
Статьи»Производство пористых изделий из эластомеров»Радиационная вулканизация
Радиационная вулканизация
Радиационная вулканизация неформовых пористых изделий с использованием изотопного источника 7-излучения 60 Со при мощностях дозы (1,4-15,4) • 10"4 Вт/кг позволяет получать уплотнители сложного профиля и тонкостенные трубки из силоксановых резин, производство которых другими способами затруднительно или невозможно. Кроме того, появляется возможность изготавливать резиновые изделия на основе таких каучукоподобных полимеров, которые не вулканизуются химическими методами, или создавать на основе обычных каучуков вулканизационные сетки с более прочными поперечными связями.
Облучение можно проводить в двух средах - на воздухе и в воде. После облучения радиационные вулканизаты термостатируют. Известно, что оптимальные свойства резин достигаются при облучении образцов в воде, в условиях изоляции от кислорода воздуха. Вулканизаты, полученные при дозах облучения 30-50 кДж/кг, имеют в 1,5 раза более высокие значения сопротивления раздиру и относительного удлинения, чем вулканизаты, полученные на воздухе, а также отличаются повышенным сопротивлением тепловому старению. Если увеличить дозу облучения до 80— 100 кДж/кг, возрастает устойчивость к накоплению остаточной деформации сжатия резин при повышенных температурах. Максимальная морозостойкость может быть достигнута при дозе облучения 130 кДж/кг.
Таким образом, при изготовлении шприцованных, в том числе и пористых, изделий методом радиационной вулканизации дозу облучения следует выбирать в соответствии с конкретными требованиями эксплуатации.
Технологический процесс изготовления уплотнительных пористых профилей с применением радиационной вулканизации состоит из следующих операций: разогрева смеси на вальцах, шприцевания, охлаждения в воде и намотки заготовок на барабаны, облучения источником 60 Со в воде, термостатирования облученных изделий. Вальцевание и шприцевание таких смесей проводят с охлаждением валков и головки червячного пресса (температура валков 20-25° С, головки червячного пресса 15— 25 °С). Для достижения необходимой каркасности сырых заготовок смеси перед шприцеванием облучают небольшими дозами (1—3 кДж/кг), при этом жесткость смеси линейно возрастает с увеличением времени облучения, пластичность снижается по экспоненциальному закону от 0,3-0,5 до 0,20-0,23 (ГОСТ 415-75).
Выходящую из червячного пресса сырую заготовку пропускают через ванну с талькированной водой и наматывают на полый цилиндрический барабан со спиральной навивкой (кромкой), предотвращающей слипание заготовки профиля. Барабаны с навитой сырой заготовкой помещают в баки, наполненные водой с температурой не выше 40° С. В воде заготовка находится как бы во взвешенном состоянии, что позволяет сохранять профиль при транспортировке баков с загруженными барабанами в зону 7-из- лучения источника 60Со. После облучения профили снимают с барабанов и термостатируют в течение 3 ч при 200 ° С.
Регулировать структуру пор можно, варьируя степень подвулкани- зации резин путем изменения дозы предварительного облучения. Изменяя степень подвулканизации, можно получать вулканизаты одной и той же плотности, но с различным строением пор [88, 89]. В резинах на основе силоксанового каучука СКТВ-1 структурные характеристики пористых вулканизатов в зависимости от дозы предварительного облучения меняются следующим образом [90] :
Последующее вспенивание подвулканизованной резины осуществляется в воздушном термостате при 170° С в течение 10 мин, после чего полученный пористый профиль облучается до суммарной дозы 70 кДж/кг и термостатируется при 200° С в течение 5 ч.
Резины на основе фторкаучука СК^26, модифицированного низкомолекулярным каучуком СЩ-260НМ, при дозах предварительного облучения до 70 кДж/кг имеют преимущественно открытые поры, при дозах 70—120 кДж/кг — смешанные, при больших — преимущественно закрытые поры [90].
При дозах облучения более 60 кДж/кг происходит значительное упрочнение резиновой смеси, что препятствует вспениванию и приводит к получению резин высокой плотности. Плотность получаемого вулканизата зависит также и от наполнителя, и применяемого порообразующего вещества (порофора). Минимальная плотность резин, содержащих в качестве наполнителя сульфат бария, наблюдается при меньшей дозе предварительного облучения, чем у резин, наполненных техническим углеродом. Пористые резины плотностью менее 500 кг/м3 получаются при использовании порофоров ЧХЗ-57, гидразида СДО и хемпора при содержании 5—10 ч. на 100 ч. (масс.) каучука. Применение порофора ЧХЗ-21 приводит к получению резин большей плотности.
Для получения пористых резин на основе каучука СКФ-26 плотностью до 300-400 кг/м3 степень подвулканизации должна составлять 15-30%.
Способом радиационной вулканизации можно получать пористые резины с заданными плотностью и строением пор; по механическим свойствам (накопление остаточных деформаций сжатия при температурах 200°С и выше) они не уступают резинам, полученным другими способами вулканизации.
В. И. Клочков
В. П. Рыжков
©Издательство "Химия" , 1984