Статьи»Производство и применение РТИ»Вулканизация экструдатов

Вулканизация экструдатов

Добавлено 19.04.2017

 

Способы непрерывной вулканизации для профильных резиновых изделий были внедрены по экономическим соображениям. Некоторые экструдаты перед вулкани­зацией обрабатываются как полуфабрикаты (например, протекторы шин), другие обрабатываются в ходе отдельного процесса вулканизации (например, в условиях небольшого объема производства). Вулканизация значительной части профильных резиновых изделий проводится в непрерывном режиме немедленно после выхода из экструдера. В связи с этим большое значение приобретает непрерывная вулканиза­ция в паровой среде высокого давления; такой способ используется в производстве кабелей. Наконец, для экструзионных изделий определенную роль играет вулкани­зация под свинцом.

Вулканизация в автоклавах

Для периодической вулканизации экструдатов по-прежнему очень важен нагрев в воздушных и паровых автоклавах под давлением. Чтобы избежать при вулканиза­ции деформации изделий, смеси наполняют достаточным количеством фактиса, а профили помещают на поддерживающие конструкции или в молотый тальк. Шланги с тонкими стенками размещают на оправке и вулканизуют под давлением в вулканизационных автоклавах длиной 30 и более метров. Экструдаты также можно нагревать погруженными в воду внутри автоклава. Поскольку такие виды вулкани­зации всегда выполняются в периодическом режиме, они используются только то­гда, когда непрерывные процессы невозможны или экономически неоправданны.

Непрерывная вулканизация в жидких средах (LСМ)

Способ вулканизации в жидкой среде (НдиЫ сиггп§ теЛос!) основан на вулкани­зации резиновой смеси в горячей жидкой среде

Принцип

В основе лежит очень простой принцип: профили с помощью транспортера по­мещают в длинную ванну с горячей жидкой средой сразу после их выхода из экстру-дера. Изделия выдерживают погруженными в жидкость и перемещают в ванне на стальной конвейерной ленте; профили доходят до конца ванны полностью вулкани­зованными.

Основные достоинства способа вулканизации в жидкой среде по сравнению с вулканизацией в автоклавах заключаются не только в том, что можно получать длинномерные профили, но также в том, что: 1) ниже процент брака; 2) лучше внеш­ний вид профилей; 3) сокращается время вулканизации.

Снижение количества брака связано с тем, что деформация изделия при вулка­низации таким способом гораздо меньше, а внешний вид готового вулканизованного профиля можно контролировать сразу после выхода профиля из вулканизационной ванны. Оценивать подобные характеристики при работе с автоклавом можно только партиями, и, следовательно, при обнаружении дефектов отбраковывается вся пар­тия. Кроме того, эффективность оборудования 1СМ-вулканизации выше откры­тие автоклава всегда сопровождается значительными потерями тепла.

Поскольку Ь СМ-вулканизация не требует применения порошков, и в ходе про­цесса на изделиях не образуются пятна конденсированной воды, нередкие при авто­клавной вулканизации, то изделия обладают хорошим внешним видом.

Конструкция

1СМ-вулканизация выполняется в солевой ванне; для этого используется длин­ный лоток, через который проходит стальная конвейерная лента. Лоток размещают рядом с экструдером.

Длина жидкой ванны зависит не только от скорости вулканизации профилей и температуры расплава соли, но также от производительности экструдера (макси­мальной скорости экструзии). Эта скорость, в свою очередь, зависит от размеров экструдируемого профиля. Учитывая высокие температуры вулканизации, превы­шение оптимального времени вулканизации опасно для профиля. Поэтому необхо­димо тщательно поддерживать баланс между скоростью экструзии и временем нахо­ждения изделия в нагретой ванне.

В качестве нагревающих сред в вулканизационных ваннах используют смеси со­лей и (реже) смеси металлов, полиалкил гликоли, глицерин, кремнийорганические жидкости и т. д. Иногда способ называют «вулканизация в расплаве солей», по­скольку это наиболее часто применяемая среда.

Самый распространенный эвтектический (плавящийся при низкой температу­ре) расплав смеси солей состоит из 53% нитрата калия, 40% нитрита натрия, 7% нит­рата натрия (весовое процентное содержание).

Преимущества и недостатки /_СМ-вулканизации

Использование 1СМ-вулканизации позволяет получать гладкие профили. Ос­новной же недостаток расплава солей его высокая плотность. Поскольку плотность резиновой смеси практически всегда значительно ниже, чем у такой среды, возникает более или менее значительная выталкивающая сила, которую преодоле­вают с помощью стальной полосы, вдавливающей профиль в ванну Если использу­ются очень мягкие смеси с низкой плотностью и поперечным сечением сложной геометрической формы могут возникать деформации экструдата. В таких случаях в качестве среды лучше применять, например, полиалкил гликоль или кремнийоргани-ческую жидкость и использовать вулканизацию в кипящем слое или УВЧ (СВЧ)-вул-канизацию.

Теплоноситель обычно обладает весьма хорошей теплопроводностью, и, по­скольку можно выбрать высокие температуры вулканизации (210-240 °С), она до­стигается за короткое время. Смесь солей отличается от других используемых жид­ких сред лучшими характеристиками теплопередачи. При этом определенную про­блему из-за низкой теплопроводности резиновых смесей создает относительно медленный теплоперенос, особенно для толстостенных изделий или для полых про­филей. Чем крупнее нагреваемый профиль, тем дольше он должен находиться в жидкой ванне до полностью прогретого состояния. Однако это вызывает сильную перевулканизацию поверхности профиля, особенно при очень высоких температу­рах нагрева. Наконец, с ростом толщины возникают градиент степени вулканиза­ции, а следовательно, и анизотропия свойств вулканизата снаружи к центру Все это ограничивает применение непрерывной вулканизации в жидких средах. СВЧ-спо-соб по сравнению с ^СМ-вулканизацией дает более равномерное нагревание по всей площади профиля.

Другая проблема при вулканизации в расплаве солей это пористость, кото­рая может возникать из-за очень низкого давления вулканизации (только за счет небольшого столба жидкости). Пористость возникает из-за воздуха и влаги, содер­жащихся в резиновой смеси. Очевидно, что это в большей степени зависит от вида и количества наполнителей и прочих ингредиентов, а также от технологии произ­водства. Чем выше плотность невулканизованной смеси, тем обычно ниже порис­тость.

Основная причина пористости это вода. С помощью десикантов (поглотите­лей влаги, например, СаО) пористость может быть значительно снижена, однако при этом изменяются и свойства изделия.

Устранение остаточной пористости, вызванной воздушными включениями, сложнее; воздух может быть удален с помощью экструдеров с вакуум-отсосом. При смешении значительно эффективнее удаление газов с помощью небольших коли­честв фактиса (5-10 масс. ч).

На 1СМ-оборудовании также можно непрерывно производить пористые профи­ли, хотя их производство с помощью СВЧ-оборудования эффективнее. Порообра-зующие вещества, содержащиеся в соединении, разлагаются при температуре рас­плава среды и приводят к получению профиля заданной высоты до начала вулкани­зации. При этом преждевременной потери газа в экструдере необходимо избегать. Изменение температуры во времени и выбор порообразующего вещества должны быть согласованны.

 Преимущества ЮМ-вулканизации

  1. Не прерывается процесс экструзии.
  2. Нет транспортировки полуфабрикатов.
  3. Небольшие потери тепла.
  4. Отсутствие дорогой опорной конструкции для экструдатов.
    1. Отсутствие порошка, предотвращающего слипание, и, как следствие, более«чистый» процесс.
  5. Низкая доля брака.

7 Экономия трудозатрат.

  1. Улучшенный внешний вид профилей.
  2. Возможность вулканизации смесей, содержащих пероксид.

10. Отсутствие окисления материалов, подверженных окислению, например, НК.

Недостатки 1-СМ-вулканизации

  1. Необходимость применения дорогих экструдеров с вакуум-отсосами.
    1. Часто более низкая степень вытяжки по сравнению с традиционными про­цессами.
    2. Некоторая потеря соли в солевой ванне в зависимости от вида профиля, ско­рости экструзии и температуры.
    3. Необходимость дополнительного ухода за ванной.
    4. Необходимость очищать профили.
      1. Высокий уровень опасности для здоровья работника при работе с солевой ванной.

7  Происходящие время от времени деформации профилей.

8. Выделение нитрозаминов.

Влияние состава смеси

Естественно, состав смесей сильно влияет на вулканизацию в солевой ванне. При их правильном составлении все виды каучуков можно без особых затруднений вулканизовать без давления. При определении максимальной температуры ванны необходимо руководствоваться термостойкостью и другими технологическими па­раметрами.

В табл. 3.1 приведены экспериментально установленные пределы температуры вулканизации.

Для сокращения времени вулканизации в соляной ванне сначала использовали относительно быстрые сочетания ускорителей. Более поздние эксперименты пока­зали, что это необязательно или даже нецелесообразно, поскольку при очень высо­ких температурах вулканизации различия во времени нагревания относительно маты, а вероятность возможной перевулканизации возрастает. Соединения, уско­ренные в меньшей степени, обладают, прежде всего, тем преимуществом, что сопро­тивление подвулканизации в экструдере у них выше. Используются сульфенамиды з сочетании с меркаптоускорителями, тиурамы и дитиокарбаматы. Для хлоропрено-вого каучука, например, этилентиомочевины сочетают с полиэтилен/полиаминами.

 

Для изделий с большим сечением предпочтительно применение соединений с уско­ренной вулканизацией из-за низкой теплопроводности резиновых смесей и, как следствие, опасности сильной недовулканизации профилей. Для склонных к пере­вулканизации каучуков из-за высоких температур переработки отдают предпочте­ние ускорителям, которые повышают сопротивление перевулканизации.

При вулканизации смесей с пероксидами температура процесса должна быть ог­раничена 200-220 "С, так как резкое разложение пероксидов при повышенных тем­пературах может вызвать образование пор.

Такие наполнители, как печной, ацетиленовый и нефтяной технический углерод не создают пор, и поэтому в ходе их применения не возникает проблем. В отличие от них практически невозможно получить вулканизат без пор, если используется ка­нальный газовый технический углерод. Отрицательные результаты дает и работа с каолином. Применение СаО и фактиса в большинстве случаев позволяет минимизи­ровать пористость.

При вулканизации в солевой ванне влияние на пористость пластификаторов с низкой летучестью относительно мало. Большинство пластификаторов, особенно на основе минеральных масел, не вызывают пористости даже при температурах до 240 °С. Применение эмульсионных пластификаторов наоборот почти всегда ведет к образованию пор, так как вода, остающаяся в соединениях, не может быть удалена даже в экструдере с вакуум-отсосом.

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