Вулканизация каучуков серой

Каучук природного происхождения - это хороший исходный материал для получения деталей не всегда. Это сопряжено с минимальным показателем его эластичности, которая сильно зависит от температуры вокруг. Каучук переходит в твердое состояние при температуре близкой к 0 градусов, а при понижении далее он переходит в хрупкое состояние. Показатель температуры выше +30 градусов приводит к размягчению материала, а его последующий нагрев вызывает расплавление. После этого охлаждение не приводит к восстановлению его первоначальных характеристик. Еще одна особенность природного каучука – высокая степень его растворения органическими составами. Чтобы закрепить конкретные преимущества каучука, попутно избавить его от недостатков, используется такой подход, как вулканизация.

Особенности серной вулканизации

  Вулканизация представляет собой современный технологический процесс, который используется при получении резины. В его ходе из сырого материала удается получить вещество с качественно новыми свойствами - резину. Каучук в результате вулканизации обретает такие свойства, как прочность, устойчивость к воздействиям химикатов, стойкость к влиянию повышенных и пониженных температур, эластичность. Этот процесс проходит под влиянием повышенных температур с применением заданного давления, чтобы линейные макромолекулы связались в единое целое.

  Вулканизация завершается тем, что макромолекулы формируют поперечные связи. По структуре и численности они зависят от методики выполнения указанной операции. Каучук меняет какие-то параметры не линейно, а проходит заданные позиции минимума и максимума. Оптимумом вулканизации признается точка, результатом прохождения которой стало получение идеальных параметров резины.

Вулканизующие группы

  Чтобы обеспечить требуемые технические и эксплуатационные характеристики резины используются добавки всевозможных веществ в каучук – мела, сажи, мягчителей и прочих. Практическое применение нашло несколько подходов к вулканизации, объединенные одним общим свойством – сырье проходит обработку вулканизационной серой.

  Ряд нормативов и учебников указывает на то, что агентами вулканизации способны послужить сернистые соединения, которые признаются таковыми исключительно из-за содержания в них серы. В противном случае они оказывают на процесс вулканизации такое же влияние, как и прочие вещества, не имеющие в своем составе серных соединений.

---

Изготовление РТИ по индивидуальному заказу

---

  Определенное время назад были проведены исследования, и в процессе определялось воздействие на каучук органических соединений и определенных компонентов: фосфора, селена, тринитробензола и остальных. Но данные соединения не продемонстрировали никакой ценности на практике в плане вулканизации.

  Выделяется холодный и горячий подход к вулканизации. Холодный условно делится на типы. Для первого из них используется полухлористая сера. При этом механизм процедуры с ее применением имеет определенные особенности.

  Заготовка из натурального материала помещается в парах данного вещества или в растворе на базе определенного растворителя, соответствующего паре запросов: растворяет каучук, не начинает реакцию с полухлористой серой. Традиционно применяются растворители на базе сероуглерода, бензина и аналогичных составов. Полухлористая сера, растворенная в жидкости, не позволяет каучуку менять свое агрегатное состояние. Этот процесс предполагает, что каучук насытится данным химикатом. Продолжительность вулканизации влияет на технические параметры заготовки, на показатели прочности и эластичности конечного продукта.

  В 2% растворе вулканизация длится от пары секунд до нескольких минут. При больше продолжительности возникает вероятность перевулканизации, в результате которой заготовка утрачивает пластичность, переходя в хрупкое состояние. Опытным путем установлено, что для изделий толщиной около миллиметра процедура должна длиться считанные секунды. Такая технология становится лучшим решением при обработке тонкостенных элементов – перчаток, трубок и аналогичных. В данном случае обязательно четко следить за соблюдением режимов обработки, чтобы не допустить, что вулканизация наружного слоя сильнее, чем нижнего. Когда процедура завершена, требуется обработать полученные изделия щелочным раствором либо водой. Холодная вулканизация может проводиться и иным способом. Каучуковые тонкостенные заготовки переносятся в атмосферу, которая насыщена SO2. Спустя заданное время заготовки устанавливаются в камеру с H2S (сероводородом). В подобных камерах изделия находятся примерно 15-25 минут. Процесс вулканизации за это время полностью завершается. Такая процедура успешно используется для финального покрытие клееных швов, которые за счет этого получают повышенную прочность. Для обработки особых видов каучуков могут использоваться синтетические смолы, при этом вулканизация по своим параметрам не имеет отличий от описанного процесса.

Горячая вулканизация

У такой процедуры имеется собственная технология, которая имеет характерные черты. Отформованная из сырого каучука заготовка дополняется конкретным объемом серы и особых добавок. Количество серы в составе составляет примерно 5-10 процентов. Определяется ее объем в добавке в зависимости от твердости и будущего использования готового элемента. Помимо серы можно добавить роговой каучук, в составе которого процент серы составляет 20-50. Далее из полученного сырья формуются заготовки, которые требуется нагреть, то есть, вулканизировать. Для нагрева используется несколько разных методик. Размещают будущие изделия в формах из металла или заворачивают в ткань. Такие конструкции устанавливают в печи, которая разогревается до 130-140 градусов. Повысить качество и скорость вулканизации можно за счет формирования в печи повышенного давления. Изделия после формования можно поместить в автоклав, который содержит разогретый водяной пар. Так же их можно поместить в нагреваемый пресс. Такая методика стала наиболее распространеннной на практике. Каучук после прохождения вулканизации имеет свойства, которые продиктованы рядом условий. Это и приводит к тому, что вулканизация считается наиболее сложной операцией, необходимой при выпуске резины. Качество сырья и используемые методики обработки перед вулканизацией тоже имеют огромное значение. Важными моментами становятся выбранный метод, его длительность, температура и объем серы, которая дополняет каучук. Готовый продукт имеет характеристики, которые зависят и от присутствия примесей, имеющих различное происхождение.

Изготовление резиновых опорных частей (РОЧ, РОЧс, РОЧр, ЛРОЧ, ЛПРОЧ, НРОЧ)

Современные тенденции

В резиновой промышленности уже несколько лет используют ускорители. Такие вещества добавляются в смесь с целью ускорения процессов, снижения энергетических затрат, оптимизации формования заготовок. Чтобы реализовать горячую вулканизацию на открытом воздухе, требуется добавить окись свинца. Помимо этого пригодится добавление солей свинца в соединении с органическими кислотами или соединениями, содержащими кислотные гидроокислы. Часто ускорителями служат следующие вещества: • тиурамидсульфид; • ксантогенаты; • меркаптобензотиазол. При реализации вулканизации в условиях действия горячего водяного пара сокращение процедуры достигается за счет добавления таких веществ, как щелочи или соли. Соли кальция значительно ускоряют описанный процесс. Ускорители представлены и среди органических соединений. Это амина и ряд веществ, не включенных в конкретную группу. Это могут быть вещества на базе аммиака, амины и иных. В производственных масштабах обычно применяется гексаметилентетрамин, дифенилгуанидин и иные. Часто окись цинка служит в качестве усилителя активности ускорителей. На процесс влияют не только добавки и ускорители, но и особенности среды, в которой все происходит. Например, присутствие атмосферного воздуха способствует формированию негативных условий для реализации вулканизации при обычном показателе давления. Азот и угольный ангидрит тоже негативно влияют на процедуру. Сероводород или аммиак способны улучшить вулканизационный процесс. Вулканизация – это сложная процедура, благодаря которой каучук обретает качественно новые характеристики, а также происходит модификация его основных характеристик. Увеличивается показатель его эластичности и прочие. Для контроля процесса вулканизации требуется постоянно оценивать изменяемые параметры. Обычно это делается посредством конкретных показателей усилия на растяжение и разрыв. Этот метод контроля считается неточным, поэтому от его применения отказались.

Резина как конечный продукт вулканизации

Техническая резина – это композиционный состав, содержащий до 20 компонентов, чтобы обеспечить его характеристики. Для создания резины каучук проходит вулканизацию. Процесс сопровождается формированием макромолекул, которые обеспечивают эксплуатационные характеристики резины, чтобы сделать ее более прочной. Базовое отличие резины от ряда иных материалов состоит в том, что она имеет способность к эластичным деформациям, происходящим при различных температурах, начиная с комнатной и ниже. По ряду характеристик резина сильно превышает каучук, в частности, она прочная, эластичная, стойкая к перепадам температур, химическим и агрессивным воздействиям и прочим факторам.