Процесът на вулканизация е ключова връзка в обработката на каучук. Чрез процеса на вулканизация каучуковият материал се променя от линейна молекулярна структура в мрежеста структура, като по този начин получава необходимите физични и химични свойства. Тази статия ще предостави подробен анализ на основните принципи, видове процеси, параметри на процеса, оборудване и приложения на процеса на вулканизация.
1. Основни принципи на процеса на вулканизация
1. Определение за вулканизация
Вулканизацията се отнася до процеса, при който каучуковите материали се трансформират от линейна молекулярна структура в триизмерна мрежеста структура чрез химическа реакция на омрежване под действието на нагряващи и вулканизиращи агенти (като сяра). Този процес значително подобрява механичната якост, устойчивостта на износване, топлоустойчивостта и химическата устойчивост на каучука.
2. Химическа реакция на вулканизация
Реакцията на вулканизация включва главно реакцията на омрежване между молекулни вериги на сяра и каучук. Специфичните реакции са както следва:
Молекулярна верига на каучук + сяра → омрежен каучук
По време на процеса на вулканизация молекулите на сярата реагират с двойните връзки на молекулната верига на каучука, за да образуват серни мостови връзки, като по този начин образуват триизмерна мрежова структура.
3. Фактори, влияещи върху реакцията на вулканизация
Видове вулканизиращи агенти: Различни вулканизиращи агенти (като сяра, пероксид, органични вулканизиращи агенти) ще повлияят на скоростта на реакцията на вулканизация и плътността на омрежване.
Температура на вулканизация: Повишената температура ще ускори реакцията на вулканизация, но твърде високата температура може да доведе до връщане на вулканизацията в първоначалното си състояние или разлагане на материала.
Време за вулканизация: Твърде кратко време може да доведе до непълна вулканизация, а твърде дълго време може да доведе до прекомерна вулканизация.
Пълнители и добавки: Пълнители (като сажди) и добавки (като ускорители, антиоксиданти) ще повлияят на скоростта на реакцията на вулканизация и работата на продукта.
2. Тип процес на вулканизация
1. Традиционен процес на вулканизация
Сярна вулканизация: Използва сяра като основен вулканизиращ агент, подходящ за естествен каучук и повечето синтетични каучуци.
Вулканизация с пероксид: Използвайте органичен пероксид като вулканизиращ агент, подходящ за каучук без двойни връзки (като силиконов каучук, флуорен каучук).
Вулканизация с органични вулканизиращи агенти: Използването на органични вулканизиращи агенти (като тиурами и дисулфиди) е подходящо за някои специални гуми.
2. Нов процес на вулканизация
Вулканизация с електронен лъч: Използването на високоенергийни електронни лъчи за иницииране на реакции на вулканизация, подходящи за високоефективни каучукови продукти.
Микровълнова вулканизация: Използвайки микровълново нагряване, реакцията на вулканизация завършва за кратко време и подобрява ефективността на производството.
Суперкритична флуидна вулканизация: вулканизация в суперкритична среда на въглероден диоксид или азот, подходяща за екологично чисти каучукови продукти.
3. Параметри на процеса на вулканизация
1. Температура на вулканизация
Температурата на вулканизация е един от ключовите параметри в процеса на вулканизация. Като цяло, колкото по-висока е температурата на вулканизация, толкова по-бърза е скоростта на реакцията на вулканизация. Въпреки това, твърде високата температура на вулканизация може да доведе до обратна вулканизация и разлагане на материала. Оптималният температурен диапазон на вулканизация на различните каучукови материали е различен и подходящата температура на вулканизация трябва да бъде избрана според конкретния материал.
2. Време на вулканизация
Времето на вулканизация се отнася до времето, през което гуменият материал остава при температурата на вулканизация. Продължителността на времето за вулканизация пряко влияе върху степента на вулканизация. Времето за вулканизация, което е твърде кратко, може да доведе до непълна вулканизация, а времето за вулканизация, което е твърде дълго, може да доведе до прекомерна вулканизация. Обикновено времето за вулканизация трябва да се определи чрез експерименти, за да се постигне най-добър ефект на вулканизация.
3. Вулканизиращо налягане
Вулканизационното налягане спомага за протичането и пълненето на гумения материал, осигурявайки еднородността и компактността на гумения материал по време на процеса на вулканизация. Правилното налягане при вулканизация може да намали генерирането на мехурчета и дефекти и да подобри качеството на вулканизираните продукти.
4. Дозировка на вулканизиращия агент
Количеството вулканизиращ агент пряко влияе върху скоростта на реакцията на вулканизация и плътността на омрежване. Използването на твърде малко вулканизиращ агент може да доведе до непълна вулканизация, докато използването на твърде много вулканизиращ агент може да доведе до прекомерна вулканизация. Обикновено количеството на вулканизиращия агент трябва да бъде оптимизирано въз основа на специфичния каучуков материал и вида на вулканизиращия агент.
4. Оборудване за вулканизация
1. Машина за вулканизиране на плоска плоча
Машината за вулканизиране на плочи е едно от най-често използваните вулканизиращи съоръжения и е подходяща за производство на различни каучукови продукти, като гумени плочи, гумени тръби и гумени подложки. Вулканизаторът с плоска плоча вулканизира гумения материал във формата чрез нагряване на плоската плоча и прилагане на натиск.
2. Резервоар за вулканизация
Резервоарът за вулканизация е подходящ за непрекъснат процес на вулканизация и е подходящ за производство на гумени ленти, гумени тръби и гумени уплътнения и др. Резервоарът за вулканизация вулканизира гумения материал в затворена среда чрез нагряване и налягане.
3. Каландрираща вулканизираща машина
Каландриращите вулканизиращи машини са подходящи за производство на гумени продукти с широка ширина, като гумени листове и гумени плочи. Машината за каландриране и вулканизиране вулканизира гумения материал в непрекъснат процес чрез каландриране и нагряване.
4. Оборудване за микровълнова вулканизация
Оборудването за микровълнова вулканизация използва микровълново нагряване, за да завърши реакцията на вулканизация за кратко време и е подходящо за производството на високоефективни каучукови продукти. Оборудването за микровълнова вулканизация има предимствата на висока ефективност, спестяване на енергия и опазване на околната среда.
5. Прилагане на процес на вулканизация
1. Производство на гуми
Процесът на вулканизация играе жизненоважна роля в производството на гуми. Чрез процеса на вулканизация гуменият материал на гумата получава необходимата механична якост, устойчивост на износване и устойчивост на топлина, което гарантира, че гумата има добро представяне при различни пътни условия.
2. Гумени уплътнения
Процесът на вулканизация се използва за производството на различни гумени уплътнения, като O-пръстени, U-пръстени и Y-пръстени. Чрез процеса на вулканизация уплътненията получават необходимите характеристики на уплътняване и устойчивост на химическа корозия, гарантирайки надеждността и безопасността на уплътнителната система.
3. Гумени тръби и маркучи
Процесът на вулканизация се използва за производството на различни гумени тръби и маркучи, като хидравлични тръби, пневматични тръби и маркучи за храни. Чрез процеса на вулканизация гумените тръби и маркучи придобиват необходимата устойчивост на натиск, устойчивост на абразия и химическа устойчивост, което гарантира тяхната надеждност в различни приложения.
4. Гумени тампони и гумени плочи
Процесът на вулканизация се използва за производството на различни гумени подложки и гумени листове, като противоплъзгащи подложки, ударопоглъщащи подложки и звукоизолиращи подложки и др. Чрез процеса на вулканизация гумените подложки и гумените листове придобиват необходимата механична якост, износване съпротивление и топлоустойчивост, което гарантира тяхното представяне в различни приложения.
6. Бъдещи тенденции на развитие на процеса на вулканизация
1. Зелена и екологична вулканизация
С подобряването на екологичното съзнание зелената и екологична технология за вулканизация ще се превърне в бъдеща тенденция за развитие. Изследванията и разработването на вулканизиращи агенти и вулканизиращи процеси с ниски емисии на летливи органични съединения, ниска консумация на енергия и възможност за рециклиране ще се превърнат във важна изследователска насока.
2. Интелигентна вулканизация
Интелигентното оборудване и процеси за вулканизация ще подобрят ефективността на производството и качеството на продукта. Чрез въвеждането на Интернет на нещата, големи данни и технология за изкуствен интелект може да се постигне наблюдение в реално време и оптимизиране на процеса на вулканизация, както и точността и надеждността на процеса на вулканизация могат да бъдат подобрени.
3. Високоефективна вулканизация
С непрекъснатото развитие на нови материали и нови технологии, процесите на вулканизация с висока производителност ще отговорят на повече нужди от приложения. Чрез изследване и разработване на нови вулканизиращи агенти, процеси на вулканизиране и вулканизиращо оборудване, ние подобряваме производителността и функциите на вулканизираните продукти и разширяваме областите на тяхното приложение.
7. Обобщение
Процесът на вулканизация е ключова връзка в обработката на каучук. Чрез процеса на вулканизация каучуковите материали придобиват необходимите физични и химични свойства. Тази статия предоставя подробен анализ на основните принципи, видове процеси, параметри на процеса, оборудване и приложения на процеса на вулканизация. С развитието на технологиите и диверсификацията на нуждите, процесът на вулканизация ще продължи да се иновира в посока на зелено, опазване на околната среда, интелигентност и висока производителност, осигурявайки по-надеждна техническа подкрепа за развитието на каучуковата промишленост.
Време на публикуване: 22 ноември 2024 г