные образовывать поперечные связи в каучуках, по принятой в технологии резины классификации относятся к классу вулканизующих агентов. [c.20] В отдельных случаях вулканизация может быть осуществлена и без вулканизующих агентов. Большинство каучуков образует пространственную структуру под воздействием ионизирующих излучений, а бутадиеновые (гомо- и сополимеры), хлоропреновые полимеры образуют поперечные связи в результате прогрева при 180—220 X. [c.20] Однако современная технология производства подавляющего числа резиновых изделий построена на использовании вулканизующих агентов. В табл. 1.4 приведены основные виды вулканизующих агентов, применяемых в промышленности для образования пространственной структуры в резинах на основе наиболее широко используемых типов каучуков. [c.20] Как видно из данных табл. 1.4, для вулканизации резин могут использоваться разнообразные вещества, однако если требуемых свойств можно достигнуть при использовании элементарной серы, ей всегда следует отдавать предпочтение. Применение серы в качестве вулканизующего агента позволяет в широких пределах воздействовать на физико-механические, эксплуатационные и технологические свойства резин. [c.21] Технические свойства вулканизатов находятся в сложной зависимости от строения и густоты пространственной сетки, образующейся в резиновой смеси в процессе вулканизации. [c.21] Процесс вулканизации (особенно серной) состоит не только из элементарных реакций образования поперечных связей, но и реакций перегруппировки, распада поперечных связей, образования связей полимер — наполнитель, а также модификации, изомеризации и деструкции молекул эластомеров. [c.21] Конечные продукты перечисленных реакций различным образом влияют на отдельные физико-механические свойства резин, что является причиной существенных различий в характере их изменений с возрастанием степени вулканизации (табл. 1.5). [c.21] Современное производство крупнотоннажных видов изделий построено на применении интенсивных методов, следствием чего является приближение температурного режима смешения и переработки резиновых смесей к температурам вулканизации. По этой причине вулканизующая группа должна быть подобрана так, чтобы при выполнении операций получения и переработки резиновых смесей полностью исключалась преждевременная вулканизация, а на стадии вулканизации процесс образования поперечных связей происходил с высокой скоростью. Компромисс между столь противоречивыми требованиями может быть достигнут в том случае, когда кинетика процесса вулканизации конкретной смеси приближается к так называемой идеальной кривой вулканизации (рис. 1.2). [c.21] На данной кривой можно выделить три характерных участка период сохранения текучести / (индукционный период) период вулканизации II (стадия поперечного сшивания) и плато вулканизации III. Из характера изменения свойств резиновой смеси на каждом участке идеализированной кривой вытекают требования, которыми должен руководствоваться технолог-резинщик при определении качественного и количественного состава вулканизующей группы индукционный период должен быть такой продолжительности, которая необходима для обработки смеси скорость вулканизации после окончания индукционного периода должна быть максимально большой после завершения процесса структурирования вулканизаты должны сохранять неизменными основные показатели при продолжительном воздействии температуры вулканизации. [c.24] Воздействовать на кинетику процесса вулканизации варьированием типами вулканизующих агентов и их концентрацией затруднительно, поэтому на практике применяются специальные добавки. Например, вулканизация резин фенолоформальдегидными смолами активируется хлорсодержащими органическими соединениями (в частности, хлоропреновыми каучуками). Для повышения стойкости к подвулканизации резиновых смесей на основе хлоропреновых каучуков в их состав вводят оксид магния и т. д. [c.24] При выборе ускорителей серной вулканизации руководствуются данными о температурных режимах принятой технологической схемы изготовления и переработки резиновой смеси в готовые изделия и требованиями, предъявляемыми современным производством к технологическим свойствам резин. [c.25] Как показывает практический опыт, индукционный период резиновых смесей при 120 °С ( 5 — время, необходимое для повышения вязкости на 5 ед. Муни от ее минимального значения) для исключения опасности начала преждевременной вулканизации должен составлять смешение—10—15 мин, с последующим шприцеванием — 25—30 мин или каландрованием — 20—25 мин. [c.25] В настоящее время известно большое число органических соединений, использование которых позволяет в широких пределах варьировать кинетические параметры резиновых смесей. В промышленности, однако, для этих целей используется сравнительно небольшое число веществ, причем 4—5 соединений имеют массовое применение и еще несколько типов, отличающихся особыми свойствами, применяются для специальных целей. [c.25] При выборе ускорителей вулканизации необходимо учитывать, что на кинетику вулканизации существенное влияние оказывают тип каучука, тип наполнителя и степень наполнения, а также противостарители, являющиеся производными /г-фенилендиамина. [c.25] Влияние технического углерода на подвулканизацию резиновых смесей, содержащих наиболее часто используемые ускорители вулканизации, иллюстрируют данные табл. 1.6. [c.25] Вернуться к основной статье