Vulkaniseringsprocessen är en viktig länk i gummibearbetning. Genom vulkaniseringsprocessen förändras gummimaterialet från en linjär molekylstruktur till en nätverksstruktur, varigenom de erforderliga fysikaliska och kemiska egenskaperna uppnås. 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 uppvärmning och vulkaniseringsmedel (såsom svavel). Denna process förbättrar avsevärt gummits mekaniska hållfasthet, slitstyrka, värmebeständighet och kemiska resistens.
2. Kemisk reaktion vid vulkanisering
Vulkaniseringsreaktionen innefattar huvudsakligen tvärbindningsreaktionen mellan svavel- och gummimolekylkedjor. De specifika reaktionerna är följande:
Gummimolekylkedja + svavel → tvärbundet gummi
Under vulkaniseringsprocessen reagerar svavelmolekyler med dubbelbindningarna på gummimolekylkedjan för att bilda svavelbryggbindningar och därigenom bilda en tredimensionell nätverksstruktur.
3. Faktorer som påverkar vulkaniseringsreaktionen
Typer av vulkaniseringsmedel: Olika vulkaniseringsmedel (såsom svavel, peroxid, organiska vulkaniseringsmedel) påverkar hastigheten på vulkaniseringsreaktionen och tvärbindningsdensiteten.
Vulkaniseringstemperatur: Ökad temperatur accelererar vulkaniseringsreaktionen, men en för hög temperatur kan orsaka att vulkaniseringen återgår till sitt ursprungliga tillstånd eller att materialet sönderfaller.
Vulkaniseringstid: För kort tid kan resultera i ofullständig vulkanisering, och för lång tid kan resultera i överdriven vulkanisering.
Fyllmedel och tillsatser: Fyllmedel (såsom kimrök) och tillsatser (såsom acceleratorer, antioxidanter) påverkar vulkaniseringsreaktionens hastighet och produktens prestanda.
2. Typ av vulkaniseringsprocess
1. Traditionell vulkaniseringsprocess
Svavelvulkanisering: Använder svavel som primärt vulkaniseringsmedel, lämpligt för naturgummi och de flesta syntetiska gummin.
Peroxidvulkanisering: Använd organisk peroxid som vulkaniseringsmedel, lämplig för gummi utan dubbelbindningar (såsom silikongummi, fluorgummi).
Vulkanisering med organiska vulkaniseringsmedel: Användning av organiska vulkaniseringsmedel (såsom tiuramer och disulfider) är lämpligt för vissa specialgummin.
2. Ny vulkaniseringsprocess
Elektronstrålevulkanisering: Användning av högenergiska elektronstrålar för att initiera vulkaniseringsreaktioner, lämplig för högpresterande gummiprodukter.
Mikrovågsvulkanisering: Med hjälp av mikrovågsuppvärmning slutförs vulkaniseringsreaktionen på kort tid och förbättrar produktionseffektiviteten.
Superkritisk vätskevulkanisering: vulkanisering i en superkritisk koldioxid- eller kvävemiljö, lämplig för miljövänliga gummiprodukter.
3. Parametrar för vulkaniseringsprocessen
1. Vulkaniseringstemperatur
Vulkaniseringstemperaturen är en av nyckelparametrarna i vulkaniseringsprocessen. Generellt sett gäller att ju högre vulkaniseringstemperaturen är, desto snabbare är vulkaniseringsreaktionshastigheten. Emellertid kan en för hög vulkaniseringstemperatur leda till vulkaniseringsåtergång och materialnedbrytning. Det optimala vulkaniseringstemperaturintervallet för olika gummimaterial är olika, och lämplig vulkaniseringstemperatur måste väljas beroende på det specifika materialet.
2. Vulkaniseringstid
Vulkaniseringstid avser den tid 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 måste vulkaniseringstiden bestämmas genom experiment för att uppnå bästa vulkaniseringseffekt.
3. Vulkaniseringstryck
Vulkaniseringstrycket underlättar gummimaterialets flyt och fyllning, vilket säkerställer gummimaterialets jämnhet och kompakthet under vulkaniseringsprocessen. Korrekt vulkaniseringstryck kan minska uppkomsten av bubblor och defekter och förbättra kvaliteten på vulkaniserade produkter.
4. Dosering av vulkaniseringsmedel
Mängden vulkaniseringsmedel påverkar direkt hastigheten på 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 platta
Plattvulkaniseringsmaskinen är en av de vanligaste vulkaniseringsutrustningarna och är lämplig för att producera olika gummiprodukter, såsom gummiplattor, gummislangar och gummimattor. Plattvulkaniseringsmaskinen vulkaniserar gummimaterialet i formen genom att värma den plana plattan och applicera tryck.
2. Vulkaniseringstank
Vulkaniseringstanken är lämplig för kontinuerlig vulkanisering och är lämplig för produktion av gummiband, gummislangar och gummitätningar etc. Vulkaniseringstanken vulkaniserar gummimaterialet i en sluten miljö genom att värma och trycksätta det.
3. Kalandreringsvulkaniseringsmaskin
Kalandrerings- och vulkaniseringsmaskiner är lämpliga för att producera gummiprodukter med breda bredder, såsom gummidukar och gummiplattor. Kalandrerings- och vulkaniseringsmaskinen vulkaniserar gummimaterialet i en kontinuerlig process genom kalandrering och uppvärmning.
4. Utrustning för mikrovågsvulkanisering
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 i däcktillverkningen. Genom vulkaniseringsprocessen får däckets gummimaterial den mekaniska styrka, slitstyrka och värmebeständighet som krävs, vilket säkerställer att däcket har god prestanda under olika vägförhållanden.
2. Gummitätningar
Vulkaniseringsprocessen används för att producera olika gummitätningar, såsom O-ringar, U-ringar och Y-ringar. Genom vulkaniseringsprocessen uppnår tätningarna den erforderliga tätningsprestanda och kemiska korrosionsbeständigheten, vilket säkerställer tätningssystemets tillförlitlighet och säkerhet.
3. Gummislangar och slangar
Vulkaniseringsprocessen används för att producera olika gummirör och slangar, såsom hydraulrör, pneumatiska rör och livsmedelsslangar. Genom vulkaniseringsprocessen får gummirör och slangar den erforderliga tryckhållfastheten, nötningsbeständigheten och kemikaliebeständigheten, vilket säkerställer deras tillförlitlighet i en mängd olika tillämpningar.
4. Gummikuddar och gummiplattor
Vulkaniseringsprocessen används för att producera olika gummikuddar och gummidukar, såsom halkskydd, stötdämpande kuddar och ljudisolerande kuddar etc. Genom vulkaniseringsprocessen får gummikuddar och gummidukar den mekaniska hållfasthet, slitstyrka och värmebeständighet som krävs, vilket säkerställer deras prestanda i en mängd olika tillämpningar.
6. Framtida utvecklingstrender för vulkaniseringsprocessen
1. Grön och miljövänlig vulkanisering
I takt med att miljömedvetenheten ökar kommer grön och miljövänlig vulkaniseringsteknik att bli den framtida utvecklingstrend. 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 sakernas internet, big data och artificiell intelligens kan realtidsövervakning och optimering av vulkaniseringsprocessen uppnås, och noggrannheten och tillförlitligheten i vulkaniseringsprocessen kan förbättras.
3. Högpresterande vulkanisering
Med den kontinuerliga utvecklingen av nya material och ny teknik kommer högpresterande vulkaniseringsprocesser att möta fler tillämpningsbehov. Genom forskning och utveckling av nya vulkaniseringsmedel, vulkaniseringsprocesser och vulkaniseringsutrustning förbättrar vi prestandan och funktionerna hos vulkaniserade produkter och utökar deras tillämpningsområden.
7. Sammanfattning
Vulkaniseringsprocessen är en viktig länk i gummibearbetning. Genom vulkaniseringsprocessen erhåller gummimaterial de erforderliga fysikaliska och kemiska egenskaperna. Denna artikel ger en detaljerad analys av de grundläggande principerna, processtyperna, processparametrarna, utrustningen och tillämpningarna för vulkaniseringsprocessen. Med teknikutvecklingen och diversifieringen av behoven 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.
Publiceringstid: 22 november 2024