70.Ингредиенты эластомерных материалов и их назначение. Вулканизация фенолформальдегидными смолами

Натуральные и синтетические каучуки в чистом виде не используются. Чтобы придать резинам требуемые свойства каучуки смешивают с неорганическими и органическими сыпучими или жидкими веществами, затем их вулканизуют. Все эти вещества объединяются общим названием ингредиенты. Если ингредиенты используют в небольших количествах, то их называют химикаты. Компоненты резиновых смесей в зависимости от их назначения делят на следующие группы:

1) каучуки и регенерат;2) вулканизующие вещества;3) ускорители вулканизации;

4) активаторы вулканизации;5) противстарители,6) пластификаторы,7) наполнители (активные и неактивные);8) наполнители специального назначения (замедлители подвулканизации; красители; парообразующие компоненты; абразивные вещества и т.д.);9) вспомогательные материалы. Кроме того применяют вещества, которые обеспечивают обработку или изготовление резиновых смесей. Это диспергаторы ингредиентов, активаторы пластикации каучука, вещества которые повышают клейкость смесей. Большинство из перечисленных компонентов не только изменяют свойства но и влияют на сам технологический процесс. Смеси, которые содержат каучук и ингредиенты, которые необходимы только для вулканизации, называются ненаполненными. Перечень компонентов, с-ва резиновой смеси, называют рецептом. Рецепты записывают в различной ф-ме:1) содержание каждого ингредиента в массовых частях на 100 м.ч каучука.2) сод-е каучука и ингредиентов смеси в массовых процентах.3) сод-е каучука и ингредиентов смеси в объемных процентах. рабочий рецепт: содержание ингредиентов в кг, которое соответствуют загрузочной емкости оборудования. При выборе и разработке ингредиентов для резиновых смесей необходимо, чтобы они не меняли свой хим с-в при длительном хранении; не меняли физ. св-в, в рез-те изменения формы, кристаллизации и других факторов; чтобы они имели высокую дисперсность; хорошие технологические св-ва; не должны быть токсичными, летучими, иметь неприятный запах. Нужно учитывать экономические факторы и проблемы охраны ОС.

Вулканизация фенолформальдегидными смолами.

Для вулканизации непредельных каучуков, особенно каучуков с малой непредельностью – это бутилкаучук, этиленпропиленовый каучук (тройной сополимер) использует фенолформальдегидные смолы.

Смолы должны содержать не менее 3% метилольных и метиленэфирных групп. Они представляют твёрдую, хрупкую прозрачную массу, которую перед применением надо измельчить. Температура вулканизации в присутствии смол 140-180⁰С. Они способны повысить теплостойкость и стойкость к тепловому старению и чаще всего применяется для вулканизации бутилкаучука, а также его смесей с этиленпропиленкаучуком (тройной сополимер) при производстве диафрагм и камер в автомобильных покрышках.

71.Основные процессы производства эластомеров. Смешение на вальцах. Приготовление резиновых смесей (смешение)

Для получения резиновых смесей ингредиенты смешивают до образования однородной массы с каучуком.

Простое смешение – процесс, в результате которого происходит только изменение первоначального распределения компонентов в объёме.

Процесс смешения включает в себя этапы:

- измельчение твёрдых компонентов

- введение компонентов в каучук

- диспергирование

- смешение

Механизм смешения компонентов можно рассматривать как деформацию многокомпонентной системы. Чтобы обеспечить более равномерное распределение компонентов смеси, необходимо периодически изменять направление деформации сдвига.

При смешении происходит механохимические процессы:

1) Деструкция полимера, которая сопровождается снижением его вязкости (пластикация)

2)Активация – взаимодействие наполнителя с полимером, которое сопровождается увеличением вязкости.

В процессе смешения резиновая смесь интенсивно разогревается. В результате снижается вязкость смеси и ускоряются термоокислительные процессы, а также преждевременная вулканизация смеси.

Действие всех этих факторов чаще всего бывает взаимно противоположным, поэтому надо выбирать режим смешения в соответствии с применяемым оборудованием, учитывать состав резиновой смеси, требования, которые предъявляются качеству, экономические показатели. Качество резиновой смеси характеризуется равномерностью распределения компонентов в её объёме. В большинстве случаев качество смесей определяют по изменению показателей физических или механических свойств сырой смеси или её вулканизатов при сравнении с эталонами. Качество смеси оценивают по плотности, кольцевому модулю и пластичности, по изменению модуля сдвига (это для сырой смеси).Качество смеси можно характеризовать по свойствам вулканизатов:

- по прочности при растяжении

- по относительному и остаточному растяжению

- по твёрдости и др. факторам

Достаточно быстро можно определить качество смеси на реометре типа «монсанто» при высокой температуре 180-200⁰С можно установить вязкость смеси, продолжительность подвулканизации, скорость вулканизации, модуль сдвига, а получение значения сравнивать с нормами, установленными для данной смеси.

Смешение на вальцах. Для приготовления резиновых смесей вальцы используют ограничено. Для этих целей их применяют на предприятиях с малым объёмом производства, с большим ассортиментом изделий, для приготовления смесей на основе некоторых каучуков специального назначения (фторкаучук и др.), а также для приготовления резиновых смесей с волокнистыми наполнителями.