2.4 Формование резиновых смесей
Для получения резиновых изделий массе резиновой смеси необходимо придать определенную форму — подвергнуть ее формованию.
Основными способами формования резиновых смесей и других полимерных материалов являются каландрование, шприцевание (экструзия), прессование, литье под давлением. В резиновой промышленности широко совмещают процессы формования с вулканизацией.
В процессе формования резиновая смесь подвергается механическому воздействию, в результате чего происходит ее деформация под влиянием возникающих напряжений. Каучук и резиновые смеси под воздействием нагрузки одновременно испытывают упругую, высокоэластическую и пластическую деформации.
Упругая деформация характерна для полимеров, находящихся в кристаллическом или застеклованном состоянии при небольших деформациях. В резиновых смесях при температурах переработки доля упругой составляющей в общей деформации ничтожно мала. Каучук и резиновые смеси при переработке подвергаются главным образом высокоэластической (обратимой) и пластической (необратимой) деформациям. Преобладание той или иной из них в основном зависит от температуры, природы и состава полимерного материала, а также скорости деформации (нагрузки) и напряжения.
При повышении температуры и уменьшении скорости деформации высокоэластическая составляющая ее уменьшается, однако при технологических условиях переработки смесей никогда полностью не исчезает.
Снизить высокоэластическую деформацию (эластическое
восстановление) возможно при введении в резиновую смесь наполнителей -технического углерода, пластификаторов или сшитых каучуков.
Соотношение 'между пластической и высокоэластической составляющими деформации имеет весьма важное значение при формовании резиновых смесей.
2.5 Каландрование
Каландрованием называется процесс формования, при котором разогретую резиновую смесь пропускают в зазоре между горизонтальными валками, вращающимися навстречу друг другу, при этом образуется бесконечная лента определенной ширины и толщины. Каландрование производят на специальных агрегатах (рис. 4), главной частью которых является каландр.
Рисунок 4 - Схема каландрового агрегата. 1 - смеситель, 2 - вальцы, 3 -детектор металла, 4 - S-образный каландр (наклонный), 5 - охлаждающие барабаны, 6 - толщиномер, 7 - устройство для обрезания кромок, 8 -закаточное устройство.
При каландровании полимерный материал проходит через зазор только один раз. Поэтому для получения листа с гладкой поверхностью очень часто используют трех- или четырехвалковые каландры, имеющие соответственно два или три зазора. На каландрах можно получать листы с точностью по толщине до ±0,02 мм. Ширина листа определяется рабочей длиной валки.
При каландровании проводятся различные технологические операции: формование резиновой смеси и получение гладких или профильных листов; дублирование листов; обкладка и промазка текстиля резиновой смесью.
2.5.1 Каландрование в резиновой промышленности
В этой отрасли каландрование применяют в следующих технологических процессах:
Листование резиновых смесей для получения бесконечных листов толщиной 0,5—1,5 мм; обычно эту операцию производят на каландрах с 3, 4 или 5 валками. Некоторые валки этих каландров вращаются с небольшой фрикцией; валки, образующие последний (формующий) зазор, вращаются с одинаковой скоростью.
Изготовление профилированных заготовок, например, выпуск на профильных каландрах подошвенной пластины с рельефным рисунком с одной стороны.
Дублирование (сдваивание) листов для получения полотна толщиной более 1,5 мм (обычно при каландровании через зазор, превышающий 1,5 мм, в листе образуются воздушные пузыри). Различают несколько способов дублирования: а) с помощью гуммированного ролика, устанавливаемого на каландре (рис. 5).
Рисунок 5 - Схема дублирования с гуммированным дублирующим роликом. 1 - смесь, 2 - дублирующий ролик, 3 - бобина с листованной смесью, 4 -ролик приема прокладочного холста, 5 - дублированный лист.
Предварительно листованную смесь подают из раскаточного устройства (или с другого каландра) в зазор между дублировочным валиком и нижним валком каландра, где она прижимается давлением грузов (или пружин) и прикатывается к поверхности выходящей из последнего зазора каландра листованной смеси; б) с применением специального барабана диаметром ~1 м, располагаемого непосредственно возлеу каландра. К поверхности барабана, нагретого до 40—60°С, прикатывают поступающий с каландра лист до достижения заданной толщины (до 40 мм). Готовый лист разрезают по образующей и снимают Ус барабана. На четырех- и пятивалковых каландрах одновременно листуют два полотна и дублируют их в одном из зазоров каландра. Прорезиненные ткани дублируют на двухвалковых каландрах, через которые одновременно пропускают до 5 слоев ткани.
Прорезинивание (промазка) ткани, при которой резиновая смесь вдавливается между нитями ткани. ;
Обкладка ткани тонким слоем резиновой смеси; производится на каландрах, валки которых^вращаются с одинаковой скоростью. Одностороннюю обкладку можно производить за один пропуск на трехвалковом каландре, двухстороннюю - за один пропуск на четырехвалковом каландре (рис. 6) или за два пропуска на трехвалковом. Для повышения прочности связи резины с плотной тканью поверхность последней перед обкладкой промазывают клеем или резиновой смесью. Ткани из искусственных и синтетических волокон перед обкладкой пропитывают составами на основе латексов или синтетических смол.
Рисунок 6 – схема двухсторонней обкладки ткани. 1 – каландр, 2 – сушильные барабаны, 3 – охлаждающие барабаны, 4 – закатка.
При непрерывной двухсторонней обкладке на четырехвалковом каландре ткань с раскаточного устройства попадает на компенсатор, затем в
барабанную сушилку (эти стадии на рисунке не показаны) и через направляющие и ширительные ролики поступает на каландр. Резиновую смесь одновременно подают в оба зазора (верхний и нижний). Поэтому ткань, проходящая между верхним и средним валками, обкладывается резиной с двух сторон. Выходящая из каландра лента охлаждается на барабанах и через компенсатор поступает на закаточное устройство. Скорость обкладки ткани обычно составляет 20 - 80 м/мин.
Температурный режим каландрования резиновых смесей зависит от типа каучука, размера фрикции и содержания наполнителя. При увеличении степени наполнения температура валков понижается.