Навигация
ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РЕЗИНЫ: ОБОРУДОВАНИЕ, ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА
40606
знаков
0
таблиц
8
изображений
2. ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РЕЗИНЫ: ОБОРУДОВАНИЕ, ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА
2.1 Общие сведения о резинах. Классификация и ассортимент резин
Натуральный каучук – это эластичный материал растительного происхождения, добываемый из млечного сока гевеи бразильской. Основные виды каучука это смокед-шит, светлый креп и пара-каучук. Натуральный каучук рстворяется в бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде. При взаимодействии с кислородом и другими окисляющими реагентами – стареет. При нагревании свыше 200 оС разлагается, при температуре около – 70 оС утрачивает пластичность и становится хрупким.
Большая трудоёмкость получения, относительно низкие качественые показатели натурального каучука и другие причины обусловили производство синтетических каучуков.
Производство синтетических каучуков состоит из получения каучукогенов (мономеров) и их полимеризации. В качестве каучукогенов применяют бутадеин, стирол, изопрен, хлоропрен, акрилонитрил, изобутилен и др. Сырьём для их получения служат нефть , природный газ, уголь и вещества, содержащие крахмал.
Основная масса каучуков перерабатывается в резину. Резиной называется продукт специальной обработки смеси каучука и серы с различными добавками, имеющими определённое назначение. Кроме основного компонента (каучука), в состав резины входят вулканизаторы, или агенты (сера, селен, перкиси), ускорители (оксиды свинца, магния, полисульфиды), противостарители, мягчители или пластификаторы, наполнители активные (сажа, окись цинка) и неактивные (мел, тальк, барит, регенерат), красители и другие составляющие.
Свойства резины зависят прежде всего от типа каучука, применяемого для её производства. Резина отличается высокой эластичностью, способностью к большим деформациям, малой сжимаемостью, высокой стойкостью к истиранию, газ- и водонепроницаемостью, химической стойкостью, электроизоляционными свойствами, небольшой плотностью, высокой теплостойкостью.
Ассортимент отечественного синтетического каучука в настоящее время весьма большой: он насчитывает более 30 типов и свыше 200 марок. Основными типами синтетических каучуков являются:
СКБ (бутадиеновый, натрий-дивиниловый или дивинильный);
СКС (бутадиен-стирольный, или дивинил-стирольный);
СКИ (изопреновый);СКЭП (этилен-пропиленовый);
СКФ (фторсодержащий);
Бутилкаучук;
Найрит (хлоропреновый каучук);
СКН (бутадиен-нитрильный);
Полисульфидный (тиокол);
СКТ (теплостойкий);
СКУ (полиуретановый).
Что касается резин, то в настоящее время выпускаются резины общего (на основе натурального каучука, СКБ,СКС и СКИ) и специального назначения, в том числемасло-бензостойкие (на основе найрита, СКН и тиокола), термостойкие (на основе СКТ), светоозоностойкие (на основе СКФ, СКЭП), износосойкие (на основе СКН), электротехнические (на основе СКН, найрита).
Резиновые технические изделия классифицируются по строению, технологии изготовления, типу конструкции.
2.2 Формирование изделий из резины
Натуральный и синтетический каучук.
Основой натурального каучука является млечный сок (латекс) каучуконосных растений. Латекс представляет собой молочно-белую жидкость со слабым желтым, розовым или сероватым оттенком.
Синтетические каучуки (натрий-бутадиеновые, бутадиен-стирольные, изопреновые, бутадиен-нитрильные, хлоропреновые и др.) получают методами полимеризации и поликонденсации.
Впервые технологию получения синтетического натрий-бутадиенового каучука разработал советский ученый С. В. Лебедев. Для получения каучука пары этилового спирта при температуре 400-500° в присутствии катализатора в контактной печи разлагаются с образованием 26-28% бутадиена (дивинила) и других продуктов - этилена, ацетилена, изобутилена, альдегидов, высших спиртов и др. Бутадиен отделяют от спирта и примесей и подвергают полимеризации с помощью металлического натрия. Полученный в результате полимеризации каучук обрабатывают в вакуум-мешалке (для удаления летучих примесей и придания ему однородности), а затем - на листовальных или рафинирующих вальцах.
Наиболее распространенным является бутадиен-стирольный каучук, в котором около 30% бутадиена заменено стиролом (бесцветной с острым запахом жидкостью, кипящей при температуре 143°). Этот каучук получают совместной полимеризацией бутадиена и стирола, взятых в соотношении 7:3.
Хлоропреновый каучук получают в результате полимеризации хлоропрена в эмульсии. Промышленностью выпускается два вида хлоропреновых каучуков - наирит и наирит С. Наирит - продукт полимеризации хлоропрена; наирит С получают совместной полимеризацией хлоропрена с небольшим количеством стирола. Стирол в наирите облегчает переработку каучука.
Приготовление резиновых смесей. Первичной операцией переработки натурального каучука является вулканизация, в процессе которой образуются поперечные химические связи между молекулярными цепями каучука. Этот процесс может происходить под влиянием химической реакции, световой и тепловой энергии, радиации и др.
Вулканизация может быть горячей и холодной и протекает с присутствием серы как вулканизирующего вещества и ускорителей, активаторов и др. При горячей вулканизации резиновую смесь с серой, окисью цинка и некоторыми другими веществами выдерживают определенное время при температуре 130-170°.
Холодная вулканизация протекает в растворах полухлористой серы при комнатной температуре.
Свойства резины в значительной степени определяются дозировкой серы. Для получения мягкой резины в смесь вводят от 1,5 до 6 весовых частей серы на 100 весовых частей каучука. При увеличении серы до 30-40 весовых частей получается жесткая резина, называемая эбонитом. Для придания резине требуемых свойств в исходную смесь каучука вводят различные материалы, называемые ингредиентами. В зависимости от свойств и назначения ингредиенты делятся на вулканизирующие, ускорители вулканизации, активаторы ускорителей, усилители, красители, наполнители, мягчители, противостарители и др.
Наибольшее распространение как вулканизирующее вещество имеет сера.
Ускорители сокращают время вулканизации, уменьшают потребное количество серы, позволяют снизить температуру процесса. При вулканизации они взаимодействуют не только с серой, но и с каучуком, что оказывает непосредственное влияние на образование пространственных структур резины. В качестве ускорителей применяют окись магния и свинца, гидроокись кальция, окись цинка. Для ускорения вулканизации натрий-бутадиенового каучука применяют едкий натрий, углекислый и двууглекислый натрий. При вулканизации эбонитовых смесей применяют окись магния.
Активаторы сокращают время вулканизации и повышают прочность резины. Для органических ускорителей в качестве активаторов применяют цинковые белила и окись магния. Употребляемые в качестве активаторов окислы металлов в присутствии жирных кислот (стеариновой, олеиновой и др.) обеспечивают переход ускорителей в солеобразное состояние, что способствует лучшему их растворению в смесях. Это облегчает взаимодействие серы и ускорителей.
Наполнители в зависимости от влияния на резиновую смесь разделяют на активные (усилители) и неактивные. Активные наполнители вводят в резиновую смесь как для увеличения ее объема, так и для улучшения свойств резины, неактивные - только для увеличения объема. К активным наполнителям относят сажу (вводят 30-60%), цинковые белила (20-25%), каолин (до 50%), белую сажу (до 60%). Белая сажа (коллоидная кремнекислота) вводится как усилитель в синтетические каучуки. Каолины повышают маслостойкость и теплостойкость резины, однако резина с каолином имеет невысокую прочность на разрыв.
Для придания резине требуемой окраски в смесь вводят органические и неорганические красители, отличающиеся светостойкостью, устойчивостью при вулканизации и большой красящей способностью (окись титана и хрома, цинковые белила, охра).
Для облегчения смешения каучука с порошковыми материалами и обработки резиновой смеси в нее вводят в количестве 5-20% мягчители (мазут, гудрон, масла, каменноугольные смолы, сосновую смолу, канифоль, растительные масла, стеариновую и олеиновые кислоты, полидиены и др.).
Под длительным действием кислорода воздуха происходит старение резины, заключающееся в изменении физических, химических и механических свойств. Для предохранения от старения в состав резиновых смесей вводят в количестве 0,5-2% от веса каучука противостарители - вещества, вступающие в химическое взаимодействие с кислородом и предохраняющие этим резину от старения. В качестве противостарителей используют неозод Д (порошок светло-серого или светло-коричневого цвета) и эджерайт (смола желтого цвета с температурой плавления 65-70°) и др.
Для облегчения технологических операций в резиновые смеси вводят ингредиенты специального назначения: ускорители пластикации; вещества, предотвращающие преждевременную вулканизацию; облегчающие вулканизацию эбонита; повышающие морозостойкость волокнистые вещества (асбест); абразивную пыль, придающую резине свойства шлифующих материалов, и др.
Перед смешением с ингредиентами каучук подвергают пластикации, что увеличивает его пластичность и мягкость. Пластикация производится в валковых резиносмесителях или червячных пластикаторах. При этом натуральный каучук благодаря механическому воздействию, нагреву (до 150-200°) и окислению кислородом воздуха становится пластичным и легко смешивается с сыпучими материалами.
Смешение каучука с ингредиентами происходит механическим способом на вальцах или в смесителях. Качество смеси зависит от равномерности распределения ингредиентов в каучуке и соблюдения оптимальных режимов смешения. Увеличение времени смешения оказывает положительное влияние на качество смеси до определенного предела, превышение которого вызывает ухудшение качества смеси.
Похожие работы
... простых деталей на малую длину. Пуансон эластичный, обычно из губчатой резины. III – третий способ для получения деталей виде усеченного конуса, пирамиды и т.д. Оборудование и специальная технологическая оснастка для листовой штамповки Для листовой штамповки применяются гидравлические и механические прессы (кривошипные, эксцентриковые, фрикционные). Штампы для листовой штамповки могут ...
... ? 25. В чем сущность биохимических, фотохимических, радиационно-химических, плазмохимических процессов? Указать области их применения. 26. Какие основные группы физических процессов используют в системах технологий? 27. Дать определение машиностроению как комплексной области. Какова структура машиностроительного предприятия? 28. Раскрыть сущность понятий «изделие», «деталь», «сборочная единица ...
... - дальнейшее развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов обработки заготовок деталей машин, применение новых конструкционных материалов и повышение качества обработки деталей машин. Наряду с обработкой резанием применяют методы обработки пластическим деформированием, с использованием химической, электрической, световой, лучевой и других видов энергии. Классификация ...
... , называют шихтой. В состав шихты входят топливо, руды (чаще рудные концентраты, так или иначе подготовленные к плавке), металлы (в основном в виде лома), флюсы, шлаки предыдущих плавок и другие оборотные материалы. 1 Пластмассы. Основные компоненты пластмасс. Слоистые пластические материалы 1.1 Общие сведения, основные свойства и компоненты, входящие в состав пластмасс Среди новых ...
0 комментариев