Vpliv vulkanizacije na strukturo in lastnosti gume

Vpliv vulkanizacije na strukturo in lastnosti gume:

Vulkanizacija je pomemben korak v proizvodnem procesu izdelkov iz gume, ki je proces preoblikovanja iz linearne strukture v strukturo karoserije, ki prinaša obsežne spremembe, vključno s fizikalnimi in mehanskimi lastnostmi, temperaturno odpornostjo, odpornostjo na topila in odpornostjo proti koroziji, kar povečuje vrednost in uporabo obseg izdelka.

Struktura in lastnosti gume se bistveno spremenijo pred in po vulkanizaciji.Molekule gume pred vulkanizacijo imajo linearno strukturo z van der Waalsovimi silami, ki delujejo med njimi, kar kaže dobro plastičnost in raztezek ter topnost.Med postopkom vulkanizacije se molekule sprožijo in so podvržene reakcijam kemičnega navzkrižnega povezovanja, ki tvorijo mrežno strukturo, kjer so molekule povezane s kemičnimi vezmi.

Struktura in lastnosti vulkanizirane gume vključujejo predvsem:

Struktura: kemijske vezi, položaj zamreženih vezi, stopnja zamreženja in zamreženje

Zmogljivost: Mehanske lastnosti (konstantna raztezna trdnost, trdota, natezna trdnost, raztezek, elastičnost), fizikalne lastnosti, kemična stabilnost po vulkanizaciji

Postopek vulkanizacije lahko bistveno spremeni lastnosti gume.Kot primer vzamemo naravni kavčuk, ko se stopnja vulkanizacije poveča:

Spremembe mehanskih lastnosti: povečana elastičnost, natezna trdnost, natezna trdnost, trganje in trdota, zmanjšan raztezek, trajna deformacija pri stiskanju in ustvarjanje toplote zaradi utrujenosti

Spremembe fizikalnih lastnosti: prepustnost za zrak in vodo se zmanjšata, ni mogoče raztopiti, lahko samo nabrekne, izboljša se toplotna odpornost, izboljša se kemična stabilnost, reakcija zamreženja izloči zelo aktivne skupine ali atome, zaradi česar je težko izvesti reakcijo staranja.Mrežna struktura ovira difuzijo nizkih molekul, kar otežuje difuzijo prostih radikalov gume.

Pogoji vulkanizacije, vključno s tlakom, temperaturo in časom, so ključni dejavniki, ki določajo rezultate vulkanizacije.Vulkanizacijski tlak ima pomemben vpliv na preprečevanje nastajanja mehurčkov v gumijastem materialu, izboljšanje kompaktnosti gumijastega materiala in polnjenje kalupa z gumijastim materialom.Prav tako lahko izboljša oprijem med različnimi plastmi (plastjo gume in plastjo blaga ali kovinsko plastjo, plastjo blaga in plastjo blaga) v izdelku ter izboljša fizikalne lastnosti vulkanizirane gume (kot je odpornost na upogibanje).

Temperatura vulkanizacije je osnovni pogoj reakcije vulkanizacije, ki lahko neposredno vpliva na hitrost vulkanizacije, kakovost izdelka in gospodarske koristi podjetja.Zvišanje temperature vulkanizacije lahko pospeši hitrost vulkanizacije in izboljša učinkovitost proizvodnje, vendar lahko previsoka temperatura vulkanizacije povzroči težave, kot so zlom molekularne verige gume, obrat vulkanizacije, zmanjšane mehanske lastnosti gumijastih materialov in zmanjšana trdnost tekstila.Prav tako lahko skrajša čas žganja gumijastih materialov, kar povzroči lokalno pomanjkanje gume in neenakomerno vulkanizacijo izdelkov.Zato je treba pri izbiri temperature vulkanizacije celovito upoštevati dejavnike, kot so vrsta gume, sistem vulkanizacije in struktura izdelka.

Določanje pogojev vulkanizacije – vključno s tlakom, temperaturo in časom – je zapleten proces, ki zahteva upoštevanje več dejavnikov.

Vulkanizacijski tlak: Izbira vulkanizacijskega tlaka je v glavnem odvisna od zasnove in zahtev izdelkov iz gume.Na splošno je izbira tlaka odvisna predvsem od oblike, velikosti in kompleksnosti izdelkov iz gume.Večji kot je tlak, boljša je fluidnost gume, ki lahko bolje napolni kalup.Hkrati lahko visok tlak učinkovito prepreči nastajanje mehurčkov in izboljša kompaktnost izdelka.Vendar pa lahko previsok pritisk povzroči prevelik pretok gumijastega materiala, kar povzroči popačenje oblike izdelka.

Temperatura žveplanja: Temperatura vulkanizacije neposredno vpliva na hitrost in kakovost reakcije vulkanizacije.Višja kot je temperatura, hitrejša je reakcija vulkanizacije, vendar lahko povzroči zlom molekularnih verig gume, kar vpliva na fizikalne lastnosti izdelka.Ustrezna temperatura vulkanizacije lahko zagotovi dobro hitrost vulkanizacije, ne da bi povzročila znatno toplotno poškodbo gumijastega materiala.

Čas žveplanja: Čas vulkanizacije je neposredno povezan s temperaturo vulkanizacije.Višje temperature lahko zahtevajo krajše čase vulkanizacije in obratno.Na splošno je treba pri izbiri časa vulkanizacije upoštevati vrsto gumijastega materiala, temperaturo vulkanizacije in debelino izdelka.Optimalni čas vulkanizacije, določen s poskusi, lahko zagotovi, da gumijasti materiali dosežejo optimalne mehanske lastnosti in odpornost proti staranju.

Na splošno je določanje pogojev vulkanizacije proces, ki zahteva celovito upoštevanje različnih dejavnikov, kot so vrsta gumenega materiala, oblika izdelka, oprema za vulkanizacijo itd. V dejanski proizvodnji je običajno treba izvesti več poskusov in postopoma optimizirati pogoje vulkanizacije da bi dosegli najboljšo učinkovitost izdelka.