Основные процессы производства эластомерных изделий. Вулканизация в прессах.

Приготовлениерезиновых смесей (смешение). Для пол-я резиновых смесей ингредиенты смеш-т до образования однородной массы с каучуком. Простое смешение – процесс, в рез-те кот происходит только изменение первонач-го распределения комп-тов в объёме. Процесс смешения включает в себя этапы: измельчение твёрдых компонентов, введение компонентов в каучук, диспиргирование, смешение. Механизм смешения комп-тов можно рассматривать как деформацию многокомпонентной с-мы. Чтобы обеспечить более равномерное распределение компонентов смеси, надо периодически изм-ть направление деформации сдвига. При смешении происх механохимические процессы: 1) Деструкция полимера, которая сопровождается снижением его вязкости (пластикация). 2)Активация – взаимодействие наполнителя с полимером – увелич-е вязкости. В процессе смешения резиновая смесь интенсивно разогревается ->снижается вязкость смеси и ускоряются термоокисл-е процессы, а также преждевременная вулк-я смеси. Действие всех этих факторов чаще всего бывает взаимнопротивоположным->надо выбирать режим смешения в соответствии с применяемым оборудованием, уч-ть с-в резиновой смеси, требования, кот предъявл-ся кач-ву, эк показатели. Кач-во резиновой смеси хар-ся равномерностью распределения компонентов в её объёме. В больш-ве случаев качество смесей определяют по изменению показателей физических или механических свойств сырой смеси или её вулканизатов при сравнении с эталонами. Кач-во 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 отн-му и ост-му растяжению, по тв и др. факторам. Достаточно быстро можно определить к-во смеси на реометре при высокой температуре можно установить вязкость смеси, продолжительность подвулканизации, ск-ть вулканизации, модуль сдвига, а получение значения сравнивать с нормами. 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…

Вулк-ция в прессах. Для изготовления изделий сложной конфигурации используют формовой способ вулк-ции в прессах. При этом способе вулк-ции одновременно сочетается 2 процесса: формование и вулк-ция. Заполнение пресс-формы резиновой смесью происходит под давлением, чтобы улучшить текучесть смесей, их подогревают. Запрессовывают резин.смеси, как правило, в нагретую форму. Но надо учитывать при этом, что подвулк-ция не должна происходить до момента заполнения формы. Для вулк-ции изделий в прессах под давлением применяют одноместные формы, для мелких изделий- многоместные. Плиты пресса обогреваются насыщ.водяным паром, перегретой водой или имеют электрич.обогрев. При использовании насыщенного пара происходит очень быстрый и равномерный прогрев плит пресса и вулканизац. форм. К недостаткам прессов с паровым обогревом можно отнести очень низкий(~5%) тепловой коэф-т полезного действия пресса, кроме того снижается температура и ухудшается равномерность обогрева плит из-за образования накипи в каналах плит. При этом методе необходимо сильно повышать давление пара, чтобы проводить вулк-цию при повыш-ых температурах. Обогрев плит электрич. Током производится с помощью спец-ых термоэлементов, которые расположены в плитах. Температура на плитах регулируется автоматически терморегуляторами. При электрическом обогреве плит их легко нагреть до любой температуры. Недостатком электрообогрева явл-ся относительно длительный период нагрева плит. Выбор температуры и продолжительности вулк-ции этим методом зависит от размера изделия, состава резин.смеси и особенно от природы полимера и вулканизующей группы. Полученные этим методом изделия имеют на поверхности дефекты в виде заусенец и выпресовок(облоя), которые появляются в местах разъёма пресс-форм в результате несоответствия объёма заготовки и полости формы и в результате конструктивных недостатков форм. Заусенцы и выпресовки обрезают вручную или на спец-ых машинах. Производительность вулканизац.прессов зависит от продолжительности вулк-ции, числа пресс-форм, размещения пресс-форм на плите пресса, числа гнёзд в пресс-форме, а также от времени, которое необходимо для перезарядки пресс-форм, т.е. извлечения из них готовых изделий и закладки новых заготовок. Недостатком формовой вулк-ции явл-ся высокая трудоёмкость процесса, необходимость применения заготовок, масса которых больше массы готового изделия, следовательно, увелич-ся число отходов. Кроме того при вулк-ции толстостенных изделий процесс происходит неравномерно, требуется дополнительная отделка изделий.

78.Изготовление эластомерных изделий литьём под давлением.

Литьём под давлением наз-ся процесс изготовления резин.изделий впрыскиванием разогретой резин.смеси в заранее сомкнутую форму через специальное литниковое отверстие и затем вулк-ция резин.смеси в форме. Метод литьевого(трансферного) формования заключается в том, что резин.смесь закладывается в спец-ую полость пресс-формы и крышкой, которая выполняет роль поршня, через литники продавливается в полость сомкнутой формы. Изготовление изделий этим методом целесообразно при массовом выпуске однородных изделий сложной конфигурации, когда окупается довольно высокая стоимость форм. Резиновые смеси для литья под давлением должны обладать высокой скоростью вулк-ции при достаточно высокой стойкости к подвулк-ции. При литье под давлением смесь предварительно подогревается вне формы и её температура доводится до max-но допустимой с учётом последующего разогрева смеси в литниковом канале. Подъём t-ры до t-ры вулк-ции занимает меньше времени, поэтому обеспечить равномерную вулк-цию изделий при литье под давлением значительно легче, чем при формовой вулк-ции. Продолжительность цикла вулк-ции при литье под давлением значительно меньше, чем при формовой вулк-ции. В результате равномерного и быстрого прогрева смеси появляется возможность вулк-ть при литье под давлением крупногабаритные изделия при t=160-190˚С, а тонкостенные изделия – при t=200-210˚С, а также сократить продолжительность вулк-ции до 20-60 с. Т.к. при литье под давлением форма замыкается перед впрыском в неё резин.смеси, то изделие получается с гладкой поверхностью без облоя и заусенцев и не требует сложной дополнит. обработки. Себестоимость изделий, которые выпускаются методом литья под давления, несмотря на высокую стоимость форм и литьевых машин, обычно ниже себестоимости изделий, которые получаются вулк-цией в прессе. Чтобы получать высококач-ные изделия методом литья под давлением необходимо строго выдерживать технологич-ме процессы и тщательно контролировать кач-во применяемого сырья и полуфабрикатов. По физико-механич. показателям литьевые вулканизаты обычно аналогичны прессовым. Точность размеров литьевых изделий выше, чем прессовых.

 

79.Производство эластомерных изделий методом реакционного формования.

Этим методом обычно изготавливают изделия на основе низкомолекулярных (жидких) каучуков. Из-за низкой вязкости компонентов для этого процесса не требуется применение высоких давлений при перемешивании компонентов и их впрыске в форму. Установка, на которой проводят реакционное формование обычно состоит из следующих узлов: реакторы для подготовки исходных компонентов; дозирующие устройства; смесительные устройства, из которых жидкая композиция, готовая для отверждения при повышенной t-ре, впрыскивается в литьевые формы; системы перемещения литьевых форм; системы автоматического управления. Реакторы, дозирующие и смесительные устройства, в которых находятся и смешиваются компоненты(олигомер, удлинитель цепи и сшивающий агент), обычно выделяют в отдельный узел - шприц-автомат. Из шприц-автомата композиция, готовая к отверждению, впрыскивается в форму, которая закреплена на карусельной установке. Установка периодически поворачивается, чтобы подвести к шприц-автомату следующую форму. Темп работы установки определяется временем впрыска композиции в форму, временем её отверждения (4-8мин) и числом форм, которые находятся на карусельной или другой установке. Метод реакционного формования используется при производстве эластичных подошв для обуви, для производства обуви и некоторых массивных изделий.

Класс-ция и особенности производства синтетических волокон(СВ).

В зав-ти от особенностей химического строения макромолекул СВ можно подразделить на: гетероцепные и карбоцепные. Гетероцепные волокна. - волокна, макромолекулы кот кроме атомов углерода содержат в основной цепи атомы кислорода, азота и др.эл-тов. Они подразделяются на: ПА-е, полиэфирные, полиуретановые, полимочевинные. К ПА-м волокнам относится очень много типов волокон, 1-ин из них поликапролактамовые. - получаются из поликапролактама. Они имеют названия: капрон, ксилон, найлон-6. К полиамидным относятся также найлон-6,6; найлон-7, энант, рильсан. К полиэфирным волокнам относятся волокна из полиэтилентерефталата: лавсан, терилен, дакрон. К полиуретановым относятся волокна, которые получают полимеризацией диизоцианатов с полиэфирами: ликра. К полимочевинным относится волокно урилон. Капбоцепные волокна - волокна, макромолекулы кот содерж в основной цепи только атомы углерода. Это полиакрилонитральные(ПАН), ПВХ-е, полиолефиновые и фторсодержащие волокна. ПАН-ые получаются из полимеров и сополимеров нитрилакриловой к-ты: нитрон. ПВХ-ые волокна: ровиль, хлорин, совиден. Полиолефиновые: полиэтиленовые, полипропиленовые волокна. Фторсодержащие: фторлон, тефлон. Особенности производства СВ: 1) в процессе формования волокон любым способом (из раствора, из расплава) не происходит химических изменений полимера. Получаемое волокно по химическому составу идентично с исходным полимером, кроме волокон, получаемых из поливинилового спирта. 2) чтобы повысить комплекс механических св-в все синтетические волокна подвергаются значительному вытягиванию до 200%. Вытягивание волокон проводится при формовании на прядильной машине или как чаще всего бывает в процессе последующей обработки. Вытягивание проводят при нормальной или повышенной t-ре. 3) все СВ, кроме тефлона, термопластичны, поэтому в технологический процесс вводится операция терморелаксации(термофиксация волокна). В результате повышается равномерность структуры волокна, увеличивается его удлинение и значительно снижается усадка при повышенных t-рах, в частности, в горячей воде. Изменяя условия формования, вытягивания, термофиксации, можно в широких пределах изменять механические св-ва получаемых волокон.

81.Классификация синтетических волокон и основные отличия в методах производства волокон.

В зависимости от особенностей хим. строения макромолекул, синтетические волокна можно подразделить на гетероцепные и карбоцепные. Гетероцепные волокна. К этой группе относятся волокна макромолекулкоторые кроме атомов углерода содержат в основной цепи атомы кислорода азота или др. элементы.Гетероцепные волокна подразделяются:полиамидные,полиэфирные, полиуритановые, полимачевинные.

К полиамидным волокнам относятся поликапролоктановые- волокна, получаются из поликапролоктаца и имеют разные названия, капрон, ксилон, найлон-6, найлон -6,6, найлон-7, энант, рильсан,

К полиэфирным волокнам относятся полиэтилен из терифталата, волокно лавсан, терилен, дакрон.

К полиуритановым относятся волокна которые получаются полимеризацией диизоционатов с полиэфирами пикра.

К полимачевинным относится урилон.

Карбоцепные волокна. В эту группу входят волокна макромолекулы которые содержат в основной цепи только атомы углерода:полиакрилонитрильные, ПВХ,полиамириновые,фторсодержащие волокна.

Полиакрилонитрильные получаются из полимеров исополимеров нитриноакриловой к-ты-нитрон. ПВХ волокна – ровин,хлорин, совиден.

Полиамириновые- ПЭ-ые волокны. Фторсодержащие- волокно фторлон,тефлон.

1)т.к.волокнообразующие гетероцепные полимеры плавятся без разложения,формование их проводят из расплава.Термостойкие,высокоплавкие гетероцепные волокна,у кот.t плавления выше t разложен.,могут быть получены из раствора или методом формования в процессе синтеза полимера на границе раздела фаз.Карбоцепные волокна формуються в основн.из р-ров или из высококонцентр.гелей.2)Скорость формования гетероцепных волокониз расплава и соотв.произв-ть одного предельного места значит.выше,чем при получении карбоцепных волокон формованием из р-ров.3)Вытягивание сформованных гетероцепных волокон производится при норм.t для полиамидных волокон и слегка повыш.t для полиэфирных волокон производится на крутильно-вытяжных машинах.Карбоцепные волокна подверг.вытягиванию при tвыше 100С.

Основные особенности пр-ва гетероцепных и карбоцепных синтетич.волокон

Гетероцепные волокна 1)исходное сырье:фенол,бензол,циклогексан,2)метод получения полимера:поликонденсация,превращение циклов в линейный полимер, 3)раств-и,применяемые при получении предельного раствора:не применяются, 4)метод формования:из расплава, 5)условия вытягивания:при нормальн.или повыш.t на крутильновытяжной машине или на вытяжном агрегате.

Карбоцепные волокна. 1)этилен,ацетилен, 2)цепная полимеризация, 3)ацетон, вода, диметилформамид, 4)из раствора гелей и расплавов, 5)при повышенной t на прядильной машине.