L'effetto della vulcanizzazione sulla struttura e sulle proprietà:
Nel processo di produzione dei prodotti in gomma, la vulcanizzazione è l'ultima fase di lavorazione. In questo processo, la gomma subisce una serie di complesse reazioni chimiche, trasformandosi da una struttura lineare a una struttura reticolata, perdendo la plasticità della gomma mista e acquisendo l'elevata elasticità della gomma reticolata, ottenendo così eccellenti proprietà fisiche e meccaniche, resistenza al calore, ai solventi e alla corrosione, che migliorano il valore d'uso e il campo di applicazione dei prodotti in gomma.
Prima della vulcanizzazione: struttura lineare, interazione intermolecolare tramite forza di van der Waals;
Proprietà: elevata plasticità, allungamento elevato e solubilità;
Durante la vulcanizzazione: la molecola viene innescata e si verifica una reazione chimica di reticolazione;
Dopo la vulcanizzazione: struttura reticolare, intermolecolare con legami chimici;
Struttura:
(1) legame chimico;
(2) Posizione del legame di reticolazione;
(3) Grado di reticolazione;
(4) Reticolazione; .
Proprietà:
(1) Proprietà meccaniche (resistenza all'allungamento costante. Durezza. Resistenza alla trazione. Allungamento. Elasticità);
(2) Proprietà fisiche
(3) Stabilità chimica dopo la vulcanizzazione;
Modifiche delle proprietà della gomma:
Prendendo come esempio la gomma naturale, con l'aumento del grado di vulcanizzazione;
(1) Cambiamenti nelle proprietà meccaniche (elasticità. Resistenza allo strappo. Resistenza all'allungamento. Resistenza allo strappo. Durezza) aumento (allungamento. Deformazione permanente da compressione. Generazione di calore da fatica) diminuzione
(2) Cambiamenti nelle proprietà fisiche, la permeabilità all'aria e all'acqua diminuisce, non si dissolve, si gonfia soltanto, migliora la resistenza al calore
(3) Cambiamenti nella stabilità chimica
Maggiore stabilità chimica, motivi
a. La reazione di reticolazione fa sì che i gruppi o gli atomi chimicamente attivi non esistano più, rendendo difficile il procedere della reazione di invecchiamento.
b. La struttura della rete ostacola la diffusione delle molecole basse, rendendo difficile la diffusione dei radicali della gomma
Selezione e determinazione delle condizioni di vulcanizzazione della gomma
1. Pressione di vulcanizzazione
(1) Quando si vulcanizzano i prodotti in gomma, è necessario applicare pressione. Lo scopo è:
a. Impedire la formazione di bolle nella gomma e migliorarne la compattezza;
b. Far scorrere il materiale di gomma e riempire lo stampo per realizzare prodotti con motivi ben definiti.
c. Migliorare l'adesione tra ciascuno strato (strato adesivo e strato di tessuto o strato metallico, strato di tessuto e strato di tessuto) nel prodotto e migliorare le proprietà fisiche (come la resistenza alla flessione) del vulcanizzato.
(2) In generale, la scelta della pressione di vulcanizzazione dovrebbe essere determinata in base al tipo di prodotto, alla formula, alla plasticità e ad altri fattori.
(3) In linea di principio, si dovrebbero seguire le seguenti regole: maggiore è la plasticità, minore dovrebbe essere la pressione; maggiore è lo spessore del prodotto, il numero di strati e la struttura complessa; minore dovrebbe essere la pressione dei prodotti sottili, e si può persino utilizzare la pressione normale.
Esistono diversi metodi di vulcanizzazione e pressurizzazione:
(1) La pompa idraulica trasferisce la pressione allo stampo attraverso il vulcanizzatore piatto e quindi trasferisce la pressione alla mescola di gomma dallo stampo
(2) Pressurizzato direttamente dal mezzo vulcanizzante (come il vapore)
(3) Pressurizzato da aria compressa
(4) Iniezione mediante macchina per iniezioni
2. Temperatura di vulcanizzazione e tempo di polimerizzazione
La temperatura di vulcanizzazione è la condizione fondamentale per la reazione di vulcanizzazione. Essa influenza direttamente la velocità di vulcanizzazione, la qualità del prodotto e i profitti dell'azienda. Una temperatura di vulcanizzazione elevata corrisponde a una velocità di vulcanizzazione maggiore e a un'elevata efficienza produttiva; al contrario, l'efficienza produttiva è bassa.
L'aumento della temperatura di vulcanizzazione può causare i seguenti problemi;
(1) Provoca la rottura della catena molecolare della gomma e l'inversione della vulcanizzazione, con conseguente diminuzione delle proprietà meccaniche della mescola di gomma
(2) Ridurre la resistenza dei tessuti nei prodotti in gomma
(3) Il tempo di pre-riscaldamento della mescola di gomma è abbreviato, il tempo di riempimento è ridotto e il prodotto è parzialmente privo di colla.
(4) Poiché i prodotti spessi aumenteranno la differenza di temperatura tra l'interno e l'esterno del prodotto, con conseguente vulcanizzazione non uniforme
Data di pubblicazione: 18 maggio 2022
