El procés de vulcanització és un enllaç clau en el processament del cautxú. A través del procés de vulcanització, el material de cautxú canvia 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, els tipus de processos, els paràmetres del procés, els equips i les 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 d'enreixament 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 del 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: un augment de la temperatura accelerarà la reacció de vulcanització, però una temperatura massa alta pot fer que la vulcanització torni al seu estat original o que el material es descompongui.
Temps de vulcanització: Un temps massa curt pot resultar en una vulcanització incompleta i un temps massa llarg pot resultar en una vulcanització excessiva.
Farcits i additius: els farcits (com el negre de carboni) i els additius (com ara acceleradors, 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 amb sofre: utilitza sofre com a principal agent vulcanitzant, adequat per al cautxú natural i la majoria dels cautxús sintètics.
Vulcanització amb 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 tiurams i disulfurs) és adequat per a alguns cautxús especials.
2. Nou procés de vulcanització
Vulcanització per feix d'electrons: ús de feixos d'electrons d'alta energia per iniciar reaccions de vulcanització, adequades per a productes de cautxú d'alt rendiment.
Vulcanització per microones: Mitjançant l'escalfament per microones, la reacció de vulcanització es completa en poc temps i millora l'eficiència de la producció.
Vulcanització amb fluids supercrítics: vulcanització en un entorn supercrític de diòxid de carboni o nitrogen, 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. Generalment, 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 la reversió de la vulcanització i la descomposició del material. El rang òptim de temperatura de vulcanització dels diferents materials de cautxú és diferent, i cal seleccionar la temperatura de vulcanització adequada segons el material específic.
2. Temps de vulcanització
El temps de vulcanització fa referència 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, garantint la uniformitat i la compacitat del material de cautxú durant el procés de vulcanització. Una 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 d'entrecreuament. L'ús d'una quantitat insuficient d'agent vulcanitzant pot provocar una vulcanització incompleta, mentre que l'ús d'una quantitat excessiva d'agent vulcanitzant 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. Equip de vulcanització
1. Màquina de vulcanització de placa plana
La vulcanitzadora de plaques és un dels equips de vulcanització més utilitzats i és adequada per produir diversos productes de cautxú, com ara plaques de cautxú, tubs de cautxú i estores de cautxú. La vulcanitzadora de placa plana vulcanitza el material de cautxú del motlle escalfant la placa plana i aplicant pressió.
2. Tanc de vulcanització
El tanc de vulcanització és adequat per al procés de vulcanització contínua i és adequat per a la producció de corretges de goma, tubs de goma i segells de goma, etc. El tanc de vulcanització vulcanitza el material de goma en un entorn tancat escalfant-lo i pressuritzant-lo.
3. Màquina de vulcanització de calandratge
Les màquines de vulcanització per calandrar són adequades per produir productes de cautxú d'ample ample, com ara làmines i plaques de cautxú. La màquina de calandrar i vulcanitzar vulcanitza el material de cautxú en un procés continu mitjançant calandrar i escalfar.
4. Equip de vulcanització per microones
L'equip de vulcanització per microones utilitza l'escalfament per microones per completar la reacció de vulcanització en poc temps i és adequat per a la producció de productes de cautxú d'alt rendiment. L'equip de vulcanització per microones té els avantatges d'una alta eficiència, estalvi d'energia i protecció del medi ambient.
5. Aplicació del procés de vulcanització
1. Fabricació de pneumàtics
El procés de vulcanització juga un paper vital en la fabricació de pneumàtics. A través del procés de vulcanització, el material de cautxú del pneumàtic obté la resistència mecànica, la resistència al desgast i la resistència a la calor necessàries, garantint que el pneumàtic tingui un bon rendiment en diverses condicions de carretera.
2. Segells de goma
El procés de vulcanització s'utilitza per produir diversos segells de goma, com ara juntes tòriques, juntes en U i juntes en Y. Mitjançant el procés de vulcanització, els segells obtenen el rendiment de segellat i la resistència a la corrosió química requerits, 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 grau alimentari. Mitjançant el procés de vulcanització, les canonades i mànegues de cautxú adquireixen la resistència a la pressió, la resistència a l'abrasió i la resistència química necessàries, cosa que garanteix la seva fiabilitat en una varietat d'aplicacions.
4. Coixinets i plaques de goma
El procés de vulcanització s'utilitza per produir diverses pastilles i làmines de goma, com ara pastilles antilliscants, pastilles absorbents d'impactes i pastilles aïllants acústics, etc. Mitjançant el procés de vulcanització, les pastilles i les làmines de goma adquireixen la resistència mecànica, la resistència al desgast i la resistència a la calor necessàries, cosa que garanteix el seu rendiment en una varietat d'aplicacions.
6. Tendències de desenvolupament futur del procés de vulcanització
1. Vulcanització verda i respectuosa amb el medi ambient
Amb la millora de la consciència ambiental, la tecnologia de vulcanització verda i respectuosa amb el medi ambient esdevindrà la tendència de desenvolupament futura. La investigació i el desenvolupament d'agents vulcanitzants i processos de vulcanització amb baixes emissions de COV, baix consum d'energia i reciclabilitat esdevindran una important línia de recerca.
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 la Internet de les Coses, el big data i la tecnologia d'intel·ligència artificial, es pot aconseguir la monitorització i l'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 satisfaran més necessitats d'aplicació. Mitjançant la investigació i el desenvolupament de nous agents de vulcanització, 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. A través del procés de vulcanització, els materials de cautxú obtenen les propietats físiques i químiques necessàries. Aquest article proporciona una anàlisi detallada dels principis bàsics, els tipus de processos, els paràmetres del procés, els equips i les 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.
Data de publicació: 22 de novembre de 2024