Вулканизация резины производство рти: Вулканизация РТИ — EKON

Производство рти | резинотехническое производство

Изготовление резиновых изделий

Резинотехнические изделия (РТИ) занимают прочное место на рынке технической продукции и пользуются спросом уже более 50 лет. Они изготавливаются из каучуковых материалов и находят применение в автомобильной, машиностроительной, добывающей, нефте- и других перерабатывающих областях промышленности. Без них не обходится и судостроение. Важно — резинотехнический тип изделий нельзя заменить каким либо другим составляющим компонентом!


 Для чего нужны РТИ?

От их качества резиновых комплектующих зависит работа технических узлов оборудования, а также срок их службы. Удивительно, что большой инженерный агрегат может остановиться из за вышедшего из строя стержня или втулки, но это действительно так. И поэтому качество РТИ нельзя недооценивать.

Они служат подложкой крутящихся узлов и способствуют более прочному их скреплению в работе. В качестве примера можно привести сальники, разнообразные колпачки, защищающие конструкции от попадания пыли, влаги, масла и других вредных жидкостей.


Из чего изготавливают РТИ?

Каучуковые составы натурального или синтетического характера необходимы для получения резины разного качества. Далее они подвергаются вулканизации – особому способу сшивания молекул с помощью химических процессов – нагреванием с серой в присутствии растворителей, используемых в органической химии.


Как изготавливается резина?

Приготовленная резиновая смесь для улучшения состава подвергается действиям активаторов, ускорителей процессов, введению  вулканизирующих агентов. Также используются ингибиторы — ускорители химических реакций и катализаторы – ускорители процессов. Особой группой применяемых веществ являются пластификаторы – группа веществ, сообщающих конечной продукции пластичные или эластичные свойства, которые увеличивают срок службы, снижают негативные воздействия условий эксплуатации.

Каучуковую смесь определяют в форму из металла и обеспечивают поступление горячей воды. Далее она переходит в автоклав с паровым нагревателем.

Сырая резиновая композиция подвергается воздействию давления 15—20 кгс на один квадратный сантиметр  и температуры от 100 до 160 градусов. В некоторых процессах применяется воздух, сжатый давлением. Вулканизация обеспечивает последующую прочность резины. Все процессы обеспечиваются компьютерным контроллером.


Как получают РТИ?

С помощью специальных механических  агрегатов каучук делают эластичным. Этот процесс нельзя пускать на самотек, ведь от его качества зависят качество полученной резины. Размягченная смесь дополняется различными указанными добавками, из которой уже и образуется будущая смесь – резина. Здесь нельзя упускать каландирование – это специальный способ работы с получившимся сырым составом смеси, зависящий от того, какой именно продукт будет производится из нее в дальнейшем – это могут быть шланги из резины, проектирующие составляющие шин автомобиля или уплотнители.

Резинотехнические изделия РТИ на заказ по образцу или размерам заказчика

В настоящее время резина – один из важнейших конструкционных материалов. Изделия из резины обладают комплексом уникальных свойств и используются машиностроении, медицине, легкой и пищевых промышленностях. А производство резиновых смесей одна из сложных, но увлекательных задач!

Отличительными чертами резины и изделий из нее являются высокая эластичность, сохраняющаяся в широком диапазоне температур, усталостная выносливость, устойчивость к действию многих агрессивных сред и возможность вторичной переработки.

 

Составление рецептур резиновых смесей

 

Рецептуростроение – большая область эластомерного материаловедения, основанная на знаниях о свойствах каучуков и большого числа химических компонентов, образующих в итоге эластомерный материал и изделия на его основе с прогнозируемым набором свойств.

Основанием для разработки рецепта эластомерной композиции является техническое задание, в котором указывается наименование изделия и перечень условий эксплуатации (окружающая среда, температурный интервал эксплуатации, условия механических воздействий, критические режимы эксплуатации, срок службы изделия, условия переработки и т. д.).

Ключевой момент в создании рецептуры для производства резиновых смесей – выбор типа каучука, исходят из основных свойств, которые он должен придать композиции. Нередко один тип каучука не может обеспечить весь спектр свойств в этом случае в композицию включают два или более эластомеров (ИРП-1347, ИРП-1348, ИРП-1315).

Вторым этапом в разработке рецепта является выбор ингредиентов резиновых смесей, позволяющих улучшить свойства каучука и обеспечивающих заданные свойства резиновой смеси.

Следует отметить, что в зависимости от состава композиции некоторые компоненты могут выполнять совершенно противоположные функции в зависимости от типа применяемой полимерной основы или вулканизующей системы.

Чаще всего технологи на предприятиях занимаются усовершенствованием готовых «базовых» рецептур с целью нахождения наилучшего соотношения между техническими и технологическими свойствами и стоимостью производства.

 

Состав резиновой смеси

 

Резина – сложная многокомпонентная гомогенная система, до 90% состоящая из натурального или синтетического каучука, остальную же часть занимают наполнители, ускорители пластикации, антиоксиданты, мягчители, красители и пигменты, вулканизирующие агенты, ускорители и активаторы. При необходимости, с помощью модифицирующих добавок, можно придать резине специальные свойства, такие как: маслобензостойкость (НО-68-1, 7-В-14 и др.), повышенная твердость (51-1524), износостойкость, электропроводность и антистатичность, стойкость к повышенным температурам (ИРП 1338, ИРП 1401) и УФ-излучениям (ИРП 1287 НТА) т.д.

Наполнители – вещества, предназначенные для удешевления стоимости резины и придания им некоторых свойств, например, таких как повышение прочности, облегчение выемки изделий из пресс-форм, повышение термостойкости и вулканизаторов. Часто используемые наполнители: печной технический углерод, мел, силикаты, тальк, стекловолоконо, каолин, полимеры стирола, полиэтилен, формальдегидные, эпоксидные смолы.

 

Ускорители пластикации (химические пластификаторы) – подставляют собой акцепторы свободных радикалов, стабилизирующие макрорадикалы, образующиеся при механической или термоокислительной деструкции макромолекул каучука. Широко применяются ароматические меркаптаны и дисульфиды.

Антиоксиданты (противостарители) – вещества, защищающие резину от воздействия высоких температур и кислорода, т.е. предотвращающие термическую и термоокислительную деструкцию. К антиоксидантам относятся: фениламины, дигидрохинолины, фенолы, производные имидазола, фосфорсодержащие соединения.

Мягчители – продукты переработки нефти и каменного угля, лесохимического производства, животного и растительного происхождения, а также синтетические смолы. Наиболее применяемые: стабилойл, вазелиновое масло, масло ПН-6.

Красители и пигменты – мелкодисперсные твердые вещества, органического и неорганического происхождения, предназначенные для придания цвета резиновым изделиям. Например, ультрамарин, диоксид титана, пигмент желтый прочный, пигмент оранжевый Ж, пигмент красный 5С, лак оранжевый.

Вулканизирующие агенты– вещества, способствующие сшиванию каучуков. В качестве основного вулканизирующего агента используется сера. В производстве шин и резинотехнических изделий используются две модификации: ромбическая (растворимая) и полимерная (не растворимая). Помимо серы в качестве вулканизирующих агентов используются дитиодиморфолин, тетраметилсульфид, тетрабутилтиурамдисульфид, теллур и его соединения, селен и его соединения, фенольные смолы, оксиды металлов, органические пероксиды.

Вулканизирующие агенты

Ромбическая сера производится из самородных руд или природного газа. Распределяется в каучуках, отличается малой теплопроводностью, плохой проводимостью электрического тока. Способна взаимодействовать с ненасыщенными каучуками без добавок.

Полимерная сера содержит до 90% нерастворимой модификации, не растворяется во всех растворителях и каучуках. При температурах вулканизации превращается в обычную ромбическую серу. Не мигрирует на поверхность сырых резиновых смесей, не вызывает подвулканизации и перевулканизации стекающихся поверхностей.

Ускорители вулканизации – компоненты вулканизирующей системы, применяемые для повышения скорости вулканизации и улучшения физико-механических свойств резины. К ним относятся такие вещества, как гуанидины, дитиокарбаматы, тиазолы, сульфенамиды, тиомочевины, тиурамы и другие.

Активаторы вулканизации – компоненты вулканизирующей системы, повышающие эффективность действия ускорителей. Обычно применяют неорганические и органические активаторы, наиболее распространены оксиды металлов и длинноцепные жирные кислоты. К активаторам вулканизации относят оксид цинка, оксид магния, стеариновую кислоту, стеарат цинка, олеиновую кислоту, диэтиленгликоль, триэтаноламин.

Замедлители подвулканизации – вещества, снижающие или предотвращающие преждевременную вулканизацию во время изготовления, хранения и переработки резиновых смесей. В качестве замедлителей используют фталевый ангидрид, нитрозодифениламин, бензойную кислоту, оксид магния, оксид свинца.

 

Технология изготовления резины

 

Первый этап произодства резиновых смесей – пластикация полимера, представляющая собой разрушение структуры полимеров, с целью сделать их мягкими и эластичными, для будущего добавления ингредиентов. Может проходить на открыты вальцах или в закрытых смесителях (книдерах).

Первоначально вальцы были двухвалковыми, в настоящее время принцип их работы не изменился, появились лишь некоторые модификации: возможность регулирования зазора между валками, добавление дополнительных валков и изменение их размеров.

Закрытый резиносмеситель представляет собой закрытую смесительную камеру с двумя роторами, вращающимися в противоположных направлениях, Резиновая смесь смешивается между стенками камеры и роторами, а также между самими роторами. При этом она находится под давлением, воздаваемым пневматическим плунжером. Диапазон частоты вращения ротора в закрытых смесителях 20-30 об/мин.

Пластикация обычно проводится в закрытом смесителе при добавлении пластификаторов при температуре 150℃. Время смешения смеси прямо пропорционально числу оборотов ротора и зависит от природы и типа используемых каучуков.

В закрытом смесителе невозможно произвести всё смешение сразу из-за высоких температур, достигаемых в ходе процесса. Поэтому сначала смешивается маточная смесь (практически готовая смесь, но без введенных каких-либо компонентов), после охлаждения из нее получают готовую.

Выгруженная маточная смесь перерабатывается под смесителем на вальцах или проходит через экструдер и извлекается в виде листа или гранул.

Второй этап – доработка маточной смеси, заключающаяся в добавлении недостающих компонентов, происходит в червячных машинах или вальцах.

Третий этап – очистка резиной смеси от различных включений и неразрушенных агломератов ингредиентов с помощью фильтр-машин (стрейнеров). Очистку проходят смеси для тонкостенных резиновых изделий.

Четвертый этап – формований смеси для дальнейшего хранения, используют каландры или экструзионные аппараты.

Пятый этап – переработка резиновой смеси в готовую продукцию в экструдерах (для резиновых профилей, трубок, шнуров) или на вулканизационных прессах (для формовых и литьевых РТИ). Производством вулканизационных прессов с 2015 года занимается наша компания Гидросервис, уже освоен выпуск такого оборуования, как ПВЗК-40-260 и ПВГК-300-650.

Заказать резиновые изделия, пресс-формы и многое другое можно обратившись в нашу компанию по адресу г. Казань, ул.Обнорского, д.30 А, прислав всю необходимую информацию о материале на адрес электронной почты gidroservis-kazan@mail.ru или отправив образец изделия нам почтой или транспортной компанией.

Больше новостей о группе компаний Гидросервис в наших группах в Facebookи ВКонтакте.

 

 

Что такое вулканизированная резина? | Материал


В процессе производства резина часто обрабатывается с помощью тепла и серы для улучшения ее физических свойств. Процесс, известный как вулканизация, делает резину более прочной и эластичной. От шин и обуви до клавишных панелей и прокладок бесчисленное множество изделий изготавливается из вулканизированной резины. Чтобы узнать больше о вулканизированной резине и ее отличиях от традиционной резины, продолжайте читать.

Основы вулканизированной резины

Вулканизированный каучук — это любой тип каучука, затвердевший с использованием тепла и серы. Он производится в процессе отверждения, при котором эластомеры каучука затвердевают под воздействием тепла и серы. Воздействие тепла и серы создает в резине новые поперечные связи, что в конечном итоге делает резину более прочной и эластичной.

Как производится вулканизированная резина

Вулканизированная резина производится с использованием многоэтапного процесса вулканизации. Прежде всего, резина погружается в ванну с серой и добавками. Хотя сера является основным ингредиентом, используемым для облегчения вулканизации, к ней добавляются и другие добавки. Ванна может содержать пигменты для цвета, а также ускоритель для ускорения процесса.

Затем резине придается желаемая форма. Вулканизированную резину нельзя легко формовать. Скорее, его прочные и эластичные свойства затрудняют формование. Поэтому каучук формуется после погружения в ванну с серой и добавками.

После формования резина нагревается в камере, похожей на печь. Хотя сама по себе сера может вулканизировать каучук, добавление тепла помогает ускорить процесс, а также дает лучшие результаты. Резину нагревают до температуры от 300 до 400 градусов по Фаренгейту, после чего ее вынимают из нагревательной камеры и дают остыть.

Вулканизированная резина по сравнению с традиционной резиной


По сравнению с традиционной резиной вулканизированная резина значительно прочнее. Он способен выдерживать большее давление и стресс, что делает его предпочтительным для многих производственных компаний.

Вулканизированная резина также более эластична, чем традиционная резина. Многие считают, что сила коррелирует с эластичностью. Однако тот факт, что объект или материал прочный, не обязательно означает, что он не может быть эластичным. Вулканизированная резина одновременно прочная и эластичная. Обладая повышенной эластичностью, он может растягиваться в большей степени, не подвергаясь остаточной деформации.

Вулканизированная резина обычно лучше защищена от истирания, чем традиционная резина. Истирание состоит из повреждений из-за царапания. Вулканизированная резина прочнее и тверже, чем традиционная резина, поэтому она менее подвержена абразивному износу.

Нет тегов для этого поста.

Что такое вулканизация и вулканизированная резина?

Вулканизированная резина намного прочнее традиционной резины. Он может выдерживать большее давление и напряжение и гораздо более эластичен, поэтому многие производители предпочитают использовать вулканизированную резину в своем бизнесе. Повышенная прочность и эластичность вулканизированной резины позволяют ей растягиваться в гораздо большей степени, не деформируясь и не деформируясь. Вулканизация также означает, что резина лучше защищена от истирания или других повреждений, вызванных соскабливанием.

Но что такое вулканизация и как она работает? В этой статье мы более подробно рассмотрим вулканизацию, а также историю и использование вулканизированной резины.

Что такое вулканизация?

Каучук бывает двух видов: натуральный и синтетический. Натуральный каучук немного прочнее и имеет меньший запах, тогда как синтетический каучук более устойчив к нагреванию и старению. Синтетический каучук также используется в продуктах для людей с аллергией на белки, содержащиеся в натуральном каучуке. 70% каучука, используемого сегодня в Соединенных Штатах, является синтетическим, но оба типа широко используются во всем мире.

Натуральный каучук состоит из молекул полиизопрена. Его получают из клеток или латексных протоков растений, производящих каучук. Хотя существует более двухсот растений, способных производить латекс, большую часть натурального каучука получают из каучукового дерева (Hevea Brasiliensis).

Синтетические каучуки представляют собой искусственные полимеры, получаемые из побочных продуктов нефтепереработки. Коагулированный натуральный и синтетический каучук в исходном состоянии малопригоден. Он липкий, термопластичный и мягкий с очень низкой прочностью на растяжение и эластичностью, поэтому перед использованием его необходимо подвергнуть таким процессам, как вулканизация. Натуральный и большинство видов синтетического каучука можно вулканизировать, чтобы улучшить их свойства и сделать их достаточно прочными и прочными для использования. Процесс вулканизации включает в себя добавление и нагревание каучука с серой для улучшения его эластичности и прочности.

Полиизопрен (натуральный каучук) и стирол-бутадиеновый каучук (SBR) представляют собой полимеры, которые чаще всего вулканизуют. Эти каучуки часто используются для производства автомобильных шин.

Методы вулканизации могут различаться, но обычно они включают смешивание сырого каучука или других эластомерных материалов с 5-30% серы или другого агента (чтобы вызвать реакцию сшивания) с активатором, ускорителем и замедлителем схватывания для образования сшитого молекулярная сеть.

Вулканизация с использованием только серы очень медленная и может привести к окислительной деградации, что приведет к ухудшению механических свойств. Вот почему добавляются ускорители, чтобы вулканизация могла происходить при более низкой температуре и с большей эффективностью. (Это также снижает количество необходимой серы, что улучшает свойства старения вулканизированной резины).

Обычно используемые добавки включают оксид цинка (активаторы), гуанидины, тиазолы, ксантогенаты, тиурамы (ускорители), уксусную кислоту, хлорид кальция (коагулянты), амины, фенолы и фосфиты (антиоксиданты), цветные пигменты, масла и антиокислители. — пенообразователи.

Следует избегать активной вулканизации на стадиях смешивания, чтобы предотвратить образование трещин при формовании резины.

Наука, стоящая за процессом вулканизации

Вулканизация произвела революцию в способах производства и применения каучука. До того, как была открыта вулканизация, натуральный каучук коагулировали с помощью кислоты и тепла, чтобы сделать его пластичным. При высоких температурах резина становилась липкой и начинала плавиться. Однако при слишком низкой температуре он быстро становился хрупким. Использование каучука в промышленных условиях было дорогим и непрактичным при использовании этих методов.

Итак, как вулканизируют каучук? Натуральный латексный сок, собранный с деревьев, содержит молекулы изопрена. По мере высыхания латекса молекулы сближаются и атакуют двойную углеродную связь соседних молекул. Двойная связь разрывается, и электроны объединяются, чтобы связать молекулы изопрена вместе, превращая их в мономеры. Этот процесс продолжается до тех пор, пока многие молекулы изопрена не соединятся и не создадут длинные нити или цепочки мономеров (полимеров).

Совокупность мономерных цепей изопрена называется полиизопреном, который склеивается за счет образования электростатических связей. Это позволяет нитям двигаться относительно друг друга при натяжении и возвращаться в исходное состояние при расслаблении, придавая каучуку степень естественной эластичности.

При добавлении серы и подходящей температуре и давлении атомы серы атакуют двойные связи атомов углерода в изопреновых цепях и связывают их. Атомы серы также связываются друг с другом, а затем связывают вместе различные нити изопрена. Это известно как сшивание в постоянном состоянии.

Сшивание – это механизм реакции, придающий вулканизированному каучуку прочность на растяжение. Проще говоря, сшивание — это химический процесс, при котором полимерные цепи соединяются вместе. Его можно сравнить с тарелкой сырых спагетти. Каждую прядь очень легко вытащить из миски, но после того, как она приготовлена ​​и высушена, они слипаются, и их труднее разъединить.

Несшитые полимерные цепи свободно перемещаются, в то время как сшитые цепи гораздо менее склонны к текучести под воздействием нагрузок, вызванных нагреванием или растяжением. Они также более устойчивы к растворителям и могут использоваться для более прочных покрытий или связующих.

Сшивание создает сетчатую структуру, которая придает каучуку более стабильную эластичность, и после того, как она была создана, ее вообще невозможно легко разрушить. Этот постоянный характер изменения химического состава каучука называется термореактивным.

Существует три стадии вулканизации, а именно индукция, сшивание и оптимальное состояние:

  • Во время стадии индукции (или подвулканизации) медленная реакция сшивки начинается при температуре от 180°F до 230°F . Формованная резина обычно формуется до ее нагревания, так как сшивание делает невозможным формование резины;
  • На этапе сшивания или отверждения образуются постоянные сшивки. Смесь нагревают до 250-400ºF для ускорения вулканизации, что приводит к быстрому сшиванию.
  • В оптимальном состоянии вулканизированная резина может вернуться к своей первоначальной длине после десяти циклов деформации под напряжением. Если процесс отверждения продолжается за пределами оптимального состояния, это называется переотверждением. Окончательное оптимальное состояние отверждения или переотверждения означает, что все свойства резиновых смесей формируются до тех пор, пока они не станут эластичными.

Образующиеся поперечные связи зависят от количества вулканизующего агента, времени реакции, температуры и природы самого каучука.

Вулканизированная резина прочнее и эластичнее, чем натуральная резина.

Кто изобрел вулканизацию резины?

Человечество использует каучук уже тысячи лет. Древние ольмеки были первыми, кто занимался наукой о каучуке, смешивая сок виноградной лозы и кипяченый сок каучука для создания собственного вулканизированного каучука. Это использовалось для гидроизоляции и, конечно же, для ранней формы баскетбола!

В 1820-х годах химик по имени Чарльз Макинтош объединился с изобретателем Томасом Хэнкоком, чтобы усовершенствовать процесс. Они растворили натуральный каучук в бензоле и нагрели его, чтобы получить резиновое покрытие и водонепроницаемую ткань. Сера была добавлена ​​в процесс в более поздние годы.

Однако современная вулканизация в том виде, в каком мы ее знаем, может быть приписана Чарльзу Гудиеру. Гудиер увлекся резиной после того, как заметил спасательный жилет в универсальном магазине. Гудиер вложил все свое время и ресурсы в резину. Однажды он случайно пролил смесь резины и резины на горячую плиту, где она «обуглилась, как кожа» и затвердела. Он считал, что остановка процесса в нужное время сделает резину более липкой и стабильной. Goodyear начала «лечить» резину и отправила образцы Томасу Хэнкоку. Хэнкок заметил серу на поверхности и начал добавлять серу в процесс обработки каучука.

Компания Goodyear получила патент США на вулканизацию через несколько недель после того, как Хэнкок опередил его в получении патента Великобритании. Термин вулканизация происходит от друга Хэнкока, относящегося к римскому богу огня Вулкану.

Открытие Гудьира положило начало промышленной революции, но, к сожалению, его настойчивость не окупилась, и он умер в долгах более чем на 200 000 долларов. Известная шинная компания Goodyear позже была названа в его честь в знак признания его важного вклада в отрасль.

Как упоминалось ранее, использование только серы в процессе вулканизации не очень эффективно, быстро или экономично, поэтому каучук не получил широкого распространения, пока американский химик Джордж Энслагер не обнаружил, что добавление ускорителей в процесс вулканизации улучшает отверждение. процесс в 1912. Изобретенный им метод вулканизации широко используется и сегодня.

Каковы области применения и преимущества вулканизированной резины?

Вулканизация повышает эластичность, твердость, прочность на разрыв, устойчивость к органическим растворителям и истиранию. Он также обладает превосходной эластичностью, низким водопоглощением и стойкостью к окислению, а также является превосходным электрическим изолятором.

Если натуральный каучук вулканизирован правильно, он сохраняет и усиливает свои преимущества без недостатков, существующих на молекулярном уровне. После вулканизации вновь созданные полимерные цепи укрепляют каучук; он сжимается и становится жестче. Это делает вулканизированную резину гораздо менее восприимчивой к повреждениям или деформации и придает ей повышенную прочность на растяжение.

Эта износостойкость делает этот материал отличным материалом для использования в ряде изделий, где долговечность и водостойкость при суровых условиях имеют первостепенное значение (например, ремешки для спортивных часов или резиновые подошвы для обуви). Чаще всего вулканизированная резина используется в шинах. Шины часто армируют техническим углеродом для еще большей прочности. Ежегодно в мире производится более миллиарда шин.

Вулканизированная резина также используется для производства резиновых шлангов, подошв для обуви, изоляции, виброгасителей, ластиков, амортизаторов, детских игрушек, конвейерных лент, резервуаров с резиновым покрытием и многого другого.

Является ли вулканизированная резина экологически чистой?

Вулканизированная резина более прочная и с меньшей вероятностью разлагается, чем натуральная резина, но есть свидетельства того, что вулканизированная резина подвергается биологическому разложению в горячих бункерах для компостирования. Преимущество вулканизации заключается в том, что резиновые изделия можно легко отремонтировать или перепрофилировать, потому что они очень долговечны. Старые резиновые шины можно восстановить или повторно использовать в качестве асфальта, мульчи для озеленения, насыпи дерна или ковриков для скота.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *