3. Технологические способы изготовления резиновых технических изделий

Технологический процесс изготовления резиновых технических изделий состоит из отдельных последовательных операций приготовления резиновой смеси, формования и вулканизации.

3.1. Технология приготовления резиновых смесей

Технология приготовления резиновых смесей состоит из подготовки ингредиентов, их смешивания и получения полуфабрикатов определенной формы.

Производство резиновых смесей с порошкообразным наполнителем. Перед смешением с ингредиентами натуральный каучук подвергают пластификации, что увеличивает его пластичность и мягкость. Пластификация производится в валковых резиносмесителях или червячных пластикаторах. При этом натуральный каучук благодаря механическому воздействию, нагреву (до 150-200°С) и окислению кислородом воздуха становится пластичным и легко смешивается с сыпучими материалами.

Синтетический каучук перед смешением с ингредиентами нарезают на куски и также пластифицируют. Пластификацию каучука проводят путем многократного пропуска через специальные вальцы, подогреваемые до температуры 40-50°С. В результате получают однородную пластичную массу, обладающую способностью хорошо смешиваться с остальными ингредиентами. Порошкообразные компоненты подвергают контрольному просеиванию.

Пластифицированный каучук в определенных пропорциях, заданных рецептурой, смешивают на вальцах или в специальных смесителях с остальными порошкообразными ингредиентами. Качество смеси зависит от равномерности распределения ингредиентов в каучуке, т.е. должен строго соблюдаться порядок загрузки компонентов: первым компонентом в каучук вводят противостаритель, последним – серу, или ускоритель вулканизации. Важное значение имеют температура и длительность процесса. Увеличение времени смешения оказывает положительное влияние на качество смеси до определенного предела, превышение которого вызывает ухудшение качества смеси.

Полученную в результате смешивания массу подвергают каландрованию.

Каландрование (каландрирование). Каландрованием называют различные процессы (получение резиновых листов или профильных заготовок, покрытие тканей слоем резины, сдваивание листов и др.), выполняемые на специальном оборудовании – каландрах, основным рабочим органом которых являются валки. В зависимости от назначения различают листовальные, обкладочные, промазочные и другие каландры.

Валки каландров снабжают системой внутреннего обогрева или охлаждения, что позволяет регулировать температурный режим: верхний и средний валки каландра подогреваются до 60+95°С, а нижний охлаждается до 15°С. Листы резины, полученные прокаткой на каландрах, сматывают в рулоны и используют затем в качестве полуфабриката для других процессов формообразования резиновых изделий. Во избежание слипания резины в рулонах ее посыпают тальком или мелом при выходе из каландра.

В процессе получения прорезиненной ткани в зазор между валками каландров одновременно пропускают пластифицированную резиновую смесь 3 и ткань 2. Резиновая смесь поступает в зазор между верхними и нижними валками, нагревается от них, обволакивает средний валок и поступает в зазор между средним и нижним валками, через который проходит и ткань. Средний валок вращается с большей скоростью, чем нижний. Разница скоростей обеспечивает втирание резиновой смеси в ткань. Толщина резиновой пленки на ткани регулируется зазором между валками каландра. Многослойную прорезиненную ткань получают путем пропускания определенного количества листов однослойной прорезиненной ткани через валки каландра. Скорость листования резиновой смеси – до 30м/мин.

По выходе из валков каландровая резина проходит охладительные барабаны и поступает в транспортер, где с прокладочным полотном, предупреждающим слипание, наматывается на деревянный барабан 1 и затем поступает на вулканизацию.

В результате каландрования резина получает повышенную прочность и меньшее удлинение в продольном направлении по сравнению с поперечным. Это явление называется каландровым эффектом, который объясняется ориентировкой молекул каучука и ингредиентов вдоль листа при каландровании. Снижения каландрового эффекта добиваются применением ингредиентов, имеющих сферическую форму, пропусканием резины по горячим плитам, барабанам или через нагретые камеры-туннели.

Сырая каландрованная резина может сохраняться в течение 3 месяцев при температуре 5-20 градусов по Цельсию. Каландрованная резина подвергается формированию.

Для получения прорезиненных тканей применяются легкие и утяжелённые хлопчатобумажные ткани, льняные ткани, шёлк. Прорезинивание проводят методами пропитывания и промазывания резиновыми смесями без наполнителя или с порошковым наполнителем. Пропитывание производят резиновым клеем или раствором резиновой смеси в органическом растворе. На ткань наносят очень тонкую резиновую плёнку. Пропитку ведут непрерывно на клеепропиточных машинах. Пропитанная ткань поступает в сушильную камеру для испарения растворителя, а из неё – в вулканизационную камеру. Промазывание ткани производят на промазочных трехвалковых каландрах. При промазке средний валок, на который подаётся тонкий слой пластифицированной резиновой массы, вращается с большей скоростью, чем два других. Благодаря этому происходит эффективное втирание резиновой массы не только в пространство между нитями, но и промежутки между волокнами нитей, а на поверхность ткани наносится очень тонкий слой резины. Толщина резиновой плёнки на ткани регулируется зазором между валками каландра. После обработки на каландре прорезиненную ткань пропускают через охладительные барабаны и закатывают вместе с прокладочным полотном. Температура валков при промазке – 85-150 градусов по Цельсию. При каландровании ткань вытягивают на 8-15 %. Полученную ткань направляют на вулканизацию.

Каландрованную резину с гладкой поверхностью и без воздушных пузырей можно получить толщиной 0,15 – 1,2 мм. Для изготовления ответственных деталей из резины большой толщины склеивают несколько слоев тонких полос. Эту операцию называют дублированием. Например, для получения герметизирующего слоя бескамерных шин толщиной 2 мм дублируют три слоя резины толщиной 0,7 мм. Дублирование осуществляется на трехвалковом каландре последовательным накладыванием одного слоя на другой и пропусканием между валками.

Производство эбонитовых смесей. Эбонит – твердое роговидное вещество темного цвета, полученное смешиванием каучука и значительного количества серы с последующим нагревом. Эбонит обладает высокой химической стойкостью, хорошо обрабатывается, но имеет низкую температуростойкость. Применяется для производства корпусов и пластин аккумуляторов, деталей слаботочной аппаратуры, в химическом производстве и т.п.

В качестве наполнителя при приготовлении резиновых смесей для эбонита применяют эбонитовую пуль – размельчённые отходы эбонитового производства. Смешение компонентов проводят на вальцах или в смесителях. Полученную эбонитовую смесь перерабатывают в листовой или профильный материал и подвергают вулканизации.