Vulkaniseringsprocessen är en nyckellänk i gummibearbetning. Genom vulkaniseringsprocessen förändras gummimaterialet från en linjär molekylstruktur till en nätverksstruktur och erhåller därigenom de erforderliga fysikaliska och kemiska egenskaperna. Denna artikel kommer att ge en detaljerad analys av de grundläggande principerna, processtyperna, processparametrarna, utrustningen och tillämpningarna av vulkaniseringsprocessen.
1. Grundläggande principer för vulkaniseringsprocessen
1. Definition av vulkanisering
Vulkanisering avser den process där gummimaterial omvandlas från en linjär molekylstruktur till en tredimensionell nätverksstruktur genom en kemisk tvärbindningsreaktion under inverkan av upphettnings- och vulkaniseringsmedel (som svavel). Denna process förbättrar avsevärt gummits mekaniska styrka, slitstyrka, värmebeständighet och kemisk beständighet.
2. Kemisk reaktion vid vulkanisering
Vulkaniseringsreaktionen innefattar huvudsakligen tvärbindningsreaktionen mellan svavel- och gummimolekylkedjor. De specifika reaktionerna är följande:
Molekylkedja av gummi + svavel → tvärbundet gummi
Under vulkaniseringsprocessen reagerar svavelmolekyler med dubbelbindningarna på gummimolekylkedjan för att bilda svavelbryggbindningar och bildar därigenom en tredimensionell nätverksstruktur.
3. Faktorer som påverkar vulkaniseringsreaktionen
Typer av vulkaniseringsmedel: Olika vulkaniseringsmedel (såsom svavel, peroxid, organiska vulkaniseringsmedel) kommer att påverka vulkaniseringsreaktionens hastighet och tvärbindningsdensiteten.
Vulkaniseringstemperatur: Ökad temperatur kommer att påskynda vulkaniseringsreaktionen, men för hög temperatur kan göra att vulkaniseringen återgår till sitt ursprungliga tillstånd eller materialnedbrytning.
Vulkaniseringstid: För kort tid kan resultera i ofullständig vulkanisering, och för lång tid kan resultera i överdriven vulkanisering.
Fyllmedel och tillsatser: Fyllmedel (som kimrök) och tillsatser (som acceleratorer, antioxidanter) kommer att påverka vulkaniseringsreaktionens hastighet och produktens prestanda.
2. Vulkaniseringsprocesstyp
1. Traditionell vulkaniseringsprocess
Svavelvulkning: Använder svavel som det primära vulkaniseringsmedlet, lämpligt för naturgummi och de flesta syntetiska gummin.
Peroxidvulkning: Använd organisk peroxid som vulkaniseringsmedel, lämplig för gummi utan dubbelbindningar (som silikongummi, fluorgummi).
Vulkanisering med organiska vulkaniseringsmedel: Användningen av organiska vulkaniseringsmedel (som tiuramer och disulfider) är lämplig för vissa speciella gummin.
2. Ny vulkaniseringsprocess
Elektronstrålevulkanisering: Användning av högenergielektronstrålar för att initiera vulkaniseringsreaktioner, lämpliga för högpresterande gummiprodukter.
Mikrovågsvulkning: Med hjälp av mikrovågsuppvärmning fullbordas vulkaniseringsreaktionen på kort tid och förbättrar produktionseffektiviteten.
Superkritisk vätskevulkanisering: vulkanisering i en superkritisk koldioxid- eller kvävemiljö, lämplig för miljövänliga gummiprodukter.
3. Vulkaniseringsprocessparametrar
1. Vulkaniseringstemperatur
Vulkaniseringstemperatur är en av nyckelparametrarna i vulkaniseringsprocessen. Generellt gäller att ju högre vulkaniseringstemperaturen är, desto snabbare är vulkaniseringsreaktionshastigheten. En för hög vulkaniseringstemperatur kan emellertid leda till vulkaniseringsåtergång och materialnedbrytning. Det optimala vulkaniseringstemperaturintervallet för olika gummimaterial är olika, och lämplig vulkaniseringstemperatur måste väljas enligt det specifika materialet.
2. Vulkaniseringstid
Vulkaniseringstid avser den tid som gummimaterialet förblir vid vulkaniseringstemperaturen. Vulkaniseringstidens längd påverkar direkt vulkaniseringsgraden. En för kort vulkaniseringstid kan resultera i ofullständig vulkanisering, och en för lång vulkaniseringstid kan resultera i överdriven vulkanisering. Vanligtvis behöver vulkaniseringstiden bestämmas genom experiment för att uppnå bästa vulkaniseringseffekt.
3. Vulkaniseringstryck
Vulkaniseringstrycket hjälper flödet och fyllningen av gummimaterialet, vilket säkerställer likformigheten och kompaktheten hos gummimaterialet under vulkaniseringsprocessen. Korrekt vulkaniseringstryck kan minska genereringen av bubblor och defekter och förbättra kvaliteten på vulkaniserade produkter.
4. Dosering av vulkaniseringsmedel
Mängden vulkaniseringsmedel påverkar direkt hastigheten för vulkaniseringsreaktionen och tvärbindningsdensiteten. Användning av för lite vulkaniseringsmedel kan resultera i ofullständig vulkanisering, medan användning av för mycket vulkaniseringsmedel kan resultera i överdriven vulkanisering. Vanligtvis behöver mängden vulkaniseringsmedel optimeras baserat på det specifika gummimaterialet och typen av vulkaniseringsmedel.
4. Vulkaniseringsutrustning
1. Vulkaniseringsmaskin för platt plattor
Plattvulkaniseringsmaskin är en av de mest använda vulkaniseringsutrustningarna och lämpar sig för att tillverka olika gummiprodukter, såsom gummiplattor, gummirör och gummimattor. Den platta plattvulkanisatorn vulkaniserar gummimaterialet i formen genom att värma den platta plattan och applicera tryck.
2. Vulkaniseringstank
Vulkaniseringstanken är lämplig för kontinuerlig vulkaniseringsprocess och är lämplig för tillverkning av gummiband, gummirör och gummitätningar etc. Vulkaniseringstanken vulkaniserar gummimaterialet i en sluten miljö genom att värma och trycksätta det.
3. Kalandreringsvulkaniseringsmaskin
Kalandreringsvulkaniseringsmaskiner är lämpliga för tillverkning av breda gummiprodukter, såsom gummiskivor och gummiplattor. Kalandrerings- och vulkaniseringsmaskinen vulkaniserar gummimaterialet i en kontinuerlig process genom kalandrering och uppvärmning.
4. Utrustning för vulkanisering av mikrovågor
Mikrovågsvulkaniseringsutrustning använder mikrovågsuppvärmning för att slutföra vulkaniseringsreaktionen på kort tid och är lämplig för produktion av högpresterande gummiprodukter. Mikrovågsvulkaniseringsutrustning har fördelarna med hög effektivitet, energibesparing och miljöskydd.
5. Tillämpning av vulkaniseringsprocessen
1. Däcktillverkning
Vulkaniseringsprocessen spelar en viktig roll vid däcktillverkning. Genom vulkaniseringsprocessen erhåller däckgummimaterialet den erforderliga mekaniska styrkan, slitstyrkan och värmebeständigheten, vilket säkerställer att däcket har bra prestanda under olika vägförhållanden.
2. Gummitätningar
Vulkaniseringsprocessen används för att producera olika gummitätningar, såsom O-ringar, U-ringar och Y-ringar. Genom vulkaniseringsprocessen får tätningarna erforderlig tätningsprestanda och kemisk korrosionsbeständighet, vilket säkerställer tätningssystemets tillförlitlighet och säkerhet.
3. Gummirör och slangar
Vulkaniseringsprocessen används för att producera olika gummirör och slangar, såsom hydrauliska rör, pneumatiska rör och livsmedelsslangar. Genom vulkaniseringsprocessen får gummirör och slangar erforderlig tryckbeständighet, nötningsbeständighet och kemikaliebeständighet, vilket säkerställer deras tillförlitlighet i en mängd olika applikationer.
4. Gummikuddar och gummiplattor
Vulkaniseringsprocessen används för att tillverka olika gummikuddar och gummiskivor, såsom halkskydd, stötdämpande dynor och ljudisolerande dynor etc. Genom vulkaniseringsprocessen får gummidynor och gummidukar den erforderliga mekaniska styrkan, slitage motstånd och värmebeständighet, vilket säkerställer deras prestanda i en mängd olika applikationer.
6. Framtida utvecklingstrender av vulkaniseringsprocessen
1. Grön och miljövänlig vulkanisering
Med förbättringen av miljömedvetenheten kommer grön och miljövänlig vulkaniseringsteknik att bli den framtida utvecklingstrenden. Forskning och utveckling av vulkaniseringsmedel och vulkaniseringsprocesser med låga VOC-utsläpp, låg energiförbrukning och återvinningsbarhet kommer att bli en viktig forskningsinriktning.
2. Intelligent vulkanisering
Intelligent vulkaniseringsutrustning och processer kommer att förbättra produktionseffektiviteten och produktkvaliteten. Genom att introducera Internet of Things, big data och artificiell intelligensteknik, kan realtidsövervakning och optimering av vulkaniseringsprocessen uppnås, och noggrannheten och tillförlitligheten av vulkaniseringsprocessen kan förbättras.
3. Högpresterande vulkanisering
Med den kontinuerliga utvecklingen av nya material och ny teknik kommer högpresterande vulkaniseringsprocesser att möta fler applikationsbehov. Genom forskning och utveckling av nya vulkaniseringsmedel, vulkaniseringsprocesser och vulkaniseringsutrustning förbättrar vi prestanda och funktioner hos vulkaniserade produkter och utökar deras användningsområden.
7. Sammanfattning
Vulkaniseringsprocessen är en nyckellänk i gummibearbetning. Genom vulkaniseringsprocessen får gummimaterial de erforderliga fysikaliska och kemiska egenskaperna. Denna artikel ger en detaljerad analys av de grundläggande principerna, processtyperna, processparametrarna, utrustningen och tillämpningarna av vulkaniseringsprocessen. Med utvecklingen av teknik och diversifiering av behov kommer vulkaniseringsprocessen att fortsätta att förnya sig i riktning mot grönt, miljöskydd, intelligens och hög prestanda, vilket ger mer tillförlitligt tekniskt stöd för utvecklingen av gummiindustrin.
Posttid: 2024-nov-22