Spôsob riadenia procesu vulkanizácie. Vulkanizácia a jej vlastnosti Technológia vulkanizácie pneumatík za tepla si urobte sami

Prírodný kaučuk nie je vždy vhodný na výrobu dielov. Je to preto, že jeho prirodzená elasticita je veľmi nízka a veľmi závisí od vonkajšej teploty. Pri teplotách blízkych 0 guma stvrdne alebo pri ďalšom znížení skrehne. Pri teplote asi + 30 stupňov začne guma mäknúť a ďalším zahrievaním prechádza do stavu taveniny. Po spätnom vychladnutí neobnovuje svoje pôvodné vlastnosti.

Na zabezpečenie potrebných prevádzkových a technických vlastností gumy sa do gumy pridávajú rôzne látky a materiály - sadze, krieda, zmäkčovadlá a pod.

V praxi sa používa viacero spôsobov vulkanizácie, no jedno majú spoločné – spracovanie surovín vulkanizačnou sírou. Niektoré učebnice a predpisy uvádzajú, že zlúčeniny síry možno použiť ako vulkanizačné činidlá, ale v skutočnosti ich možno za také považovať len preto, že obsahujú síru. V opačnom prípade môžu ovplyvniť vulkanizáciu rovnako ako iné látky, ktoré neobsahujú zlúčeniny síry.

Pred časom sa uskutočnil výskum týkajúci sa úpravy gumy organickými zlúčeninami a určitými látkami, napr.

• fosfor;
• selén;
• trinitrobenzén a rad ďalších.

Štúdie však ukázali, že tieto látky nemajú žiadnu praktickú hodnotu z hľadiska vulkanizácie.

Proces vulkanizácie

Proces vulkanizácie gumy možno rozdeliť na studený a horúci. Prvý z nich možno rozdeliť na dva typy. Prvý zahŕňa použitie semichloridu sírového. Mechanizmus vulkanizácie pomocou tejto látky vyzerá takto. Obrobok vyrobený z prírodného kaučuku sa umiestni do pary tejto látky (S2Cl2) alebo do jej roztoku vyrobeného na báze nejakého rozpúšťadla. Rozpúšťadlo musí spĺňať dve požiadavky:

1. Nemal by reagovať s chloridom sírovým.
2. Mal by rozpustiť gumu.

Ako rozpúšťadlo sa spravidla môže použiť sírouhlík, benzín a mnoho ďalších. Prítomnosť semichloridu síry v kvapaline zabraňuje rozpúšťaniu kaučuku. Podstatou tohto procesu je nasýtenie gumy touto chemikáliou.

Trvanie procesu vulkanizácie za účasti S2Cl2 v konečnom dôsledku určuje technické vlastnosti hotového výrobku vrátane elasticity a pevnosti.

Čas vulkanizácie v 2% roztoku môže byť niekoľko sekúnd alebo minút. Ak proces trvá príliš dlho, môže dôjsť k takzvanej prevulkanizácii, to znamená, že obrobky stratia svoju plasticitu a veľmi skrehnú. Skúsenosti naznačujú, že pri hrúbke produktu približne jeden milimeter je možné vulkanizáciu vykonať v priebehu niekoľkých sekúnd.

Táto vulkanizačná technológia je optimálnym riešením pre spracovanie dielov s tenkou stenou - rúrky, rukavice a pod. V tomto prípade je však potrebné prísne dodržiavať režimy spracovania, inak môže byť vrchná vrstva dielov vulkanizovaná viac ako vnútorné vrstvy.

Na konci vulkanizácie sa výsledné časti musia umyť buď vodou alebo alkalickým roztokom.

Existuje druhý spôsob vulkanizácie za studena. Gumové polotovary s tenkou stenou sú umiestnené v atmosfére nasýtenej SO2. Po určitom čase sa obrobky presunú do komory, kde sa čerpá H2S (sírovodík). Doba zdržania obrobkov v takýchto komorách je 15 – 25 minút. Tento čas je dostatočný na dokončenie vulkanizácie. Táto technológia sa úspešne používa na spracovanie lepených švov, čo im dáva vysokú pevnosť.

Špeciálne kaučuky sa spracovávajú pomocou syntetických živíc, ich vulkanizácia sa nelíši od vyššie opísanej.

Horúca vulkanizácia

Technológia takejto vulkanizácie je nasledovná. Do lisovanej surovej gumy sa pridáva určité množstvo síry a špeciálnych prísad. Objem síry by sa mal spravidla pohybovať v rozmedzí 5 – 10 %, konečný údaj sa určuje podľa účelu a tvrdosti budúceho dielu. Okrem síry sa pridáva takzvaná rohovina (tvrdá guma) s obsahom 20–50 % síry. V ďalšej fáze sa z výsledného materiálu vytvarujú polotovary a zahrejú sa, t.j. vytvrdzovanie.

Vykurovanie sa vykonáva rôznymi spôsobmi. Polotovary sú umiestnené v kovových formách alebo valcované do tkaniny. Výsledné štruktúry sa vložia do pece vyhriatej na 130 - 140 stupňov Celzia. Aby sa zvýšila účinnosť vulkanizácie, môže sa v peci vytvoriť pretlak.

Vytvorené polotovary môžu byť umiestnené v autokláve obsahujúcom prehriatu vodnú paru. Alebo sa vložia do vyhrievaného lisu. V skutočnosti je táto metóda v praxi najbežnejšia.

Vlastnosti vulkanizovanej gumy závisia od mnohých podmienok. Preto je vulkanizácia považovaná za jednu z najzložitejších operácií používaných pri výrobe gumy. Okrem toho hrá dôležitú úlohu kvalita suroviny a spôsob jej predspracovania. Nesmieme zabudnúť na objem pridanej síry, teplotu, dobu trvania a spôsob vulkanizácie. Na vlastnosti hotového výrobku má v konečnom dôsledku vplyv aj prítomnosť nečistôt rôzneho pôvodu. Prítomnosť mnohých nečistôt umožňuje správnu vulkanizáciu.

IN posledné roky v gumárenskom priemysle sa začali používať urýchľovače. Tieto látky pridávané do kaučukovej zmesi urýchľujú procesy, znižujú náklady na energiu, inými slovami, tieto prísady optimalizujú spracovanie obrobku.

Pri realizácii horúcej vulkanizácie na vzduchu je nevyhnutná prítomnosť oxidu olovnatého, okrem toho môže byť potrebná prítomnosť solí olova v kombinácii s organickými kyselinami alebo so zlúčeninami, ktoré obsahujú kyslé hydroxidy.

Ako urýchľovače sa používajú tieto látky:

• tiuramid sulfid;
• xantáty;
• Merkaptobenztiazol.

Vulkanizáciu vykonávanú pod vplyvom vodnej pary je možné výrazne obmedziť, ak použijete chemikálie ako alkálie: Ca(OH)2, MgO, NaOH, KOH, prípadne soli Na2CO3, Na2CS3. Okrem toho draselné soli pomôžu urýchliť procesy.

Existujú tiež organické urýchľovače, sú to amíny a celá skupina zlúčenín, ktoré nie sú zahrnuté v žiadnej skupine. Ide napríklad o deriváty látok, ako sú amíny, amoniak a množstvo ďalších.

Pri výrobe sa najčastejšie používa difenylguanidín, hexametyléntetramín a mnohé ďalšie. Nie je nezvyčajné, že oxid zinočnatý sa používa na zvýšenie aktivity urýchľovačov.

Okrem aditív a urýchľovačov zohráva dôležitú úlohu životné prostredie. Napríklad prítomnosť atmosférického vzduchu vytvára nepriaznivé podmienky pre vulkanizáciu pri štandardnom tlaku. Okrem vzduchu negatívne pôsobí anhydrid kyseliny uhličitej a dusík. Medzitým má amoniak alebo sírovodík pozitívny vplyv na proces vulkanizácie.

Postup vulkanizácie dáva gume nové vlastnosti a upravuje existujúce. Zlepšuje sa najmä jeho elasticita atď. Proces vulkanizácie je možné kontrolovať neustálym meraním meniacich sa vlastností. Spravidla sa na tento účel používa stanovenie pevnosti v ťahu a pevnosti v ťahu. Ale tieto metódy kontroly nie sú presné a nepoužívajú sa.

Guma ako produkt vulkanizácie gumy

Technická guma je kompozitný materiál obsahujúci až 20 zložiek, ktoré poskytujú rôzne vlastnosti tohto materiálu. Guma sa vyrába vulkanizáciou kaučuku. Ako je uvedené vyššie, počas procesu vulkanizácie sa vytvárajú makromolekuly, ktoré zaisťujú výkonnostné vlastnosti gumy, čím sa zaisťuje vysoká pevnosť gumy.

Hlavný rozdiel medzi gumou a mnohými inými materiálmi je v tom, že má schopnosť podliehať elastickým deformáciám, ktoré sa môžu vyskytnúť pri rôznych teplotách, od izbovej teploty po oveľa nižšie. Guma výrazne prevyšuje gumu v mnohých vlastnostiach, napríklad sa vyznačuje elasticitou a pevnosťou, odolnosťou voči zmenám teploty, vystavením agresívnemu prostrediu a oveľa viac.

Cement na vulkanizáciu

Cement na vulkanizáciu sa používa na samovulkanizačnú prevádzku, môže začať od 18 stupňov a pre vulkanizáciu za tepla až do 150 stupňov. Tento cement neobsahuje uhľovodíky. Existuje tiež cement typu OTR používaný na nanášanie na drsné povrchy vo vnútri pneumatík, ako aj lepidlá radu Type Top RAD a PN OTR s predĺženým časom schnutia. Použitie takéhoto cementu umožňuje dosiahnuť dlhú životnosť protektorovaných pneumatík používaných na špeciálnych stavebných zariadeniach s vysokým počtom najazdených kilometrov.

Urob si svojpomocne technológiu horúcej vulkanizácie pneumatík

Na vykonanie horúcej vulkanizácie pneumatiky alebo duše budete potrebovať lis. Zváracia reakcia medzi gumou a dielom nastáva počas určitého časového obdobia. Tento čas závisí od veľkosti opravovanej plochy. Skúsenosti ukazujú, že oprava poškodenia do hĺbky 1 mm zaberie pri stanovenej teplote 4 minúty. To znamená, že na opravu defektu hlbokého 3 mm budete musieť stráviť 12 minút čistého času. Čas prípravy neberieme do úvahy. Uvedenie vulkanizačného zariadenia do prevádzky môže v závislosti od modelu trvať približne 1 hodinu.

Teplota potrebná na horúcu vulkanizáciu sa pohybuje od 140 do 150 stupňov Celzia. Na dosiahnutie tejto teploty nie je potrebné používať priemyselné zariadenia. Na opravu pneumatík sami je celkom prijateľné používať domáce elektrické spotrebiče, napríklad žehličku.

Odstránenie defektov pneumatiky alebo duše automobilu pomocou vulkanizačného zariadenia je pomerne náročná operácia. Má veľa jemností a detailov, a preto zvážime hlavné fázy opravy.

1. Aby sa zabezpečil prístup k miestu poškodenia, pneumatika sa musí z kolesa odstrániť.
2. Očistite gumu v blízkosti poškodenej oblasti. Jeho povrch by mal byť drsný.
3. Ošetrenú oblasť vyfúkajte stlačeným vzduchom. Šnúra, ktorá sa objaví vonku, musí byť odstránená, dá sa odhryznúť pomocou nožníc na drôt. Guma musí byť ošetrená špeciálnou odmasťovacou zmesou. Spracovanie sa musí vykonávať na oboch stranách, zvonka aj zvnútra.
4. Z vnútornej strany by mala byť na poškodenú oblasť umiestnená vopred pripravená náplasť veľkosti. Pokladanie začína zo strany pätky pneumatiky smerom k stredu.
5. Z vonkajšej strany sa na poškodené miesto musia položiť kúsky surovej gumy narezané na kúsky 10–15 mm, ktoré sa musia najskôr zahriať na kachle.
6. Položená guma musí byť stlačená a vyrovnaná po povrchu pneumatiky. V tomto prípade je potrebné zabezpečiť, aby vrstva surovej gumy bola o 3–5 mm vyššia ako pracovná plocha komory.
7. Po niekoľkých minútach pomocou uhlovej brúsky (uhlovej brúsky) je potrebné odstrániť vrstvu nanesenej surovej gumy. Ak je holý povrch uvoľnený, to znamená, že je v ňom vzduch, všetka nanesená guma sa musí odstrániť a operácia nanášania gumy sa musí zopakovať. Ak v opravnej vrstve nie je vzduch, to znamená, že povrch je hladký a neobsahuje póry, opravovaný diel je možné poslať predhriaty na vyššie uvedenú teplotu.
8. Pre presné umiestnenie pneumatiky na lise má zmysel označiť stred defektnej oblasti kriedou. Aby sa vyhrievané platne neprilepili na gumu, musí sa medzi ne vložiť hrubý papier.

DIY vulkanizátor

Akékoľvek horúce vulkanizačné zariadenie musí obsahovať dva komponenty:

• vykurovací prvok;
• stlačte tlačidlo.

Pre vlastnoručný vulkanizátor môže byť potrebný:

• železo;
• elektrický sporák;
• piest zo spaľovacieho motora.

Vulkanizér pre domácich majstrov musí byť vybavený regulátorom, ktorý ho dokáže vypnúť, keď dosiahne prevádzkovú teplotu (140-150 stupňov Celzia). Pre efektívne upnutie môžete použiť obyčajnú svorku.

Základné metódy vulkanizácie gumy. Na realizáciu hlavného chemického procesu gumárenskej technológie - vulkanizácie - sa používajú vulkanizačné činidlá. Chémia vulkanizačného procesu spočíva vo vytvorení priestorovej siete, vrátane lineárnych alebo rozvetvených kaučukových makromolekúl a priečnych väzieb. Technologicky vulkanizácia pozostáva zo spracovania kaučukovej zmesi pri teplotách od normálnej do 220˚C pod tlakom a menej často bez neho.

Vo väčšine prípadov sa priemyselná vulkanizácia uskutočňuje pomocou vulkanizačných systémov, ktoré zahŕňajú vulkanizačné činidlo, urýchľovače a aktivátory vulkanizácie a prispievajú k efektívnejšiemu procesu tvorby priestorovej siete.

Chemická interakcia medzi kaučukom a vulkanizačným činidlom je určená chemickou aktivitou kaučuku, t.j. stupeň nenasýtenosti jeho reťazcov, prítomnosť funkčných skupín.

Chemická aktivita nenasýtených kaučukov je spôsobená prítomnosťou dvojitých väzieb v hlavnom reťazci a zvýšenou pohyblivosťou atómov vodíka v α-metylénových skupinách susediacich s dvojitou väzbou. Preto možno nenasýtené kaučuky vulkanizovať všetkými zlúčeninami, ktoré reagujú s dvojitou väzbou a jej susednými skupinami.

Hlavným vulkanizačným činidlom pre nenasýtené kaučuky je síra, ktorá sa zvyčajne používa ako vulkanizačný systém v spojení s urýchľovačmi a ich aktivátormi. Okrem síry môžete použiť organické a anorganické peroxidy, alkylfenolformaldehydové živice (APFR), diazozlúčeniny a polyhalogenidové zlúčeniny.

Chemická aktivita nasýtených kaučukov je výrazne nižšia ako aktivita nenasýtených kaučukov, preto je potrebné na vulkanizáciu použiť látky s vysokou reaktivitou, napríklad rôzne peroxidy.

Vulkanizáciu nenasýtených a nasýtených kaučukov je možné vykonávať nielen za prítomnosti chemických vulkanizačných činidiel, ale aj pod vplyvom fyzikálnych vplyvov, ktoré iniciujú chemické premeny. Ide o vysokoenergetické žiarenie (radiačná vulkanizácia), ultrafialové žiarenie (fotovulkanizácia), dlhodobé vystavenie vysokým teplotám (termovulkanizácia), pôsobenie rázových vĺn a niektoré ďalšie zdroje.

Kaučuky, ktoré majú funkčné skupiny, môžu byť vulkanizované cez tieto skupiny pomocou látok, ktoré reagujú s funkčnými skupinami za vzniku zosieťovania.

Základné princípy procesu vulkanizácie. Bez ohľadu na typ gumy a použitý vulkanizačný systém sa počas procesu vulkanizácie vyskytujú niektoré charakteristické zmeny vlastností materiálu:

Pružnosť kaučukovej zmesi prudko klesá, objavuje sa pevnosť a elasticita vulkanizátov. Pevnosť surovej kaučukovej zmesi na báze NC teda nepresahuje 1,5 MPa a pevnosť vulkanizovaného materiálu nie je menšia ako 25 MPa.

Chemická aktivita kaučuku je výrazne znížená: v nenasýtených kaučukoch klesá počet dvojitých väzieb, v nasýtených kaučukoch a kaučukoch s funkčnými skupinami klesá počet aktívnych centier. Vďaka tomu sa zvyšuje odolnosť vulkanizátu voči oxidačným a iným agresívnym vplyvom.

Zvyšuje sa odolnosť vulkanizovaného materiálu voči nízkym a vysokým teplotám. NK teda tvrdne pri 0ºС a stáva sa lepkavým pri +100ºС a vulkanizát si zachováva pevnosť a elasticitu v teplotnom rozsahu od –20 do +100ºС.

Tento charakter zmeny vlastností materiálu počas vulkanizácie jasne naznačuje výskyt štruktúrovacích procesov, končiacich vytvorením trojrozmernej priestorovej siete. Aby si vulkanizát zachoval svoju elasticitu, musia byť zosieťovania dostatočne zriedkavé. V prípade NC je teda termodynamická flexibilita reťazca zachovaná, ak existuje jedna priečna väzba na 600 atómov uhlíka hlavného reťazca.

Proces vulkanizácie je tiež charakterizovaný niektorými všeobecnými vzormi zmien vlastností v závislosti od času vulkanizácie pri konštantnej teplote.

Keďže viskozitné vlastnosti zmesí sa menia najvýraznejšie, na štúdium kinetiky vulkanizácie sa používajú šmykové rotačné viskozimetre, najmä reometre Monsanto. Tieto zariadenia umožňujú študovať proces vulkanizácie pri teplotách od 100 do 200ºС po dobu 12 - 360 minút s rôznymi šmykovými silami. Zapisovač prístroja vypisuje závislosť krútiaceho momentu od času vulkanizácie pri konštantnej teplote, t.j. krivka kinetickej vulkanizácie, ktorá má tvar S a niekoľko úsekov zodpovedajúcich fázam procesu (obr. 3).

Prvá fáza vulkanizácie sa nazýva indukčná perióda, štádium vulkanizácie alebo štádium predvulkanizácie. V tomto štádiu musí kaučuková zmes zostať tekutá a dobre vyplniť celú formu, preto sú jej vlastnosti charakterizované minimálnym šmykovým momentom M min (minimálna viskozita) a časom t s, počas ktorého sa šmykový moment zvýši o 2 jednotky oproti minimu. .

Druhá etapa sa nazýva hlavné vulkanizačné obdobie. Na konci indukčnej periódy sa aktívne častice hromadia v hmote kaučukovej zmesi, čo spôsobuje rýchle štruktúrovanie a tým aj zvýšenie krútiaceho momentu na určitú maximálnu hodnotu M max. Za dokončenie druhej etapy sa však nepovažuje čas dosiahnutia M max, ale čas t 90 zodpovedajúci M 90. Tento moment je určený vzorcom

M90 = 0,9 M + M min,

kde M je rozdiel krútiaceho momentu (M = M max – M min).

Čas t 90 je optimum vulkanizácie, ktorého hodnota závisí od aktivity vulkanizačného systému. Sklon krivky v hlavnom období charakterizuje rýchlosť vulkanizácie.

Tretí stupeň procesu sa nazýva revulkanizačný stupeň, ktorý vo väčšine prípadov zodpovedá horizontálnemu rezu s konštantnými vlastnosťami na kinetickej krivke. Táto zóna sa nazýva vulkanizačná plošina. Čím je náhorná plošina širšia, tým je zmes odolnejšia voči prevulkanizácii.

Šírka plató a ďalší priebeh krivky závisí najmä od chemickej povahy gumy. V prípade nenasýtených lineárnych kaučukov, ako sú NK a SKI-3, plató nie je široké a potom sa vlastnosti zhoršujú, t.j. pokles krivky (obr. 3, krivka A). Proces zhoršovania vlastností v štádiu prevulkanizácie sa nazýva tzv reverzia. Dôvodom reverzie je zničenie nielen hlavných reťazcov, ale aj vytvorených priečnych väzieb pod vplyvom vysokej teploty.

V prípade nasýtených kaučukov a nenasýtených kaučukov s rozvetvenou štruktúrou (značný počet dvojitých väzieb v bočných 1,2-jednotkách) v zóne revulkanizácie sa vlastnosti mierne menia, v niektorých prípadoch dokonca zlepšujú (obr. 3, krivky b A V), pretože tepelná oxidácia dvojitých väzieb bočných jednotiek je sprevádzaná dodatočným štruktúrovaním.

Správanie sa kaučukových zmesí v štádiu prevulkanizácie je dôležité pri výrobe masívnych výrobkov, najmä automobilových pneumatík, pretože v dôsledku reverzie môže dôjsť k prevulkanizácii vonkajších vrstiev, zatiaľ čo vnútorné vrstvy sú podvulkanizované. V tomto prípade sú potrebné vulkanizačné systémy, ktoré by poskytovali dlhú indukčnú periódu pre rovnomerné zahrievanie pneumatiky, vysokú rýchlosť v hlavnej perióde a širokú vulkanizačnú plošinu v štádiu revulkanizácie.

3.2. Sírové vulkanizačné systémy pre nenasýtené kaučuky

Vlastnosti síry ako vulkanizačného činidla. Proces vulkanizácie prírodného kaučuku sírou objavil v roku 1839 C. Goodyear a nezávisle v roku 1843 G. Gencock.

Na vulkanizáciu sa používa prírodná mletá síra. Elementárna síra má niekoľko kryštalických modifikácií, z ktorých len modifikácia  je čiastočne rozpustná v kaučuku. Práve táto modifikácia, ktorá má teplotu topenia 112,7 ºC, sa používa na vulkanizáciu. Molekuly -formy sú osemčlenný kruh S 8 s priemernou aktivačnou energiou prasknutia kruhu E act = 247 kJ/mol.

Je to dosť vysoká energia a štiepenie sírového kruhu nastáva len pri teplotách 143ºC a vyšších. Pri teplotách nižších ako 150 °C dochádza k heterolytickému alebo iónovému rozkladu sírového kruhu s tvorbou zodpovedajúceho biiónu síry a pri teplote 150 °C a vyššej k homolytickému (radikálovému) rozkladu kruhu S s tvorbou biradikálov síry:

t150ºС S 8 →S + – S 6 – S – → S 8 +–

t150ºС S 8 →Sֹ–S 6 –Sֹ→S 8 ֹֹ.

Biradikály S 8 ·· sa ľahko rozložia na menšie fragmenty: S 8 ֹֹ→S x ֹֹ + S 8 ֹֹ.

Výsledné biióny síry a biradikály potom interagujú s makromolekulami kaučuku buď na dvojitej väzbe, alebo na mieste atómu uhlíka a-metylénu.

Sírový kruh sa môže rozpadnúť aj pri teplotách pod 143ºС, ak sú v systéme nejaké aktívne častice (katióny, anióny, voľné radikály). Aktivácia prebieha podľa nasledujúcej schémy:

S 8 + A + →A – S – S 6 – S +

S 8 + B – → B – S – S 6 –

S 8 + Rֹ→R – S – S 6 – Sֹ.

Takéto aktívne častice sú prítomné v kaučukovej zmesi pri použití vulkanizačných systémov s urýchľovačmi vulkanizácie a ich aktivátormi.

Na premenu mäkkej plastovej gumy na tvrdú elastickú gumu stačí malé množstvo síry - 0,10,15 % hm. Skutočné dávky síry sa však pohybujú od 12,5 do 35 hmotnostných dielov. na 100 hmotnostných dielov guma.

Síra má obmedzenú rozpustnosť v kaučuku, takže dávkovanie síry určuje formu, v akej je v kaučukovej zmesi distribuovaná. Pri skutočných dávkach je síra vo forme roztavených kvapiek, z povrchu ktorých molekuly síry difundujú do gumovej hmoty.

Príprava kaučukovej zmesi sa vykonáva pri zvýšených teplotách (100-140ºС), čo zvyšuje rozpustnosť síry v kaučuku. Preto pri ochladzovaní zmesi, najmä v prípadoch vysokých dávok, voľná síra začne difundovať na povrch kaučukovej zmesi s tvorbou tenkého filmu alebo usadeniny síry. Tento proces sa v technológii nazýva blednutie alebo potenie. Vyblednutie zriedka znižuje lepivosť obrobkov, a preto sa na obnovenie povrchu obrobkov pred montážou ošetria benzínom. To zhoršuje pracovné podmienky montážnikov a zvyšuje nebezpečenstvo požiaru a výbuchu výroby.

Problém vyblednutia je obzvlášť akútny pri výrobe oceľových kordových pneumatík. V tomto prípade, aby sa zvýšila pevnosť väzby medzi kovom a gumou, sa dávka S zvyšuje na 5 hmotnostných dielov. Aby sa zabránilo vyblednutiu v takýchto formuláciách, mala by sa použiť špeciálna úprava - takzvaná polymérna síra. Toto je -forma, ktorá vzniká, keď sa -forma zahreje na 170ºC. Pri tejto teplote dochádza k prudkému skoku vo viskozite taveniny a vzniká polymérna síra Sn, kde n je nad 1000. Vo svetovej praxi sa používajú rôzne modifikácie polymérnej síry, známe pod značkou „Cristex“.

Teórie vulkanizácie síry. Na vysvetlenie procesu vulkanizácie síry boli predložené chemické a fyzikálne teórie. V roku 1902 Weber predložil prvú chemickú teóriu vulkanizácie, ktorej prvky prežili dodnes. Extrakciou produktu interakcie NC so sírou Weber zistil, že časť zavedenej síry nebola extrahovaná. Túto časť nazval viazaná a uvoľnenú časť - voľnú síru. Súčet množstva viazanej a voľnej síry sa rovnal celkovému množstvu síry zavedenej do kaučuku: S celk = S voľný + S viazaný. Weber tiež zaviedol koncept vulkanizačného koeficientu ako pomer viazanej síry k množstvu kaučuku v kaučukovej zmesi (A): K vulc = S väzba / A.

Weberovi sa podarilo izolovať polysulfid (C 5 H 8 S) n ako produkt intramolekulárnej adície síry na dvojitých väzbách izoprénových jednotiek. Preto Weberova teória nedokázala vysvetliť nárast pevnosti v dôsledku vulkanizácie.

V roku 1910 Oswald predložil fyzikálnu teóriu vulkanizácie, ktorá vysvetlila účinok vulkanizácie fyzikálnou adsorpčnou interakciou medzi kaučukom a sírou. Podľa tejto teórie vznikajú v kaučukovej zmesi komplexy kaučuk-síra, ktoré medzi sebou interagujú aj v dôsledku adsorpčných síl, čo vedie k zvýšeniu pevnosti materiálu. Adsorbovaná síra by však mala byť z vulkanizátu úplne extrahovaná, čo v reálnych podmienkach nebolo pozorované a vo všetkých ďalších štúdiách začala prevládať chemická teória vulkanizácie.

Hlavným dôkazom chemickej teórie (teória mostov) je:

Sírou sa vulkanizujú iba nenasýtené kaučuky;

Síra interaguje s molekulami nenasýtených kaučukov za vzniku kovalentných priečnych väzieb (mostíkov) rôzneho typu, t.j. s tvorbou viazanej síry, ktorej množstvo je úmerné nenasýtenosti kaučuku;

Proces vulkanizácie je sprevádzaný tepelným efektom úmerným množstvu pridanej síry;

Vulkanizácia má teplotný koeficient približne 2, t.j. blízke teplotnému koeficientu chemickej reakcie vo všeobecnosti.

K zvýšeniu pevnosti v dôsledku vulkanizácie síry dochádza v dôsledku štruktúrovania systému, v dôsledku čoho sa vytvára trojrozmerná priestorová sieť. Existujúce systémy vulkanizácie síry umožňujú špecificky syntetizovať takmer akýkoľvek typ zosieťovania, meniť rýchlosť vulkanizácie a konečnú štruktúru vulkanizátu. Preto je síra stále najobľúbenejším sieťovacím činidlom pre nenasýtené kaučuky.

Technologicky je proces vulkanizácie transformáciou „surovej“ gumy na gumu. Ako chemická reakcia ide o spojenie lineárnych kaučukových makromolekúl, ktoré pri vystavení vonkajším vplyvom ľahko strácajú stabilitu, do jedinej vulkanizačnej siete. Vzniká v trojrozmernom priestore vďaka prierezovým chemickým väzbám.

Táto zdanlivo „zosieťovaná“ štruktúra dáva gume ďalšie pevnostné vlastnosti. Zlepšuje sa jeho tvrdosť a elasticita, mrazuvzdornosť a tepelná odolnosť, pričom sa znižuje rozpustnosť v organických látkach a napučiavanie.

Výsledná sieť má zložitú štruktúru. Zahŕňa nielen uzly spájajúce páry makromolekúl, ale aj tie, ktoré kombinujú niekoľko molekúl súčasne, ako aj priečne chemické väzby, ktoré sú ako „mosty“ medzi lineárnymi fragmentmi.

K ich tvorbe dochádza pod vplyvom špeciálnych činidiel, ktorých molekuly čiastočne pôsobia ako stavebné materiály, chemicky reagujú medzi sebou a makromolekuly gumy pri vysokých teplotách.

Vlastnosti materiálu

Výkonové vlastnosti výslednej vulkanizovanej gumy a výrobkov z nej do značnej miery závisia od typu použitého činidla. Medzi takéto charakteristiky patrí odolnosť voči agresívnemu prostrediu, rýchlosť deformácie počas kompresie alebo zvýšenej teploty a odolnosť voči tepelno-oxidačným reakciám.

Vzniknuté väzby nevratne obmedzujú pohyblivosť molekúl pri mechanickom pôsobení pri súčasnom zachovaní vysokej elasticity materiálu so schopnosťou plastickej deformácie. Štruktúra a počet týchto väzieb je určený metódou vulkanizácie kaučuku a chemickými prostriedkami, ktoré sa na ňu používajú.

Proces neprebieha monotónne a jednotlivé ukazovatele vulkanizovanej zmesi vo svojich zmenách dosahujú svoje minimum a maximum v rôznych časoch. Najvhodnejší pomer fyzikálnych a mechanických vlastností výsledného elastoméru sa nazýva optimum.

Vulkanizačná kompozícia okrem kaučuku a chemických činidiel obsahuje množstvo ďalších látok, ktoré prispievajú k výrobe kaučuku so špecifikovanými úžitkovými vlastnosťami. Podľa účelu sa delia na urýchľovače (aktivátory), plnivá, zmäkčovadlá (zmäkčovadlá) a antioxidanty (antioxidanty). Urýchľovače (najčastejšie oxid zinočnatý) uľahčujú chemickú interakciu všetkých zložiek kaučukovej zmesi, pomáhajú znižovať spotrebu surovín a čas na jej spracovanie a zlepšujú vlastnosti vulkanizátorov.

Plnivá ako krieda, kaolín, sadze zvyšujú mechanickú pevnosť, odolnosť proti opotrebovaniu, oteruvzdornosť a ďalšie fyzikálne vlastnosti elastoméru. Dopĺňaním objemu suroviny tým znižujú spotrebu gumy a znižujú cenu výsledného produktu. Zmäkčovadlá sa pridávajú na zlepšenie spracovateľnosti kaučukových zmesí, zníženie ich viskozity a zvýšenie objemu plnív.

Zmäkčovadlá môžu tiež zvýšiť dynamickú odolnosť elastomérov a odolnosť proti oderu. Antioxidanty, ktoré stabilizujú proces, sa pridávajú do zmesi, aby sa zabránilo „starnutiu“ gumy. Rôzne kombinácie týchto látok sa používajú pri vývoji špeciálnych formulácií surovej gumy na predpovedanie a úpravu vulkanizačného procesu.

Druhy vulkanizácie

Najčastejšie sa bežne používané kaučuky (styrén-butadiénové, butadiénové a prírodné) vulkanizujú v kombinácii so sírou, pričom sa zmes zahreje na 140-160°C. Tento proces sa nazýva sírová vulkanizácia. Atómy síry sa podieľajú na tvorbe medzimolekulových priečnych väzieb. Keď sa do zmesi s kaučukom pridá až 5% síry, vznikne mäkký vulkanizát, ktorý sa používa na výrobu automobilových duší, pneumatík, gumových duší, loptičiek atď.

Keď sa pridá viac ako 30 % síry, získa sa dosť tvrdý, málo elastický ebonit. Ako urýchľovače sa v tomto procese používa tiuram, captax atď., ktorých úplnosť je zabezpečená prídavkom aktivátorov tvorených oxidmi kovov, zvyčajne zinkom.

Radiačná vulkanizácia je tiež možná. Vykonáva sa prostredníctvom ionizujúceho žiarenia pomocou prúdov elektrónov emitovaných rádioaktívnym kobaltom. Tento proces bez obsahu síry produkuje elastoméry, ktoré sú obzvlášť odolné voči chemickým a tepelným vplyvom. Na výrobu špeciálnych druhov kaučuku sa pridávajú organické peroxidy, syntetické živice a iné zlúčeniny za rovnakých parametrov procesu ako v prípade pridávania síry.

V priemyselnom meradle sa vulkanizovateľná kompozícia umiestnená vo forme zahrieva pri zvýšenom tlaku. Na tento účel sa formy umiestnia medzi vyhrievané dosky hydraulického lisu. Pri výrobe nelisovaných výrobkov sa zmes naleje do autoklávov, kotlov alebo jednotlivých vulkanizérov. Ohrievanie gumy na vulkanizáciu v tomto zariadení sa vykonáva pomocou vzduchu, pary, ohriatej vody alebo vysokofrekvenčného elektrického prúdu.

Najväčšími spotrebiteľmi výrobkov z gumy sú už dlhé roky automobilové a poľnohospodárske strojárske podniky. Stupeň nasýtenia ich výrobkov gumovými výrobkami slúži ako indikátor vysokej spoľahlivosti a pohodlia. Okrem toho sa diely vyrobené z elastomérov často používajú pri výrobe inštalatérskych zariadení, obuvi, kancelárskych potrieb a výrobkov pre deti.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/

VulcanizAcie-- technologický proces interakcie kaučukov s vulkanizačným činidlom, pri ktorom dochádza k zosieťovaniu molekúl kaučuku do jedinej priestorovej siete. Vulkanizačnými činidlami môžu byť: síra, peroxidy, oxidy kovov, zlúčeniny amínového typu atď. Na zvýšenie rýchlosti vulkanizácie sa používajú rôzne urýchľovacie katalyzátory.

Vulkanizácia zvyšuje pevnostné charakteristiky gumy, jej tvrdosť, elasticitu, tepelnú a mrazuvzdornosť a znižuje stupeň napučiavania a rozpustnosti v organických rozpúšťadlách. Podstatou vulkanizácie je spojenie lineárnych makromolekúl kaučuku do jedného „zosieťovaného“ systému, takzvanej vulkanizačnej siete. V dôsledku vulkanizácie vznikajú medzi makromolekulami priečne väzby, ktorých počet a štruktúra závisí od spôsobu B. Pri vulkanizácii sa niektoré vlastnosti vulkanizovanej zmesi nemenia v čase monotónne, ale prechádzajú maximom alebo minimom. Stupeň vulkanizácie, pri ktorom sa dosiahne najlepšia kombinácia rôznych fyzikálnych a mechanických vlastností gumy, sa nazýva vulkanizačné optimum.

Vulkanizácia sa zvyčajne vykonáva na zmesi gumy s rôznymi látkami, ktoré poskytujú gume potrebné úžitkové vlastnosti (plnivá, napríklad sadze, krieda, kaolín, ako aj zmäkčovadlá, antioxidanty atď.).

Vo väčšine prípadov sa kaučuky na všeobecné použitie (prírodný, butadién, styrén butadién) vulkanizujú ich zahriatím s elementárnou sírou na 140-160 °C (kyselina sírová). Výsledné medzimolekulové priečne väzby sa vyskytujú prostredníctvom jedného alebo viacerých atómov síry. Ak sa do kaučuku pridá 0,5-5% síry, získa sa mäkký vulkanizát (autodušky a pneumatiky, gule, duše atď.); pridanie 30-50% síry vedie k vytvoreniu tvrdého, nepružného materiálu - ebonitu. Vulkanizáciu síry je možné urýchliť pridaním malého množstva organických zlúčenín, tzv. urýchľovačov vulkanizácie - captax, thiuram a pod.. Účinok týchto látok sa naplno prejaví až v prítomnosti aktivátorov - oxidov kovov (najčastejšie oxidu zinočnatého).

V priemysle sa vulkanizácia sírou vykonáva zahrievaním vulkanizovaného produktu vo formách pod vysokým tlakom alebo vo forme nelisovaných produktov (vo „voľnej“ forme) v kotloch, autoklávoch, individuálnych vulkanizéroch a zariadeniach na kontinuálnu vulkanizáciu. atď. V týchto zariadeniach sa ohrev vykonáva parou, vzduchom, prehriatou vodou, elektrinou a vysokofrekvenčnými prúdmi. Formy sú zvyčajne umiestnené medzi vyhrievanými doskami hydraulického lisu. Vulkanizáciu sírou objavili Charles Goodyear (USA, 1839) a T. Hancock (Veľká Británia, 1843). Na vulkanizáciu kaučukov na špeciálne účely sa používajú organické peroxidy (napríklad benzoylperoxid), syntetické živice (napríklad fenolformaldehyd), nitro- a diazozlúčeniny a iné; Podmienky procesu sú rovnaké ako pri vulkanizácii sírou.

Vulkanizácia je možná aj vplyvom ionizujúceho žiarenia - g-žiarenie z rádioaktívneho kobaltu, tok rýchlych elektrónov (radiačná vulkanizácia). Bezsírne a radiačné kaučukové metódy umožňujú získať kaučuky, ktoré majú vysokú tepelnú a chemickú odolnosť.

V priemysle polymérov sa vulkanizácia používa pri extrúznej výrobe gumy.

Vulkanizácia u popravaepneumatiky

Technologický postup opravy pneumatík pozostáva z prípravy poškodených miest na nanášanie opravných materiálov, nanášania opravných materiálov na poškodené miesta a vulkanizácie opravovaných miest.

Vulkanizácia opravovaných plôch je jednou z najdôležitejších operácií pri oprave pneumatík.

Podstatou vulkanizácie je, že pri zahriatí na určitú teplotu dochádza v nevulkanizovanom kaučuku k fyzikálno-chemickému procesu, v dôsledku ktorého kaučuk získava elasticitu, pevnosť, pružnosť a ďalšie potrebné vlastnosti.

Keď sú dva kusy gumy zlepené gumovým lepidlom vulkanizované, zmenia sa na monolitickú štruktúru a pevnosť ich spojenia sa nelíši od adhéznej sily základného materiálu vo vnútri každého kusu. Zároveň, aby sa zabezpečila potrebná pevnosť, musia byť kusy gumy stlačené - stlačené pod tlakom 5 kg/cm2.

Na to, aby prebehol proces vulkanizácie, ho nestačí iba zahriať na požadovanú teplotu, teda na 143+2°; Proces vulkanizácie neprebieha okamžite, takže zahriate pneumatiky musia byť určitý čas udržiavané na vulkanizačnej teplote.

Vulkanizácia môže nastať pri nižších teplotách ako 143°, ale trvá to dlhšie. Ak teda teplota klesne z uvedenej teploty napríklad len o 10°, čas vulkanizácie by sa mal zdvojnásobiť. Pre skrátenie času na predhriatie pri vulkanizácii sa používajú elektrické manžety, ktoré umožňujú súčasné zahrievanie na oboch stranách pneumatiky, čím sa skracuje čas vulkanizácie a zlepšuje sa kvalita opráv. Pri jednostrannom zahrievaní hrubých pneumatík dochádza k prevulkanizácii gumových častí v kontakte s vulkanizačným zariadením a k podvulkanizácii gumy na opačnej strane. Doba vulkanizácie sa v závislosti od typu poškodenia a veľkosti pneumatiky pohybuje od 30 do 180 minút pre pneumatiky a od 15 do 20 minút pre duše

Na vulkanizáciu v motorových vozidlách sa používa stacionárny vulkanizačný prístroj model 601 od firmy GARO trust.

Pracovná zostava vulkanizačného aparátu obsahuje sektorové korzety, sťahovanie korzetov, výstelky nášľapných a bočných profilov, svorky, prítlačné podložky, vrecia s pieskom, matrace.

Pri tlaku pary v kotle 4 kg/cm2 je požadovaná povrchová teplota vulkanizačného zariadenia 143"+2°. Pri tlaku 4,0--4,1 kg/cm2 sa musí otvárať poistný ventil.

Vulkanizačné zariadenia musia byť pred uvedením do prevádzky skontrolované inšpektorom kotla.

Vnútorné poškodenie pneumatík je vulkanizované na sektoroch, vonkajšie poškodenie je vyliečené na doskách pomocou profilových obložení. Poškodením (v prítomnosti elektrických manžiet sú vulkanizované na dosku s profilovou podšívkou, v neprítomnosti elektrických manžiet oddelene: najprv zvnútra na sektore, potom zvonku na dosku s profilovou podšívkou.

Elektrická manžeta sa skladá z niekoľkých vrstiev gumy a vonkajšej vrstvy z pogumovaného odierania, v strede ktorej je špirála z nichrómového drôtu na zahrievanie a termostat na udržiavanie konštantnej teploty (150°).

vulkanizačný priemysel oprava pneumatík

Ryža. 4. Stacionárne vulkanizačné zariadenie GARO model 601: 1 - sektor; 2 -- bočná doska; 3 -- kotol-vyvíjač pary; 4 -- malé svorky pre fotoaparáty; 5 -- držiak pre fotoaparáty; 6 -- tlakomer; 7-svorka pre pneumatiky; 8 - ohnisko; 9 -- vodomerné sklo; 10 -- ručné piestové čerpadlo; 11 -- sacia trubica

Pred vulkanizáciou sú vyznačené hranice oblasti pneumatiky, ktorá sa má opraviť. Aby ste zabránili lepeniu, poprášte ju mastencom, ako aj vrecom s pieskom, elektrickou manžetou a vulkanizačným zariadením (sektory, profilové obloženia atď.), ktoré sú v kontakte s pneumatikou.

Pri vulkanizácii na sektore sa krimpovanie dosiahne utiahnutím korzetu a pri vulkanizácii na doske pomocou vreca piesku a svorky.

Profilové obloženia (behúň a pätka) sa vyberajú podľa umiestnenia opravovanej pneumatiky a jej veľkosti.

Počas vulkanizácie sa elektrická manžeta nachádza medzi pneumatikou a vrecom s pieskom.

Časy začiatku a konca vulkanizácie sú označené kriedou na špeciálnej tabuli inštalovanej v blízkosti vulkanizačného zariadenia.

Opravené pneumatiky musia spĺňať nasledujúce požiadavky:

1) pneumatiky by nemali mať neopravené plochy;

2) na vnútornej strane pneumatiky by nemali byť žiadne opuchy alebo stopy po delaminácii, podvulkanizácii, záhyboch alebo zhrubnutí, ktoré zhoršujú výkon duše;

3) gumené časti nanesené pozdĺž behúňa alebo bočnej steny musia byť úplne vulkanizované na tvrdosť Shore 55-65;

4) plochy behúňa väčšie ako 200 mm obnovené počas procesu opravy musia mať vzor identický s celým behúňom pneumatiky; vzor „Terénne vozidlo“ sa musí použiť bez ohľadu na veľkosť obnovenej plochy behúňa;

5) tvar pätky pneumatiky by nemal byť skreslený;

6) zhrubnutia a priehlbiny, ktoré deformujú vonkajšie rozmery a povrch pneumatiky, nie sú povolené;

7) opravené oblasti by nemali mať žiadne nevybavené veci; prítomnosť škrupín alebo pórov s plochou do 20 mm 2 a do hĺbky 2 mm je povolená v množstve najviac dvoch na štvorcový decimeter;

8) kvalita opravy pneumatík musí zabezpečiť ich zaručený počet najazdených kilometrov po oprave.

Vulkanizácia u popravaekamery

Podobne ako pri procese opravy pneumatík, proces opravy duší pozostáva z prípravy poškodených oblastí na záplatovanie, záplatovanie a vytvrdzovanie.

Náplň práce na príprave poškodených miest na záplatovanie zahŕňa: identifikácia skrytých a viditeľných poškodení, odstraňovanie starých nevulkanizovaných záplat, zaoblenie hrán s ostrými rohmi, zdrsnenie gumy okolo poškodenia, čistenie komôr od zdrsňujúceho prachu.

Ryža. 5. Sektor na vulkanizáciu pneumatík: 1 -- sektor; 2 -- pneumatika; 2 -- korzet; 4 -- utiahnite

Ryža. 6. Vulkanizácia poškodenia pätky pneumatiky na doske pätky: 1 - pneumatika; 2 -- bočnica: 3 -- bočné obloženie; 4 -- vrece s pieskom; 5 -- kovová platňa; 6 -- svorka

Viditeľné poškodenie odhalí vonkajšia kontrola pri dobrom osvetlení a obkreslí sa chemickou ceruzkou.

Na identifikáciu skrytých poškodení, t. j. malých vpichov, ktoré sú pre oko neviditeľné, sa fotoaparát v nafúknutom stave ponorí do vodného kúpeľa a miesto vpichu sa určí podľa unikajúcich vzduchových bublín, ktoré sú tiež označené chemikáliou. ceruzka. Poškodený povrch komory sa zdrsní karborundovým kameňom alebo drôtenou kefou v šírke 25-35 mm od hranice poškodenia, čím sa zabráni vniknutiu zdrsňujúceho prachu do komory. Drsné miesta sa čistia kefou.

Opravné materiály na opravu duší sú: nevulkanizovaná guma duší hrúbky 2 mm, guma na duše nevhodná na opravu a pogumovaný odier. Všetky vpichy a trhliny do veľkosti 30 mm sú utesnené surovou nevulkanizovanou gumou. Poškodenie väčšie ako 30 mm sa opravuje pomocou gumy pre fotoaparáty. Táto guma musí byť elastická, bez prasklín alebo mechanického poškodenia. Surová guma sa osvieži benzínom, natrie sa lepidlom s koncentráciou 1:8 a suší sa 40-45 minút. Komory sa zdrsnia drôtenou kefou alebo karborundovým kameňom na zdrsňovači, potom sa očistia od prachu, osviežia sa benzínom a 25 minút sušia, potom sa dvakrát natrú lepidlom s koncentráciou 1:8 a po každom nanesení sa vysušia 30-40 minút pri teplote 20--30°. Chránič sa raz natrie lepidlom s koncentráciou 1:8 a potom sa vysuší.

Náplasť je vyrezaná tak, aby pokrývala otvor na všetkých stranách o 20-30 mm a bola o 2-3 mm menšia ako hranice drsného povrchu. Nanáša sa na opravené miesto komory jednou stranou a valčekom sa postupne prevalcuje po celej ploche tak, aby medzi ňou a komorou nezostali žiadne vzduchové bubliny. Pri lepení záplat musíte zabezpečiť, aby boli lepené povrchy úplne čisté, bez vlhkosti, prachu a mastných škvŕn.

V prípadoch, keď má komora trhlinu väčšiu ako 500 mm, je možné ju opraviť vyrezaním poškodeného kusu a vložením rovnakého kusu z inej komory rovnakej veľkosti. Táto metóda opravy sa nazýva komorové spájanie. Šírka škáry musí byť minimálne 50 mm.

Poškodené vonkajšie závity telies ventilov sa obnovujú pomocou matríc a vnútorné závity sa obnovujú pomocou závitníkov.

Ak je potrebné ventil vymeniť, vyreže sa spolu s prírubou a na nové miesto sa navulkanizuje ďalší ventil. Miesto starého ventilu je opravené ako bežné poškodenie.

Vulkanizácia poškodených miest sa vykonáva pomocou vulkanizačného prístroja model 601 alebo vulkanizačného prístroja GARO pre vulkanizačné komory. Čas vulkanizácie náplastí je 15 minút a prírub 20 minút pri teplote 143+2°.

Pri vulkanizácii sa komora pritlačí svorkou cez drevenú platňu na povrch platne. Prekrytie by malo byť o 10-15 mm väčšie ako náplasť.

Ak sa opravovaná plocha nezmestí na dosku, potom sa vulkanizuje v dvoch alebo troch po sebe nasledujúcich inštaláciách (sadzbách).

Po vulkanizácii sa guľôčky na nezdrsnenom povrchu odrežú nožnicami a okraje záplat a otrepy sa odstránia na kameni zdrsňovacieho stroja.

Opravené kamery musia spĺňať nasledujúce požiadavky:

1) komora naplnená vzduchom musí byť utesnená tak pozdĺž tela komory, ako aj v mieste pripevnenia ventilu;

2) záplaty musia byť pevne vulkanizované, bez bublín a pórovitosti, ich tvrdosť musí byť rovnaká ako u gumy fotoaparátu;

3) okraje záplat a prírub by nemali mať zhrubnutie alebo odlupovanie;

4) závit ventilu musí byť v dobrom stave.

Uverejnené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

Koncept nekovových materiálov. Zloženie a klasifikácia gumy. Národný hospodársky význam kaučuku. Gumy na všeobecné a špeciálne účely. Vulkanizácia, stupne, mechanizmy a technológia. Deformačno-pevnostné a trecie vlastnosti kaučukov a kaučukov.

kurzová práca, pridané 29.11.2016


Kinetika vulkanizácie gumy. Vlastnosti vulkanizácie zmesí na báze kombinácie kaučukov SKD-SKN-40 s konvenčnými sírnymi vulkanizačnými systémami. Mechanizmus deštrukcie polyméru. Vlastnosti deštrukcie polymérov v rôznych fyzikálnych a fázových stavoch.

správa z praxe, doplnená 04.06.2015


Druhy gumy, vlastnosti jej použitia v priemysle a výrobnej technológii. Vplyv zavedenia ďalších prísad a použitia vulkanizácie pri výrobe gumy na konečné vlastnosti produktu. Ochrana práce pri práci.

diplomová práca, pridané 20.08.2009


Príprava dynamických termoplastických elastomérov zmiešaním kaučuku s termoplastom so súčasnou vulkanizáciou elastoméru počas procesu miešania (metóda dynamickej vulkanizácie). Vlastnosti vplyvu koncentrácie kaučuku na vlastnosti mechanických zmesí.

kurzová práca, pridané 06.08.2011


Technológia výroby plastových výrobkov lisovaním. Hlavné skupiny plastov, ich fyzikálne vlastnosti, nevýhody a spôsoby spracovania. Špeciálne vlastnosti gumy v závislosti od druhu použitej gumy. Podstata a význam vulkanizácie.

laboratórne práce, doplnené 06.05.2009


Analýza konštrukcie stroja. Podstata procesu vulkanizácie a prevádzky zariadenia. Nízkoodpadová forma a spôsob výroby dielov pomocou nej. Obsah mechanických opravárenských prác. Vypracovanie návrhov na modernizáciu a zlepšenie.

kurzová práca, pridané 22.12.2014


Koncepcia a hlavné etapy procesu spájania káblov, metódy a princípy jeho realizácie. Postupnosť prác metódou spájania káblov za studena pomocou zmesi K115N alebo K-15, voľným ohrevom a následnou vulkanizáciou.

abstrakt, pridaný 12.12.2009


Účel, zariadenie, princíp činnosti závitovkovej prevodovky s hornou závitovkou. Chemické zloženie a vlastnosti ocele 20X. Meracie nástroje, používané pri opravách. Bezpečnostné opatrenia pri opravách technologických zariadení.

práca, pridané 28.04.2013


Technológia výroby palivových peliet a brikiet, dreveného uhlia, drevnej štiepky, palivového dreva. Bioplyn, bioetanol, bionafta: výrobné vlastnosti a oblasti praktického použitia, potrebné vybavenie a materiály, vyhliadky na použitie v Komi.

kurzová práca, pridané 28.10.2013


Základné technológie spracovania automobilových pneumatík a výrobkov z gumy. Možné spôsoby použitia gumovej drviny. Oblasti použitia šnúry. Zoznam zariadení na spracovanie pneumatík pyrolýzou a mechanickými metódami.

Spôsob riadenia sa týka výroby gumárenských výrobkov, a to spôsobov riadenia procesu vulkanizácie. Metóda sa uskutočňuje úpravou času vulkanizácie v závislosti od času získania maximálneho šmykového modulu kaučukovej zmesi pri vulkanizácii vzoriek na reometri a odchýlky modulu pružnosti v ťahu kaučuku v hotových výrobkoch od danej hodnoty. To umožňuje zistiť rušivé vplyvy na proces vulkanizácie na základe charakteristík východiskových komponentov a prevádzkových parametrov procesov na získanie kaučukovej zmesi a vulkanizácie. Technickým výsledkom je zvýšenie stability mechanických vlastností gumených výrobkov. 5 chorých.

[0001] Predložený vynález sa týka výroby gumových produktov, menovite spôsobov riadenia procesu vulkanizácie.

Výrobný proces gumárenských výrobkov zahŕňa etapy získavania gumárenských zmesí a ich vulkanizácie. Vulkanizácia je jednou z najdôležitejšie procesy v technológii výroby gumy. Vulkanizácia sa uskutočňuje udržiavaním kaučukovej zmesi v lisoch, špeciálnych kotloch alebo vulkanizéroch po danú dobu pri teplote 130-160°C. V tomto prípade sú kaučukové makromolekuly spojené priečnymi chemickými väzbami do priestorovej vulkanizačnej siete, v dôsledku čoho sa plastická kaučuková zmes mení na vysoko elastickú gumu. Priestorová mriežka je vytvorená ako výsledok tepelnej aktivácie chemické reakcie medzi molekulami gumy a vulkanizačnými zložkami (vulkanizátory, urýchľovače, aktivátory).

Hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi proces vulkanizácie a kvalitu hotových produktov sú povaha vulkanizačného média, teplota vulkanizácie, trvanie vulkanizácie, tlak na povrch vulkanizovaného produktu a podmienky ohrevu.

Pri existujúcich technológiách je režim vulkanizácie zvyčajne vopred vyvinutý výpočtovými a experimentálnymi metódami a je nastavený program pre proces vulkanizácie pri výrobe produktov. Na zabezpečenie včasnej implementácie predpísaného režimu je proces vybavený riadiacimi a automatizačnými nástrojmi, ktoré najpresnejšie implementujú predpísaný prísny program na vykonávanie režimu vulkanizácie. Nevýhodou tejto metódy je nestabilita charakteristík vyrábaných produktov v dôsledku nemožnosti zabezpečiť úplnú reprodukovateľnosť procesu, v dôsledku obmedzení v presnosti automatizačných systémov a možnosti prepínania režimov, ako aj zmien charakteristík. gumovej zmesi v priebehu času.

Je známy spôsob vulkanizácie s reguláciou teploty v parných kotloch, doskách alebo plášťoch foriem zmenou prietoku chladiva. Nevýhodami tejto metódy sú veľké rozdiely v charakteristikách výsledných produktov v dôsledku posunov prevádzkových podmienok, ako aj zmeny reaktivity kaučukovej zmesi.

Je známy spôsob riadenia vulkanizačného procesu kontinuálnym monitorovaním tých parametrov procesu, ktoré určujú jeho priebeh: teplota chladív, teplota povrchov vulkanizovaného produktu. Nevýhodou tohto spôsobu je nestabilita charakteristík výsledných produktov v dôsledku nestability reaktivity dodávanej do formovania kaučukovej zmesi a získanie odlišných charakteristík produktu počas vulkanizácie za rovnakých teplotných podmienok.

Je známa metóda úpravy režimu vulkanizácie, vrátane stanovenia teplotného poľa vo vulkanizovanom produkte pomocou riadených vonkajších teplotných podmienok na vulkanizačných povrchoch produktov, stanovenia kinetiky neizotermickej vulkanizácie tenkých laboratórnych dosiek pomocou dynamického modulu harmonickej posun v zistených neizotermických podmienkach, určenie dĺžky trvania vulkanizačného procesu, pri ktorom sa vytvorí optimálny súbor najdôležitejších vlastností gumy, stanovenie teplotného poľa pre viacvrstvové štandardné vzorky simulujúce prvok pneumatiky v zložení a geometrii, získanie kinetiky neizotermickej vulkanizácie viacvrstvových dosiek a stanovenia ekvivalentnej doby vulkanizácie na základe vopred zvolenej optimálnej úrovne vlastností, vulkanizácia viacvrstvových vzoriek na laboratórnom lise pri konštantnej teplote v priebehu ekvivalentnej doby vulkanizácie a analýza výsledných charakteristík . Táto metóda je výrazne presnejšia ako metódy používané v priemysle na výpočet efektov a ekvivalentných časov vulkanizácie, je však ťažkopádnejšia a nezohľadňuje zmenu nestálosti reaktivity kaučukovej zmesi dodávanej na vulkanizáciu.

Je známy spôsob regulácie procesu vulkanizácie, pri ktorom sa meria teplota v oblastiach produktu, ktoré obmedzujú proces vulkanizácie, z týchto údajov sa vypočítajú stupne vulkanizácie a keď sa špecifikovaný a vypočítaný stupeň vulkanizácie zhodujú , cyklus vulkanizácie sa zastaví. Výhodou systému je nastavenie doby vulkanizácie pri zmene teplotných výkyvov procesu vulkanizácie. Nevýhodou tejto metódy je veľký rozptyl v charakteristikách výsledných produktov v dôsledku heterogenity kaučukovej zmesi z hľadiska reaktivity k vulkanizácii a odchýlky kinetických konštánt vulkanizácie použitých pri výpočte od skutočných kinetických konštánt kaučuku. spracovávaná zmes.

Je známy spôsob riadenia procesu vulkanizácie, ktorý spočíva vo výpočte teploty v kontrolovanej zóne ramena na R-C mriežke pomocou okrajových podmienok na základe meraní povrchovej teploty foriem a teploty membránovej dutiny, pričom sa vypočíta ekvivalentná vulkanizácia. časy, ktoré určujú stupeň vulkanizácie v kontrolovanom pásme, pri implementácii ekvivalentnej časovej vulkanizácie v reálnom procese sa proces zastaví. Nevýhodou tejto metódy je jej zložitosť a veľké kolísanie vlastností výsledných produktov v dôsledku zmien reaktivity na vulkanizáciu (aktivačná energia, preexponenciálny multiplikátor kinetických konštánt) kaučukovej zmesi.

Navrhovanej metóde je najbližšia metóda riadenia procesu vulkanizácie, pri ktorej sa synchrónne s vlastným procesom vulkanizácie podľa okrajových podmienok na základe meraní teploty na povrchu kovovej formy vypočítava teplota vo vulkanizovaných výrobkoch. pomocou mriežkového elektrického modelu sa vypočítané hodnoty teploty nastavia na vulkameter, na ktorom sa paralelne s hlavnou Počas procesu vulkanizácie zisťuje kinetika neizotermickej vulkanizácie vzorky z vsádzky spracovávanej kaučukovej zmesi. študované, pri dosiahnutí danej úrovne vulkanizácie sa generujú riadiace príkazy na merači vulkanizácie pre jednotku vulkanizácie produktu [AS ZSSR č. 467835]. Nevýhodou metódy je veľká náročnosť implementácie v technologickom procese a obmedzený rozsah aplikácie.

Cieľom vynálezu je zvýšiť stabilitu charakteristík vyrábaných produktov.

Tento cieľ je dosiahnutý tým, že čas vulkanizácie gumárenských výrobkov na výrobnej linke sa upravuje v závislosti od času získania maximálneho šmykového modulu kaučukovej zmesi pri vulkanizácii vzoriek spracovávanej kaučukovej zmesi v laboratórnych podmienkach na reometri a odchýlka modulu pevnosti v ťahu gumy vo vyrábaných výrobkoch od stanovenej hodnoty.

Navrhované riešenie je znázornené na obrázkoch 1-5.

Obrázok 1 zobrazuje funkčný diagram riadiaceho systému, ktorý implementuje navrhovaný spôsob riadenia.

Obrázok 2 zobrazuje blokovú schému riadiaceho systému, ktorý implementuje navrhovanú metódu riadenia.

Obrázok 3 zobrazuje časový rad pevnosti v ťahu spojky Jubo, vyrobenej v OJSC Balakovorezinotekhnika.

Obrázok 4 ukazuje charakteristické kinetické krivky pre moment šmyku vzoriek kaučukovej zmesi.

Obrázok 5 ukazuje časový rad zmien v trvaní vulkanizácie vzoriek kaučukovej zmesi na 90 % dosiahnuteľného šmykového modulu vulkanizátu.

Funkčná schéma systému, ktorý implementuje navrhovanú metódu riadenia (pozri obr. 1) znázorňuje štádium prípravy kaučukovej zmesi 1, vulkanizačný stupeň 2, reometer 3 na štúdium kinetiky vulkanizácie vzoriek kaučukovej zmesi, mechanický zariadenie na dynamickú analýzu 4 (alebo stroj na skúšanie ťahu) na určenie modulu ťahu gumy hotových výrobkov alebo satelitných vzoriek, ovládacie zariadenie 5.

Spôsob kontroly je implementovaný nasledovne. Vzorky zo šarží kaučukovej zmesi sa analyzujú na reometri a hodnoty času vulkanizácie, pri ktorom má šmykový moment kaučuku maximálnu hodnotu, sa odošlú do riadiaceho zariadenia 5. Pri reaktivite kaučukovej zmesi zmeny, riadiace zariadenie upraví čas vulkanizácie produktov. Poruchy sa teda spracovávajú podľa charakteristík počiatočných zložiek, ktoré ovplyvňujú reaktivitu výslednej kaučukovej zmesi. Modul v ťahu gumy v hotových výrobkoch sa meria dynamickou mechanickou analýzou alebo na stroji na skúšanie ťahu a tiež sa posiela do riadiaceho zariadenia. Nepresnosť výslednej úpravy, ako aj prítomnosť zmien teplôt chladiacich kvapalín, podmienok výmeny tepla a iných rušivých vplyvov na proces vulkanizácie sú spracované úpravou času vulkanizácie v závislosti od odchýlky modulu pružnosti gumy v vyrobené výrobky od stanovenej hodnoty.

Bloková schéma riadiaceho systému, ktorý implementuje tento spôsob riadenia a je znázornená na obr. 2, obsahuje riadiace zariadenie priameho riadiaceho kanála 6, riadiace zariadenie spätnoväzbového kanálu 7, objekt na riadenie procesu vulkanizácie 8, transport oneskorovací spoj 9 na zohľadnenie dĺžky času na určenie charakteristík gumy hotových výrobkov, porovnávací prvok spätnoväzbového kanála 10, sčítačku 11 na sčítanie úprav doby vulkanizácie cez priamy riadiaci kanál a spätnoväzbový kanál sčítačku 12 na zohľadnenie vplyvu nekontrolovaných porúch na proces vulkanizácie.

Pri zmene reaktivity kaučukovej zmesi sa zmení odhad τ max a riadiace zariadenie cez priamy riadiaci kanál 1 upraví čas vulkanizácie v technologickom procese o hodnotu Δτ 1.

V reálnom procese sa podmienky vulkanizácie líšia od podmienok na reometri, preto sa čas vulkanizácie potrebný na získanie maximálnej hodnoty krútiaceho momentu v reálnom procese tiež líši od doby získanej na zariadení a tento rozdiel sa časom mení v dôsledku nestability. podmienok vulkanizácie. Tieto poruchy f sú spracované spätnoväzbovým kanálom zavedením korekcie Δτ2 riadiacim zariadením 7 spätnoväzbovej slučky v závislosti od odchýlky gumového modulu vo vyrábaných výrobkoch od špecifikovanej hodnoty E set.

Spoj 9 na oneskorenie dopravy pri analýze dynamiky systému zohľadňuje vplyv času potrebného na analýzu vlastností gumy hotového výrobku.

Obrázok 3 zobrazuje časový rad podmienenej vypínacej sily spojky Juba, vyrábanej OJSC Balakovorezinotekhnika. Údaje ukazujú širokú škálu produktov pre tento ukazovateľ. Časový rad možno znázorniť ako súčet troch zložiek: nízkofrekvenčná x 1, stredná frekvencia x 2, vysokofrekvenčná x 3. Prítomnosť nízkofrekvenčného komponentu poukazuje na nedostatočnú účinnosť existujúceho systému riadenia procesov a zásadnú možnosť vybudovania efektívneho systému spätnej väzby na zníženie rozptylu parametrov hotového výrobku podľa jeho charakteristík.

Obrázok 4 ukazuje charakteristické experimentálne kinetické krivky pre šmykový moment počas vulkanizácie vzoriek kaučukovej zmesi, získané na reometri Alfa Technologies MDR2000. Údaje ukazujú heterogenitu kaučukovej zmesi z hľadiska reaktivity na proces vulkanizácie. Časový rozptyl na dosiahnutie maximálneho krútiaceho momentu sa pohybuje od 6,5 minúty (krivky 1.2) do viac ako 12 minút (krivky 3.4). Rozpätie pri dokončení procesu vulkanizácie sa pohybuje od nedosiahnutia maximálnej hodnoty krútiaceho momentu (krivky 3.4) až po prítomnosť procesu prevulkanizácie (krivky 1.5).

Obrázok 5 ukazuje časový rad času vulkanizácie na 90 % úroveň maximálneho šmykového momentu, získaný štúdiom vulkanizácie vzoriek kaučukovej zmesi na reometri MDR2000 Alfa Technologies. Údaje ukazujú prítomnosť nízkofrekvenčných variácií v čase vytvrdzovania na získanie maximálneho šmykového momentu vulkanizátu.

Prítomnosť veľkého rozptylu v mechanických charakteristikách spojky Juba (obr. 3) naznačuje relevantnosť riešenia problému zvyšovania stability charakteristík gumových výrobkov s cieľom zvýšiť ich prevádzkovú spoľahlivosť a konkurencieschopnosť. Prítomnosť nestability v reaktivite kaučukovej zmesi na proces vulkanizácie (obr. 4, 5) naznačuje potrebu zmeny času v priebehu procesu vulkanizácie výrobkov vyrobených z tejto kaučukovej zmesi. Prítomnosť nízkofrekvenčných komponentov v časovom rade podmienenej lomovej sily hotových výrobkov (obr. 3) a v čase vulkanizácie na získanie maximálneho šmykového momentu vulkanizátu (obr. 5) naznačuje zásadnú možnosť zvýšenia ukazovatele kvality hotového výrobku úpravou času vulkanizácie.

Vyššie uvedené potvrdzuje prítomnosť v navrhovanom technickom riešení:

Technický výsledok, t.j. navrhované riešenie je zamerané na zvýšenie stability mechanických charakteristík gumových výrobkov, zníženie počtu chybných výrobkov a tým aj zníženie mernej spotreby počiatočných komponentov a energie;

Základné vlastnosti spočívajúce v úprave trvania procesu vulkanizácie v závislosti od reaktivity kaučukovej zmesi na proces vulkanizácie a v závislosti od odchýlky modulu pružnosti v ťahu kaučuku v hotových výrobkoch od stanovenej hodnoty;