El procés de vulcanització és un enllaç clau en el processament del cautxú. Mitjançant el procés de vulcanització, el material de cautxú passa d'una estructura molecular lineal a una estructura de xarxa, obtenint així les propietats físiques i químiques necessàries. Aquest article proporcionarà una anàlisi detallada dels principis bàsics, tipus de procés, paràmetres de procés, equips i aplicacions del procés de vulcanització.
1. Principis bàsics del procés de vulcanització
1. Definició de vulcanització
La vulcanització es refereix al procés en què els materials de cautxú es transformen d'una estructura molecular lineal a una estructura de xarxa tridimensional mitjançant una reacció química de reticulació sota l'acció d'agents de calefacció i vulcanització (com el sofre). Aquest procés millora significativament la resistència mecànica, la resistència al desgast, la resistència a la calor i la resistència química del cautxú.
2. Reacció química de vulcanització
La reacció de vulcanització inclou principalment la reacció de reticulació entre les cadenes moleculars de sofre i cautxú. Les reaccions específiques són les següents:
Cadena molecular de cautxú + sofre → cautxú reticulat
Durant el procés de vulcanització, les molècules de sofre reaccionen amb els dobles enllaços de la cadena molecular de cautxú per formar enllaços de pont de sofre, formant així una estructura de xarxa tridimensional.
3. Factors que afecten la reacció de vulcanització
Tipus d'agents vulcanitzants: diferents agents vulcanitzants (com ara sofre, peròxid, agents vulcanitzants orgànics) afectaran la velocitat de la reacció de vulcanització i la densitat de reticulació.
Temperatura de vulcanització: l'augment de la temperatura accelerarà la reacció de vulcanització, però una temperatura massa alta pot provocar que la vulcanització torni al seu estat original o la descomposició del material.
Temps de vulcanització: un temps massa curt pot provocar una vulcanització incompleta i un temps massa llarg pot provocar una vulcanització excessiva.
Farcits i additius: els farcits (com el negre de carboni) i els additius (com els acceleradors, els antioxidants) afectaran la velocitat de la reacció de vulcanització i el rendiment del producte.
2. Tipus de procés de vulcanització
1. Procés de vulcanització tradicional
Vulcanització de sofre: utilitza sofre com a agent de vulcanització primari, adequat per al cautxú natural i la majoria de cautxús sintètics.
Vulcanització de peròxid: utilitzeu peròxid orgànic com a agent vulcanitzant, adequat per a cautxú sense dobles enllaços (com ara cautxú de silicona, cautxú de fluor).
Vulcanització amb agents vulcanitzants orgànics: l'ús d'agents vulcanitzants orgànics (com ara tiorams i disulfurs) és adequat per a alguns cautxús especials.
2. Nou procés de vulcanització
Vulcanització de feixos d'electrons: ús de feixos d'electrons d'alta energia per iniciar reaccions de vulcanització, adequats per a productes de cautxú d'alt rendiment.
Vulcanització per microones: mitjançant la calefacció per microones, la reacció de vulcanització es completa en poc temps i millora l'eficiència de la producció.
Vulcanització de fluids supercrítics: vulcanització en un entorn de diòxid de carboni o nitrogen supercrític, adequat per a productes de cautxú respectuosos amb el medi ambient.
3. Paràmetres del procés de vulcanització
1. Temperatura de vulcanització
La temperatura de vulcanització és un dels paràmetres clau en el procés de vulcanització. En general, com més alta sigui la temperatura de vulcanització, més ràpida serà la velocitat de reacció de vulcanització. Tanmateix, una temperatura de vulcanització massa alta pot provocar una reversió de la vulcanització i la descomposició del material. El rang òptim de temperatura de vulcanització dels diferents materials de cautxú és diferent i s'ha de seleccionar la temperatura de vulcanització adequada segons el material específic.
2. Temps de vulcanització
El temps de vulcanització es refereix al temps que el material de cautxú roman a la temperatura de vulcanització. La durada del temps de vulcanització afecta directament el grau de vulcanització. Un temps de vulcanització massa curt pot provocar una vulcanització incompleta, i un temps de vulcanització massa llarg pot provocar una vulcanització excessiva. Normalment, el temps de vulcanització s'ha de determinar mitjançant experiments per aconseguir el millor efecte de vulcanització.
3. Pressió de vulcanització
La pressió de vulcanització ajuda al flux i l'ompliment del material de cautxú, assegurant la uniformitat i compacitat del material de cautxú durant el procés de vulcanització. La pressió de vulcanització adequada pot reduir la generació de bombolles i defectes i millorar la qualitat dels productes vulcanitzats.
4. Dosificació de l'agent vulcanitzant
La quantitat d'agent vulcanitzant afecta directament la velocitat de la reacció de vulcanització i la densitat de reticulació. L'ús d'un agent vulcanitzant massa poc pot provocar una vulcanització incompleta, mentre que l'ús d'un agent vulcanitzant massa pot provocar una vulcanització excessiva. Normalment, la quantitat d'agent vulcanitzant s'ha d'optimitzar en funció del material de cautxú específic i del tipus d'agent vulcanitzant.
4. Equips de vulcanització
1. Màquina vulcanitzadora de placa plana
La màquina de vulcanització de plaques és un dels equips de vulcanització més utilitzats i és adequada per a la producció de diversos productes de cautxú, com ara plaques de cautxú, tubs de goma i estores de goma. El vulcanitzador de placa plana vulcanitza el material de cautxú del motlle escalfant la placa plana i aplicant pressió.
2. Dipòsit de vulcanització
El dipòsit de vulcanització és adequat per al procés de vulcanització continu i és adequat per a la producció de cinturons de cautxú, tubs de cautxú i segells de goma, etc. El dipòsit de vulcanització vulcanitza el material de cautxú en un entorn tancat escalfant-lo i pressionant-lo.
3. Màquina de vulcanització de calandria
Les màquines de vulcanització de calandria són adequades per produir productes de cautxú d'amplada ampla, com ara làmines i plaques de cautxú. La màquina de calandrat i vulcanització vulcanitza el material de cautxú en un procés continu mitjançant calandrat i escalfament.
4. Equips de vulcanització de microones
Els equips de vulcanització de microones utilitzen calefacció per microones per completar la reacció de vulcanització en poc temps i són adequats per a la producció de productes de cautxú d'alt rendiment. Els equips de vulcanització de microones tenen els avantatges d'alta eficiència, estalvi d'energia i protecció del medi ambient.
5. Aplicació del procés de vulcanització
1. Fabricació de pneumàtics
El procés de vulcanització té un paper vital en la fabricació de pneumàtics. Mitjançant el procés de vulcanització, el material de cautxú del pneumàtic obté la resistència mecànica necessària, la resistència al desgast i la resistència a la calor, assegurant que el pneumàtic tingui un bon rendiment en diverses condicions de la carretera.
2. Segells de goma
El procés de vulcanització s'utilitza per produir diversos segells de goma, com ara juntes tòriques, anelles en U i anelles en Y. Mitjançant el procés de vulcanització, els segells obtenen el rendiment de segellat requerit i la resistència a la corrosió química, garantint la fiabilitat i la seguretat del sistema de segellat.
3. Tubs i mànegues de goma
El procés de vulcanització s'utilitza per produir diverses canonades i mànegues de cautxú, com ara canonades hidràuliques, canonades pneumàtiques i mànegues de qualitat alimentària. Mitjançant el procés de vulcanització, les canonades i mànegues de goma adquireixen la resistència a la pressió, l'abrasió i la resistència química requerides, garantint la seva fiabilitat en una varietat d'aplicacions.
4. Coixinets de goma i plaques de goma
El procés de vulcanització s'utilitza per produir diversos coixinets i làmines de goma, com ara coixinets antilliscants, coixinets que absorbeixen els cops i coixinets aïllants acústics, etc. Mitjançant el procés de vulcanització, els coixinets i les làmines de cautxú adquireixen la resistència mecànica necessària, el desgast resistència i resistència a la calor, assegurant el seu rendiment en una varietat d'aplicacions.
6. Tendències futures de desenvolupament del procés de vulcanització
1. Vulcanització verda i respectuosa amb el medi ambient
Amb la millora de la consciència ambiental, la tecnologia de vulcanització ecològica i respectuosa amb el medi ambient es convertirà en la tendència de desenvolupament futura. La recerca i el desenvolupament d'agents vulcanitzadors i processos de vulcanització amb baixes emissions de COV, baix consum d'energia i reciclabilitat es convertiran en una important direcció d'investigació.
2. Vulcanització intel·ligent
Els equips i processos de vulcanització intel·ligents milloraran l'eficiència de la producció i la qualitat del producte. Mitjançant la introducció de l'Internet de les coses, la tecnologia de big data i intel·ligència artificial, es pot aconseguir un seguiment i optimització en temps real del procés de vulcanització i es pot millorar la precisió i la fiabilitat del procés de vulcanització.
3. Vulcanització d'alt rendiment
Amb el desenvolupament continu de nous materials i noves tecnologies, els processos de vulcanització d'alt rendiment satisfan més necessitats d'aplicació. Mitjançant la investigació i desenvolupament de nous agents vulcanitzadors, processos de vulcanització i equips de vulcanització, millorem el rendiment i les funcions dels productes vulcanitzats i ampliem les seves àrees d'aplicació.
7. Resum
El procés de vulcanització és un enllaç clau en el processament del cautxú. Mitjançant el procés de vulcanització, els materials de cautxú obtenen les propietats físiques i químiques necessàries. Aquest article ofereix una anàlisi detallada dels principis bàsics, tipus de procés, paràmetres de procés, equips i aplicacions del procés de vulcanització. Amb el desenvolupament de la tecnologia i la diversificació de les necessitats, el procés de vulcanització continuarà innovant en la direcció del verd, la protecció del medi ambient, la intel·ligència i l'alt rendiment, proporcionant un suport tècnic més fiable per al desenvolupament de la indústria del cautxú.
Hora de publicació: 22-nov-2024