Основные процессы производства эластомерных композиций и изделий из них.

Приготовление резиновых смесей (смешение)

Для получения резиновых смесей ингредиенты смешивают до образования однородной массы с каучуком.

Простое смешение – процесс, в результате которого происходит только изменение первоначального распределения компонентов в объёме.

Процесс смешения включает в себя этапы:

- измельчение твёрдых компонентов

- введение компонентов в каучук

- диспергирование

- смешение

При смешении происходит механохимические процессы:

1) Деструкция полимера, которая сопровождается снижением его вязкости (пластикация)

2)Активация – взаимодействие наполнителя с полимером, которое сопровождается увеличением вязкости.

В процессе смешения резиновая смесь интенсивно разогревается. В результате снижается вязкость смеси и ускоряются термоокислительные процессы, а также преждевременная вулканизация смеси.

Качество резиновой смеси характеризуется равномерностью распределения компонентов в её объёме. В большинстве случаев качество смесей определяют по изменению показателей физических или механических свойств сырой смеси или её вулканизатов при сравнении с эталонами. Качество смеси оценивают по плотности, кольцевому модулю и пластичности, по изменению модуля сдвига (это для сырой смеси).Качество смеси можно характеризовать по свойствам вулканизатов:

- по прочности при растяжении

- по относительному и остаточному растяжению

- по твёрдости и др. факторам

Смешение на вальцах. Для приготовления резиновых смесей вальцы используют ограничено. Для этих целей их применяют на предприятиях с малым объёмом производства, с большим ассортиментом изделий, для приготовления смесей на основе некоторых каучуков специального назначения (фторкаучук и др.), а также для приготовления резиновых смесей с волокнистыми наполнителями. Смешение в резиносмесителях (в закр резиносмесителях). Широко применяются роторные закрытые смесители периодического действия. Они обеспеч-т получение смесей высокого качества. Материал в камеру загружают вверху, а полученные смеси выгружают через нижние отверстия. Материал обрабатывают внутри камеры 2-мя вращающ-ся навстречу друг другу роторами. Рабоч камера состоит из 2-ух неполных цилиндров, кот соединены в одно целое 2-мя боковинами. Может быть 1- и 2-стадийное смешение. Одностадийное смешение. Его прим-т при изгот-ии смесей на основе низковязких каучуков или смесей с малоактивными наполнителями. В пластицир-ый каучук добавляют ингредиенты, причём серу добавляют в резиносмеситель за 30 сек до окончания цикла смешения или после выгрузки резиновой смеси на местовальных вальцах. Ингредиенты, которые диспиргируются или входят в смесь в небольших количествах вводятся в виде маточных смесей, паст или композиций с др ингредиентами. При одностадийном смешении надо соблюдать установленный порядок введения ингредиентов, температурный режим и следить за пол-ем верхнего затвора в камере смесителя. Для каждого типа смеси устан-ся индивидуальный режим смешения, но сущ-т определённая последовательность введения ингредиентов, кот следует придерживаться при изг-ии любых смесей. Если в смесь вх регенерат и противостарители - их смеш-т с каучуком в первую очередь. Одновременно вводят диспиргирующие агенты (стеарин или синтетические жирные кислоты), затем вводят др. ингред-ты кроме серы и ускорителей. Усиливающие наполнители доб-т в конце. При непрерывном процессе смеш-я, в отличие от периодической не происходит резких изменений мощностей и температур. В основном резиносмесители непрерывного действия имеют такую же конструкцию что и червяч типа. Интенсивное перемеш-е матер. происходит в 2-х червяч смесителя непр. действия, в кот червяки распол-ны так, что витки нарезки одного червяка входят в соответ-щее пространство другого червяка. Червяки с переменным шагом нарезки имеют зоны с обратной нарезкой, к-е тормозят движение смеси к разгрузочному отверстию и т.обр. улучшается переем-ние. Практ применение для непрер смешения имеют одночервяч смесители. Существ трудностью является система дозирования ингредиентов. Смесители непрерывного действия невыгодны на производствах, которые перерабатывают резиновые смеси различного состава, их приходиться перенастраивать. Резиносместители успешно применяются для доработки смесей из резиносмесителей периодического действия, и так же для проведения двух стадийного смешения. После смешения резиновой смеси их необходимо охладить, т. к. при хранении при повышенных температурах, возможна их подвулканизация или слипание. Наиболее простым способом охлаждения смеси явл.: 1-охлождение в ванне с водой, в которую добавляют антиодгезирующ вещества(недост.: много ручного труда). 2-охлождение листов резиновой смеси каолиновой суспензией или раствором поверхностно-активных веществ.(ручная загрузка и разгрузка транспортера.Для получения резиновых изделий, резиновые смеси необходимо придать определённую форму т.е поддерживать её формование. Основными способами формования резиновой смеси явл. коллондрование, шприцевание, прессование… В резиновой промышленности процесс формования совмещается с вулканизацией. Каландрование- процесс формования, при котором разогретую резиновую смесь пропускают в зазоре между горизонтальными валками, которые вращаются на встрече к друг другу. При этом образуются бесконечная лента определенной ширины и длины. При каландровании полимерный материал проходит чрез зазор только один раз. Поэтому для получения листа с гладкой поверхностью используются 3 или 4 валковые каландры. При каландровании проводятся следующие технологические операции: -формование резиновой смеси, -дублирование листов,-обкладка и промазка текстиля. В зависимости от выполняемых процессов каландры подразделяются на листовальные для изготовления резин смесей в виде гладких листов; профильные – для изготовления резин с более сложным профилем сечения или с нанесением на лист рисунка. Обкладочные – для наложения резиновой смеси тонким слоем на ткань при одинаковых скоростях волков. Промазочные – для втирания резин. смеси в нити ткани и переплетения между ними; универсальные- определяющие параметры коландров явл: число волков, расположение волков, диаметр и длина их рабочей части. По числу волков каландры бывают трех, четырех и пятиволковые. Шприцевание – или экструзия процесс формования заготовок определенного профиля путём продавливания разогретой резиновой смеси под давлением через отверстие. Червячные машины бывают 2 видов: шприц-машины, шприц-прица.Шприц- машины м.б. холодного и горячего питания, в которых резиновая смесь с помощью вращающегося червяка выдавливается через профильное отверстие головки, а в шприц прессах резиновую смесь продавливающеюся плунжером через мундштук под давлением. За время пребывания в червячной машине материал претерпевает существенные изменения. Можно условно выделить три зоны: зона сжатия и пластикации или рабочая;, зона нагнетания или выпускная; зона питания(приемная зона). В приемной зоне материал из загрузочной воронки захватыв. нарезкой червяка, перемещается вдоль цилиндра и уплатняется. В зоне охлождения и пластикации идет процесс перемешивания. В зоне нагнетания червяк выполняет функцию винтового насоса. Вулканизация заключительный процесс при производстве резиновых изделий. В процессе вулканизации уменьшается пластичность резиновой смеси, а увеличивается эластичность, улучшаются его физико-механические свойства. При выборе режимов вулканизации, необходимо учитывать влияние основных технологических факторов на этот процесс: среда вулканизации, t, P…

 

 

26 Беспрессовый метод пол-я пенопластов.

Пенопласты – газонаполненные полимеры, вспененные полимеры, т.к. по своей стр-ре напомин-т пену. Основной структурный эл-т вспененной пластмассы – ячейка, ячейки имеют форму сфер, вытянутых капилляров. Материалы с закр ячейками – пенопласты, с сообщающимися – поропласты. Кроме того используют такое понятие как ГСЭ (газоструктурный элемент). Термин ГСЭ более точно характеризует структуру пенопласта, чем ячейка, т.к. разные по размерам и форме ячейки могут образовывать разные типы ГСЭ. В зав-ти от строения ГСЭ пенопласты класс-ся: 1) ячеистые (пенистые), 2)пористые, 3) микробалонные (газ нах. В сферических частицах-балонах). 4)сотовые пластики,5) капилярные, 6)пенопласты со смешенным типом ГСЭ. Важнейшая характеристика вспененных пластмасс – кажущаяся плотность,в зависимости от нее пенопласты делят: 1)сверхлегкие2)легкие3)облегченные. Также пенопласты бывают эластичные(мягкие),жесткие,полужесткие. Диэлектрические св-ва пенопластов зависят от природы используемых газообразователей. Существуют 2 основных метода получения пенопластов. Прессовый метод получения пенопластов. Получение по этому методу заключается в следующем: приготавливают композицию из полимера, газообразователя и различных добавок и вспенивают. По прессовому методуможно получать пеноизделия практически из всех термопластов,т.к они имеют простую конфигурацию и однородную ячеистую структуру. Беспрессовый метод пол-я пенопластов. пол-т полистирольные и ПВХ-е пеноизд-я. Технологическая схема пол-я полистир-х пенопластов по этому методу состоит из стадий предв-го вспенивания бисера, вылежив-я вспененных гранул, окончательного вспенивания и спекания предварительно вспененного бисера в многолитейную массу Предварительное вспенивание проводят при подогревании бисера паром, водой, воздухом t около 100 градусов. В результате объем гранул увеличивается почти на половину. Предварительное вспенивание проводят в аппаратах периодического или непрерывного действия, кроме того можно проводить в валках, которые обогреваются паром. Пар поступает в змеевик, расположенный на дне ванны. Периодический метод вспенивания мало производителен и применяется только для мало серийного производства. Окончательное вспенивание и одновременное оформление изделий проводят на оборудовании периодического и непрерывного действия.