Статьи»Производство и применение РТИ»Поэтапная вулканизация

Поэтапная вулканизация

Добавлено 10.07.2017

 

Поэтапная вулканизация необходима для валов больших и среднего размера, а также небольших сплошных сердечников или не расточенных валов; обычно не требуется для валов с трубой в качестве стержня или небольших валов с тонкой обо­лочкой.

Поэтапная вулканизация решает три задачи. Во-первых, она служит для нагрева внутренних частей вала и резиновой оболочки, увеличения температуры без вулка­низации оболочки, и, во-вторых, при нагревании смеси без ее вулканизации вяз­кость уменьшается, что позволяет захваченным или образующимся газам выйти. Поэтому смягченные поверхности слоев начинают связываться до начала реакции вулканизации.

Поэтапная вулканизация обычно начинается примерно при 100 °С и продолжа­ется с интервалом 10-20 °С, занимая от получаса до 2 ч на каждый этап в зависимо­сти от размера вала и максимальной используемой температуры. Общее время дос­тижения температуры вулканизации может варьироваться от 2 ч для небольших ва­лов и до 20 ч — для очень больших. Температура вулканизации обычно составляет 135-150 °С. Для больших несверленных и сплошных валов рекомендуется сделать вырез в центральной ленте приблизительно на ширину 30 мм, заполнить разрез све­жей смесью, используя листы толщиной 2 мм с отделяющим веществом и провести тестовую вулканизацию.

Время подъема — это время, которое требуется для подъема температуры в авто­клаве от комнатной температуры до температуры, требуемой для вулканизации. Время подъема характеризуется непрерывным и равномерным увеличением темпе­ратуры и зависит от таких факторов, как размер и начальная температура автоклава, термической диффузии (теплопроводности) резинового покрытия, метода вулкани­зации и средств быстрой подачи пара или горячего воздуха. Время подъема отлича­ется в разных случаях: с относительно большими валами, например, оно должно быть несколько увеличено за счет включения дополнительного времени предвари­тельного нагрева в цикл вулканизации, чтобы вся масса резины могла нагреться. Температура, соответствующая времени предварительного нагрева, должна быть та­кой, чтобы вулканизация не происходила. Поскольку полное давление не действует в течение всего времени подъема температуры, включая время предварительного нагрева, возможно развитие пористости, если на этой стадии должна начинаться вулканизация. Лучше использовать резиновые смеси, имеющие относительно ко­роткое время подвулканизации и длинное плато вулканизации, чем использовать смеси замедленного действия и вулканизацию с пиком, особенно когда используют­ся большие стержни.

Толщина резинового покрытия важна из-за плохих теплопередающих свойств эластомерных материалов и особенно в случае валов с большими несверленными или сплошными стержнями. Количество теплоты, которое достигает покрытие из­нутри вала, определяется количеством теплоты, вышедшей из стержня; состоянием внутренней поверхности; толщиной самой оболочки.

Норман рассматривал модельную оболочку вала с резиной 2,5 см толщиной, с сердечником 45 см в диаметре, 30 см длиной и внутренним диаметром 27 см с кон­цевыми вставками длиной 50 см. Было обнаружено, что поступление тепла за счет проводимости только через резиновое покрытие не может создать нужную скорость подъема температуры в металлическом стержне и что теплопроводности от концов недостаточно, чтобы повлиять на центр вала. Поэтому было сделано заключение, что для удовлетворительного нагрева резины, находящейся в контакте с центральной частью, необходима соответствующая подача пара изнутри.

Вообще говоря, скоростью вулканизации резиновой смеси можно пренебречь для больших валов, поскольку общее время вулканизации значительно превыша­ет оптимальное время вулканизации смеси. Поэтому смеси резинового покрытия должны быть составлены так, чтобы выдерживать значительные степени перевулка­низации без ухудшения их физических свойств. Термическая диффузия (теплопро­водность) резиновой смеси важнее, чем оптимальное время вулканизации. В типич­ном примере стержень диаметром 2 см был покрыт резиной толщиной 5 см с помо­щью двух различных смесей: смесь А с температуропроводностью 0,0015 см2/с, имеющая оптимальное время вулканизации 20 мин при 140 °С, и смесь В с темпера­туропроводностью 0,00085 см2/с, с оптимальным временем вулканизации 15 мин при 140 °С. Через 90 мин вулканизации было обнаружено, что вал со смесью А пол­ностью вулканизован, а вал со смесью В имеет пористость и выцветание серы. Наи­большее влияние на вулканизацию оказывает стержень. Если резиновое покрытие нанесено на полый или трубчатый стержень, вал можно нагревать как со стороны по­крытия, так и со стороны стержня, и в таких условиях обычно не требуется увеличи­вать время предварительного нагрева, если резиновое покрытие не очень толстое. Если масса металла относительно мала, осевая проводимость может сделать воз­можным нагрев резины изнутри. Если стержень больше по диаметру, металл дейст­вует как теплоотвод, и эффект нагрева изнутри оказывается незначительным. При­мером могут служить два вала с одинаковой резиновой смесью толщиной 5 см, со стержнями 20 см в длину. Диаметр одного стержня был 2 см, а другого 10 см. В оди­наковых условиях вал со стержнем диаметром 2 см вулканизовался удовлетвори­тельно, а в другом после разрезания обнаружена заметная пористость и выцветание серы в центральной области поперечного сечения вала. Когда металл значительно толще резины, радиальный нагрев оказывает наибольшее воздействие, и осевой нагрев металла не дает температур в области соединения резины и металла выше, чем в середине резины. Когда стержень сплошной, тепло переходит от покрытия к сердеч­нику и от концов сердечника к центру. Для паровой вулканизации при температуре около 140 °С были предложены следующие правила, касающиеся превышения опти­мального времени вулканизации.

Нормы на стержни. Для полого стержня 0, и общее время вулканизации между 50 и 60% от используемого для легкого стержня; для легкого стержня (полая труба с закрытыми концами), приблизительно 1 ч; для сплошного стержня ноль для диа­метров до 75 мм, до четырех этапов по 1 ч каждый для диаметра 150 мм.

Нормы для эбонита. 1 ч дополнительно ко времени обычной вулканизации, за исключением полых стержней, для которых не делается допуск, если цикл вулкани­зации превышает 2 ч.

Нормы для резинового покрытия. В дополнение к любым нормам для стержня и эбонита 5 мин для каждых 0,75 мм до 75 мм и 8 мин для каждых 0,75 мм до 75-100 мм покрытия.

Время извлечения обычно делается минимальным, чтобы избежать продолжаю­щегося нагрева после вулканизации. Однако в некоторых случаях необходимо мед­ленно разгружать автоклав: например, при толстом эбонитовом покрытии темпера­туру и давление снижают постепенно, чтобы избежать разрывов и трещин. Это тре­бование также относится к валам, покрытия которых основаны на полимерах с очень низкой газопроницаемостью, таких как бутилкаучук или нитрильный каучук. Дли­тельное извлечение предотвращает повреждение покрытий за счет расширения газа при резком снижении давлении. Наконец, после извлечения валам дают остыть при комнатной температуре и удаляют блокирующие диски (шайбы) и ленты.

Фотогалерея

Новости

День Победы!

9 мая - День Победы! Поздравляем!...далее

День весны и труда!

С 1 Мая!...далее

График работы в майские праздники

Примите к сведению при вывозе продукции...далее

Все новости >>


Мы в СМИ



Прямая связь с руководством

Вы можете отправить сообщение руководству компании.

Форма обратной связи

Вы можете отправить нам сообщение

ОАО НИИРП