Colección completa de detalles de vulcanización
La "vulcanización" recibe su nombre del hecho de que los productos originales de caucho natural se reticularon utilizando azufre como agente reticulante. Con el desarrollo de la industria del caucho, se pueden utilizar diversos agentes reticulantes sin azufre para la reticulación. Por lo tanto, el significado más científico de vulcanización debería ser "reticulación" o "puente", que es el proceso en el que los polímeros lineales forman redes de polímeros mediante reticulación.
Nombre chino: vulcanización mbth: atributos de vulcanización: producto de caucho natural original objeto: uso del producto de caucho: realización de materias primas reticulantes de caucho natural: definición de azufre, descripción general, condiciones de vulcanización, proceso de vulcanización, método de vulcanización, equipo , acelerador de vulcanización, vulcanización con peróxido, definición: agregue azufre y negro de humo al caucho en bruto y caliéntelo a alta presión para convertirlo en caucho vulcanizado. Este proceso se llama vulcanización. Sin embargo, para lograr un proceso de vulcanización ideal, además de seleccionar las mejores condiciones de vulcanización, es de importancia decisiva la elección de los agentes compuestos, especialmente los aceleradores. Con el aumento de la variedad de caucho sintético y la investigación en profundidad sobre métodos de vulcanización y agentes vulcanizantes, se ha descubierto que muchos compuestos sin azufre también tienen efectos de vulcanización. Como resultado, el término ha evolucionado hasta convertirse en un término industrial ampliado. Después de la vulcanización, los defectos inherentes del caucho, como baja resistencia, baja elasticidad, dureza en frío, pegajosidad en caliente y fácil envejecimiento, mejoran significativamente y se amplía el ámbito de aplicación. Se resumen la reacción química entre las macromoléculas de caucho y el agente reticulante azufre bajo calentamiento y el proceso de reticulación en una estructura de red tridimensional. El caucho vulcanizado se llama caucho vulcanizado. La vulcanización es el último paso en el procesamiento del caucho y puede producir productos de caucho moldeados con valor práctico. En la estructura de red del caucho, la densidad de los enlaces reticulantes de azufre (donde el número de átomos de azufre es n≥1; átomos de azufre no reticulados (S x o S y)) determina el grado de vulcanización del caucho. Este último está determinado por las propiedades macroscópicas del compuesto de caucho. A juzgar por los cambios en las propiedades físicas y mecánicas o la viscosidad del caucho en la práctica del proceso, la vulcanización química es el método de vulcanización más utilizado en la industria del caucho. Se puede dividir en vulcanización a temperatura ambiente y calentamiento. vulcanización. La vulcanización por calentamiento es el principal método de producción de productos de caucho después de la vulcanización. Las propiedades mecánicas mejoran significativamente, aumentan la resistencia, la elasticidad y el módulo de tracción y se reduce la deformación plástica, convirtiéndose en un elastómero insoluble (sólo hinchamiento limitado). Además del azufre, también se pueden utilizar peróxidos, aminas alifáticas o aminas aromáticas, sulfonatos, diaminas aromáticas y sales de fosfonio cuaternario (amonio). Los principales factores que afectan el proceso de vulcanización son la dosis de azufre, la temperatura de vulcanización y el tiempo de vulcanización. ① Cuanto mayor sea el consumo de azufre, más rápida será la velocidad de vulcanización y mayor será el grado de vulcanización que se puede lograr. La solubilidad del azufre en el caucho es limitada y el exceso de azufre precipitará de la superficie del caucho, comúnmente conocido como "azufre". pulverización". Para reducir la pulverización de azufre, es necesario agregar azufre a la temperatura más baja posible, o al menos por debajo del punto de fusión del azufre. De acuerdo con los requisitos para el uso de productos de caucho, el contenido de azufre en el caucho blando generalmente no excede el 3%, en caucho semiduro generalmente es alrededor del 20% y en caucho duro puede llegar al 40% o más. ② Si la temperatura es superior a 10 °C, el tiempo de curado cambiará. Se reducirá aproximadamente a la mitad porque el caucho es un mal conductor térmico, la temperatura de las diferentes partes es diferente y el proceso de vulcanización del producto también es diferente. Para garantizar un grado de vulcanización relativamente uniforme, los productos de caucho generalmente son gruesos. vulcanizado a bajas temperaturas. Este es el tiempo de curado. Un paso importante en el proceso de vulcanización. Si el tiempo es demasiado corto, el grado de vulcanización es insuficiente (también conocido como falta de azufre). demasiado alto (comúnmente conocido como sobresulfurización). Solo el grado apropiado de vulcanización (comúnmente conocido como vulcanización normal) puede garantizar las mejores condiciones de síntesis. El proceso de vulcanización se puede dividir en cuatro etapas, cada una con sus propias características. Al medir la resistencia a la tracción del caucho (o vulcanizador), se puede ver que todo el proceso de vulcanización se puede dividir en cuatro etapas: inducción de vulcanización, prevulcanización y vulcanización normal y sobrevulcanización (para el caucho natural, es la vulcanización al estado original). Durante el período de inducción de la vulcanización (tiempo de quemado) de resistencia a la tracción constante durante la vulcanización, la reticulación aún no ha comenzado y el caucho tiene buena fluidez. Esto mejora las propiedades de quemado y la seguridad del procesamiento del caucho. Al final de esta fase, el compuesto comienza a reticularse y pierde fluidez. La duración del período de inducción de la vulcanización depende no sólo de las propiedades del caucho en bruto, sino también de los aditivos utilizados. Se obtiene mediante el uso de un acelerador retardado y tiene una mayor seguridad de procesamiento. Después del período de inducción de la vulcanización, hay una etapa de prevulcanización que se reticula a una cierta velocidad, aunque el grado de reticulación es bajo. En una etapa posterior, la resistencia al desgarro y la elasticidad del caucho vulcanizado tampoco pueden alcanzar el nivel esperado, pero las propiedades de desgarro y agrietamiento dinámico son mejores que las de la vulcanización normal correspondiente.
Después de que el diagrama de cambio molecular del caucho durante la vulcanización alcanza la etapa de vulcanización normal, las propiedades físicas del caucho vulcanizado alcanzan o se acercan al punto óptimo, o alcanzan un equilibrio integral de propiedades. Después de la etapa de vulcanización normal (área plana de vulcanización), está la etapa de sobrevulcanización. Hay dos situaciones: el caucho natural "regresa" (la resistencia a la tracción disminuye) y la mayoría de los cauchos sintéticos (excepto el caucho butílico) continúan aumentando su resistencia a la tracción. Para cualquier caucho, la vulcanización no sólo produce reticulación, sino que también rompe la cadena de producción y la cadena molecular debido a factores como el calentamiento. Este fenómeno ocurre durante todo el proceso de vulcanización. En la etapa de sobrevulcanización, si la reticulación sigue siendo el factor principal, el caucho se endurecerá y la resistencia a la tracción seguirá aumentando. Por el contrario, la goma se ablandará, es decir, volverá a su forma original. Según las condiciones de vulcanización, los métodos de vulcanización se pueden dividir en tres tipos: vulcanización en frío, vulcanización a temperatura ambiente y vulcanización en caliente. La vulcanización en frío se puede utilizar para productos de película vulcanizada. Remoje el producto en una solución de disulfuro de carbono que contenga entre 2% y 5% de cloruro de azufre, luego lave y seque. Durante la vulcanización a temperatura normal, el proceso de vulcanización se lleva a cabo a temperatura y presión normales, como juntas de cámaras de aire de bicicletas y lechada de caucho vulcanizado a temperatura normal (solución de caucho mezclado) para reparación. La vulcanización en caliente es el método principal para vulcanizar productos de caucho. Según los diferentes medios de vulcanización y métodos de vulcanización, la vulcanización en caliente se puede dividir en tres métodos: vulcanización directa, vulcanización indirecta y vulcanización con mezcla de gases. (1) Vulcanización directa, es decir, el producto se vulcaniza directamente en agua caliente o medio de vapor. (2) Vulcanización indirecta, el producto se vulcaniza en aire caliente. Este método se utiliza generalmente para productos que tienen requisitos de apariencia estrictos, como los zapatos de goma. (3) Vulcanización con gas mixto: primero se utiliza la vulcanización con aire y luego la vulcanización directa con vapor. Este método no sólo supera las deficiencias de la vulcanización con vapor que afectan la apariencia del producto, sino que también supera las deficiencias de la lenta transferencia de calor por aire caliente, el largo tiempo de vulcanización y el fácil envejecimiento. Todos los métodos de vulcanización anteriores son producción en masa, y algunos productos de caucho con longitud ilimitada se pueden vulcanizar continuamente, como vulcanización en baño de sal, vulcanización en lecho ebullente, vulcanización por microondas o de alta frecuencia, vulcanización en tambor de cintas y láminas de caucho, etc. Además de la vulcanización con azufre, los productos de caucho también se pueden vulcanizar sin azufre ni radiación de alta energía, pero los campos de aplicación son limitados. Equipo Máquina de vulcanización plana El principal equipo de vulcanización nacional incluye principalmente prensa de vulcanización plana, prensa de vulcanización de cilindro tradicional, nueva prensa de vulcanización circular y prensa de vulcanización de cilindro avanzada internacionalmente. En nuestro país se utilizan principalmente vulcanizadores de placa plana y vulcanizadores de cilindro tradicionales. En 2006, el vulcanizador hidráulico 1725 desarrollado por Guilin Rubber Machinery Factory pasó la evaluación organizada por el Departamento de Ciencia y Tecnología de la Región Autónoma Zhuang de Guangxi. El comité de evaluación consideró unánimemente que este producto ha llenado el vacío nacional y su desempeño ha alcanzado el nivel avanzado internacional. Es un equipo ideal para vulcanizar neumáticos radiales de carga de alta calidad y tiene una fuerte competitividad en el mercado internacional. Este producto tiene las siguientes características: el marco está razonablemente estresado y cada cámara de curado tiene un marco independiente para soportar la fuerza de sujeción, buena rigidez, pequeña deformación de la viga superior y la base, el mecanismo central es novedoso y de diseño único, de forma automática; alineado con el robot para cargar y descargar neumáticos, mejorando la precisión de posicionamiento, la cámara de vulcanización tiene una estructura novedosa, utilizando la cámara de vapor inferior para contener la cámara de vapor superior, cambiando la forma de sellado tradicional, mejorando el efecto de sellado, la vida útil y. seguridad; el bloque móvil del molde está instalado en la cámara de vapor inferior, mejorando el molde. Larga vida útil y seguridad, fácil de limpiar. Todos los componentes del sistema hidráulico adoptan componentes avanzados y confiables, que funcionan sin problemas; Componentes de control internacionalmente avanzados, incluida la posición de apertura y cierre del molde, la posición de elevación del manipulador y la posición de elevación del anillo de elevación en el mecanismo central. Todos están controlados por sensores de desplazamiento lineal para garantizar la precisión y confiabilidad del posicionamiento. Se adopta la tecnología de monitoreo de seguridad de rejillas internacionalmente avanzada para garantizar la seguridad de los operadores. El producto ha pasado la certificación "CE" de la Unión Europea y la cámara de vulcanización ha pasado la certificación de recipientes a presión de la Unión Europea. Acelerador de vulcanización de máquina de vulcanización de monómero El acelerador de vulcanización es un aditivo que puede acelerar la reacción de vulcanización, acortar el tiempo de vulcanización, disminuir la temperatura de vulcanización, reducir la cantidad de agente vulcanizante y mejorar o mejorar las propiedades físicas y mecánicas del caucho vulcanizado. Según sus propiedades y composición química, se pueden dividir en dos categorías: aceleradores inorgánicos y aceleradores orgánicos. Los aceleradores inorgánicos se utilizaron al principio, pero debido a su pequeño efecto acelerador, el rendimiento del caucho vulcanizado fue pobre. Ahora básicamente han sido sustituidos por aceleradores orgánicos. Con el continuo desarrollo de variedades y usos del caucho sintético, los aceleradores existentes tienen varios nombres. Según su estructura química, los aceleradores se suelen dividir en tiazoles, tiolanos, sulfenamidas, guanidinas, ditiocarbamatos, aldehídos y aminas, xantatos y tioureas. Aceleradores tradicionales que contienen grupos amino secundarios, como NOBS, DIBS, TNTD, TETD, etc. , se consideran potencialmente perjudiciales para la salud, por lo que la cuestión de encontrar alternativas a estos aceleradores o desarrollar aceleradores sin nitrosaminas ha atraído una amplia atención internacional.
El nuevo acelerador N-terc-butil-2-bisbenzotiazol sulfenamida lanzado por Wheelix Company de Estados Unidos es el mejor sustituto de los aceleradores tradicionales que contienen grupos amina secundaria. El sistema de vulcanización utilizado en la industria de vulcanización con peróxido es principalmente peróxido (2,5-dimetil-2,5-bis (terc-butilperoxi) hexano, DCP, etc.), y el mecanismo de vulcanización se divide principalmente en: (1) Peróxido se descompone en dos radicales libres activos; (2) Los radicales libres activos generados atacan a los átomos de hidrógeno activos o los dobles enlaces insaturados en la cadena de caucho; (3) Dos cadenas de caucho activas chocan para formar una red entrecruzada; El grado de vulcanización del caucho está relacionado con el grado y la velocidad de descomposición del peróxido. Chatterjee et al. compararon tres agentes de curado de peróxido con diferentes vidas medias, como DCP, 3,3,5,7,7-pentametil-1,2,4-trioxhexano (PMTO) y efecto del peróxido de hidrógeno cumilo (CHP). sobre las propiedades mecánicas del vulcanizado termoplástico PDMS/PA12. Los resultados muestran que esto se debe principalmente a la larga vida media del PMTO, que puede vulcanizar completamente el caucho de silicona y obtener caucho vulcanizado termoplástico con un alto grado de vulcanización. Para los peróxidos con vidas medias cortas, la velocidad de vulcanización es demasiado rápida, lo que puede provocar fácilmente una vulcanización local, y el caucho de silicona no puede vulcanizarse por completo, lo que afecta el rendimiento del producto. Mani et al. descubrieron que durante el proceso de vulcanización dinámica del elastómero termoplástico PDMS/PA12 utilizando DCP como agente vulcanizante, la adición de óxido de tetrametilpiperidina (TEMPO) puede prolongar el tiempo de vulcanización, permitiendo que el caucho de silicona se vulcanice completamente y se disperse uniformemente en PA12. En este proceso, TEMPO en realidad actúa como un inhibidor de la polimerización, formando principalmente un polímero de injerto con los radicales libres activos generados del polímero, evitando así la colisión entre los radicales libres activos del polímero y generando una estructura de red.