Статьи»Производство и применение РТИ»СВЧ-вулканизация

СВЧ-вулканизация

Добавлено 19.04.2017

 

Вулканизация горячим воздухом

Вулканизация в горячем воздухе это один из самых старых способов вулканиза­ции. В непрерывных процессах он применяется без давления. Экструдат пропускают через туннели с горячим воздухом, которые могут иметь длину до 150 м; для темпера­турного контроля и регулирования скорости весь туннель делится на секции.

Для существенного уменьшения длины воздушных туннелей в новейших конст­рукциях используется система предварительного нагрева экструдата в СВЧ-поле переменного тока. Такой способ вулканизации называется СВЧ или микроволновой (индукционной) вулканизацией, что не совсем корректно. Применение СВЧ-на­грева изделия позволяет укоротить туннели с горячим воздухом, например, до 22 м или меньше. При этом они служат лишь для поддержания температуры, достигну­той на предварительном этапе.

Принцип

Диэлектрический нагрев, который позволяет быстро и равномерно нагревать все вещества, не проводящие электричество, основан на том, что неэлектропроводные вещества в электрическом поле высокой частоты и под его воздействием подверга­ются поляризации, в результате чего в этих веществах возникают диэлектрические потери, которые в свою очередь приводят к их нагреву

Диэлектрические потери зависят от частоты электрического поля.

Следует различать следующие виды поляризации:

  1. Электронная поляризация; создается сдвигом электронов относительно по­ложительного ядра.
  2. Ориентационная (дипольная) поляризация; возникает под влиянием поля молекул, имеющих дипольный характер.
  3. Ионная поляризация; в результате накапливания свободных ионов на гра­нице между веществами с различной проводимостью и диэлектрическими
    постоянными.

Для неполярных веществ чистого НК, БСК, СКЭПТ и т. д. СВЧ-нагрев воз­можен только за счет электронной поляризации, требующей чрезвычайно высокой частоты. Поэтому в данном случае предварительное нагревание будет экономически нецелесообразным. Для материалов дипольного характера, например, полярных, та­ких как БНК и хлоропреновый каучук, напротив, требуются значительно более низ­кие уровни энергии, и поэтому они больше подходят для равномерного нагрева в вы­сокочастотном поле.

Во многих случаях нагрев за счет ионной поляризации с относительно низкими (по сравнению с электронной) частотами все же возможен резиновая смесь здесь выступает в качестве системы гетерогенных веществ. При этом механизм нагрева все еще неясен. Можно обратиться к диэлектрической теории Вагнера, которая на­зывает электрическую гетерогенность причиной потерь энергии, и на этом основа­нии делается сравнение поглощения энергии электрически возбужденной средой с поглощением световой энергии оптически возмущенной системой.

Нагреваемость смеси зависит не только от типа материала, но существенно и от наполнителей. С ростом количества технического углерода скорость нагрева возрас­тает. Химически активный технический углерод дает более быстрый нагрев, чем ме­нее активный. Смеси, включающие светлые наполнители, нагреваются медленнее. Среди них 2пО позволяет нагревать быстрее, чем, например, М§СО3, который, в свою очередь, в этом отношении лучше, чем мел или кремнезем.

Оборудование снабжено средствами регулирования скорости конвейерной лен­ты и центрирования волновода, что позволяет направлять профиль различных раз­меров и форм точно по центру электрического поля.

Кроме того, существует оборудование, контролирующее количество энергии волны, которое поглощает резиновая смесь. Фотоэлементы в конце вулканизацией -ного туннеля отключают магнетрон, когда материал не проходит через туннель.

Тепловые потери профиля за счет излучения можно исключить с помощью вен­тилятора горячего воздуха, который, кроме того, отводит выделяющиеся газы и пре­дотвращает любую конденсацию.

Чтобы завершить вулканизацию с требуемой скоростью, относительно малая длина камеры предварительного нагрева требует дополнительного туннеля с инфра­красным нагревом или горячим воздухом. Достоинством подобного сочетания явля­ется обеспечение равномерной вулканизации. Естественно, что полная вулканиза­ция возможна и при соответствующей длине СВЧ-туннеля, но такие затраты эконо­мически необоснованны.

В отличие от других способов вулканизации, тепло в СВЧ-оборудовании не по­дается извне, а генерируется одновременно на поверхности и внутри изделия, так что выраженного градиента степени вулканизации не возникает. При этом происхо­дит равномерная вулканизация, и свойства вулканизата одинаковы в различных точках. Поэтому данный способ требует значительно более низкого уровня энергии по сравнению с другими способами (выход энергии 50-60%) и, кроме того, сущест­венно сокращает время вулканизации изделий с большой толщиной, для которых время вулканизации, например, в жидкой среде представляет проблему

При работе с СВЧ-оборудованием для получения вулканизатов без пор также необходимо использовать экструдер с зоной дегазации.

Составление смесей

При составлении рецептур смесей, которые будут вулканизовываться с помо­щью СВЧ-оборудования, необходимо учитывать поглощаемую энергию, то есть вре­мя достижения температуры вулканизации.

Нагревание резиновой смеси происходит, как уже отмечалось, тем быстрее, чем более полярным является материал или чем выше доля полярного ингредиента смеси, такого как, например, технический углерод. Таким образом, не очень сложно составить рецептуру быстро вулканизуемых смесей на основе полярных каучуков (БНК или хлоропреновый каучук), которые обладают высокой полярностью, или неполярных (БСК, НК и СКЭПТ и т. д. с наполнителем из технического углерода). Проблемы возникают с неполярными материалами со светлыми наполнителями. Существует два пути их решения:

  1. Смешение неполярных и полярных каучуков.
  2. Добавление полярных материалов к неполярным смесям.

Смеси неполярных НК или СКЭПТ с небольшим количеством полярных БНК или хлоропреновых каучуков позволяют создавать смеси для непрерывной вулка­низации. Также добавляют поливинилхлорид (ПВХ) или поливинилденхлорид (ПВДХ).

Если ограничиться добавлением только полярных пластификаторов, например, хлорпарафина, трудно достичь необходимых скоростей нагревания.

Определенное увеличение скорости нагревания достигается с помощью фактиса, особенно на основе касторового масла. Значительного увеличения можно достичь, ес­ли используются наполнители-активаторы, такие как диэтиленгликоль и триэтанол-амин (часто достаточно добавить лишь 10 весовых процентов). На протекании непре­рывной СВЧ-вулканизации благоприятно сказываются такие технологические до­бавки, как цинковые соли жирных кислот (мыла) и сложные эфиры жирных спиртов.

Как правило, ни одного из этих средств по отдельности для достижения удовлетвори­тельной степени нагрева недостаточно, поэтому они применяются в комплексе.

При использовании кремнекислых наполнителей часть воды всегда связывается настолько прочно, что ее нельзя удалить в вакуумной зоне экструдера. Вода может быть высвобождена при высоких температурах вулканизации, однако, если не добав­лять СаО, это может привести к возникновению пористости вулканизатов. Примене­ние диэтиленгиколя или триэтаноламина позволяет отделять и удалять воду в ваку­умной зоне, получая вулканизаты без воздушных пор даже без введения СаО.

Кроме того, в некоторых случаях изменение полярности смеси вызвано самой вулканизацией, что ведет к увеличению поглощения энергии после ее начала.

Фотогалерея

Новости

Распродажа приводных ремней!

Приводные ремни по сниженным ценам!...далее

Распродажа надувных лодок!

Скидка 50%...далее

Виброизоляторы - остатки

Виброизоляторы резинометаллические...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