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