Análisis del proceso de vulcanización de productos de caucho

Proceso de vulcanización de productos de caucho

Uno. Propósito

1. Comprender la esencia de la vulcanización y los factores que afectan la vulcanización.

2. Dominar los métodos de determinación e implementación de las condiciones de vulcanización.

3. Domine el método de operación de la máquina vulcanizadora de placas.

4. Comprender la estructura de uno de los equipos de vulcanización.

2. Equipo de vulcanización y principios experimentales

Figura 5-1 Máquina vulcanizadora plana

La vulcanización es el proceso de reticular las macromoléculas lineales del compuesto de caucho a una determinada temperatura, tiempo y presión para formar una estructura de red tridimensional. La vulcanización reduce la plasticidad del caucho, aumenta su elasticidad, aumenta en gran medida su capacidad para resistir la deformación por fuerza externa y mejora otras propiedades físicas y químicas, lo que convierte al caucho en un valioso material de ingeniería.

La vulcanización es el último paso en el procesamiento de productos de caucho. La calidad de la vulcanización tiene una gran influencia en el rendimiento del caucho vulcanizado. Por tanto, las condiciones de vulcanización deben controlarse estrictamente.

1. Las superficies de presión de las dos placas calientes del vulcanizador deben estar paralelas entre sí.

2. La placa calefactora adopta calefacción por vapor o calefacción eléctrica.

3. Durante todo el proceso de vulcanización de la placa, la presión aplicada en el área de la cavidad del molde no es inferior a 3,5 MPa.

4. Independientemente del tipo de placa calefactora que se utilice, la distribución de temperatura en toda el área del molde debe ser uniforme. La diferencia máxima de temperatura entre puntos de la misma placa calefactora y entre cada punto y el punto central no excederá de 1 ℃; la diferencia de temperatura entre los puntos correspondientes de dos placas adyacentes no excederá de 1 ℃. La diferencia máxima de temperatura en el centro de la placa calefactora no supera los ± 0,5 ° C.

Especificaciones técnicas

Presión máxima de cierre 200 toneladas

Carrera máxima del émbolo 250 mm

Área plana 503 mm × 508 mm

Número de capas de trabajo Dos capas

Potencia calorífica total 27 kW

3. Operación del experimento de vulcanización.

1. Preparación de caucho

La película mezclada debe estacionarse durante 2-24 horas de acuerdo con GB / T 2941-2006 antes de que pueda cortarse para vulcanización. El método de corte de piezas es el siguiente:

(1) Hoja (para prueba de tracción) o muestra de tira

Use tijeras para cortar pedazos en el material de goma. El ancho de la pieza de prueba debe ser consistente con la dirección de rodadura del material de caucho. El volumen del compuesto de caucho debe ser ligeramente mayor que el del molde y su peso se pesa con una balanza. La masa de la goma en bruto se calcula de acuerdo con el siguiente método:

Masa en blanco de caucho (g)=volumen de la cavidad (cm3) × densidad del caucho (g / cm3) × (1.05 ~ 1.10)

Para garantizar una cantidad suficiente de caucho durante el moldeo y la vulcanización, la cantidad real de caucho aumenta en un (5-10)% más que la cantidad calculada. Después del corte, pegue etiquetas con números y condiciones de vulcanización en el lado de la goma en blanco.

(2) Muestra cilíndrica

Tome una película de aproximadamente 2 mm, tome la altura de la muestra (ligeramente mayor que) como el ancho, presione y extienda la dirección vertical para cortar en una tira, enróllela en un cilindro y el cilindro debe enrollarse firmemente sin espacios . El volumen debe ser ligeramente más pequeño que la cavidad y la altura debe ser mayor que la cavidad. Una etiqueta de papel con el número y las condiciones de curado se adjunta a la parte inferior del cilindro.

(3) Muestra redonda

De acuerdo con los requisitos, el material de caucho se corta en una muestra de película circular. Si el grosor no es suficiente, la película se puede apilar. El volumen debe ser ligeramente mayor que el volumen de la cavidad del molde. Pegue el papel de número y condición de vulcanización en la parte inferior de la muestra circular. etiqueta.

2. Ajuste y controle la temperatura de la placa de acuerdo con la temperatura de vulcanización requerida para mantenerla constante.

3. Coloque el molde en un plato cerrado y precaliéntelo a la temperatura de vulcanización especificada dentro de ± 1 ℃, y manténgalo a esta temperatura durante 20 minutos. El precalentamiento no es necesario durante la vulcanización continua. Solo se permite un molde en cada capa de placa caliente durante la vulcanización.

4. Control y ajuste de la presión de vulcanización.

Cuando el vulcanizador está funcionando, la bomba proporciona la presión de vulcanización y el manómetro indica la presión de vulcanización, y la válvula reguladora de presión puede ajustar el valor de presión.

5. Coloque la goma en blanco para verificar el número y las condiciones de vulcanización en el molde precalentado lo más rápido posible, cierre el molde inmediatamente y colóquelo en el centro de la placa. Después de que los modelos vulcanizados superior e inferior estén alineados en la misma dirección, se aplica presión para levantar la placa.Cuando el manómetro indica la presión de trabajo requerida, libere correctamente la presión y descargue aproximadamente 3 a 4 veces, luego maximice la presión, comience para calcular el tiempo de vulcanización, libere inmediatamente la presión cuando la vulcanización alcance el tiempo predeterminado y saque la muestra.

Para el nuevo vulcanizador plano, la sujeción del molde, el escape, el tiempo de vulcanización y la apertura del molde se controlan automáticamente.

6. Una vez que la muestra vulcanizada se corta con el borde del pegamento, se puede probar su rendimiento después de haber estado estacionada a temperatura ambiente durante 10 horas.

Cuatro, factores que afectan la vulcanización.

Para un compuesto de caucho con una fórmula determinada, existen tres factores que afectan la calidad del caucho vulcanizado: presión de vulcanización, temperatura de vulcanización y tiempo de vulcanización, también conocidos como los tres elementos de vulcanización.

1. Presión de vulcanización

El propósito de aplicar presión al caucho durante el proceso de vulcanización es hacer que el caucho fluya en la cavidad del molde, y el certificado de la oficina de Harbin se llena con ranuras (o patrones) para evitar burbujas o falta de caucho; mejorar la compacidad del caucho; fortalecer la goma Fuerza de adhesión a la capa de tela o metal; ayuda a mejorar las propiedades físicas y mecánicas del compuesto de caucho (como propiedades de tracción, resistencia al desgaste, resistencia a la flexión, resistencia al envejecimiento, etc.). Por lo general, se determina de acuerdo con la plasticidad del compuesto y las condiciones específicas de la estructura de la muestra (producto). Si la plasticidad es grande, la presión debe ser menor; la presión debe ser mayor para el espesor, el número de capas y la estructura compleja.

2. Temperatura de vulcanización

La temperatura de vulcanización afecta directamente la velocidad de la reacción de vulcanización y la calidad de la vulcanización. Según la ecuación de Van der Hoff:

Entre ellos, T1: el tiempo de curado cuando la temperatura es t1;

T2: tiempo de vulcanización cuando la temperatura es t2;

K: coeficiente de temperatura de vulcanización.

Puede verse que cuando K=2, el tiempo de vulcanización se puede reducir a la mitad por cada 10 ° C de aumento de temperatura, lo que indica que el efecto de la temperatura de vulcanización sobre la velocidad de vulcanización es muy obvio. Es decir, aumentar la temperatura de vulcanización puede acelerar la velocidad de vulcanización, pero la alta temperatura hace que la cadena molecular del caucho se agriete fácilmente, lo que provoca una reducción de la vulcanización, lo que da como resultado una disminución de las propiedades físicas y mecánicas, por lo que la temperatura de vulcanización no debe ser demasiado alto. La temperatura de vulcanización adecuada depende de la fórmula del caucho, que depende principalmente del tipo de caucho y del sistema de vulcanización.

3. Tiempo de vulcanización

El tiempo de curado está determinado por la fórmula del compuesto y la temperatura de curado. Para un compuesto de caucho dado, bajo ciertas condiciones de temperatura y presión de vulcanización, existe un tiempo de vulcanización óptimo. Demasiado largo o demasiado corto afectará el rendimiento del caucho vulcanizado.

La elección del tiempo de curado adecuado puede determinarse mediante un instrumento de curado.