Processus de vulcanisation des produits en caoutchouc
Une. Objectif
1. Saisissez l'essence de la vulcanisation et les facteurs affectant la vulcanisation.
2. Maîtriser les méthodes de détermination et de mise en œuvre des conditions de vulcanisation.
3. Maîtrisez la méthode de fonctionnement de la machine de vulcanisation des plaques.
4. Comprendre la structure de l'un des équipements de vulcanisation.
2. Matériel de vulcanisation et principes expérimentaux
Figure 5-1 Machine de vulcanisation plate
La vulcanisation est le processus de réticulation des macromolécules linéaires du composé de caoutchouc sous une certaine température, temps et pression pour former une structure de réseau tridimensionnel. La vulcanisation réduit la plasticité du caoutchouc, augmente son élasticité, augmente considérablement sa capacité à résister à la déformation de force externe et améliore d'autres propriétés physiques et chimiques, faisant du caoutchouc un matériau d'ingénierie précieux.
La vulcanisation est la dernière étape du traitement des produits en caoutchouc. La qualité de la vulcanisation a une grande influence sur les performances du caoutchouc vulcanisé. Par conséquent, les conditions de vulcanisation doivent être strictement contrôlées.
1. Les surfaces de pression des deux plaques chaudes du vulcaniseur doivent être parallèles l'une à l'autre.
2. La plaque chauffante adopte un chauffage à vapeur ou un chauffage électrique.
3. Pendant tout le processus de vulcanisation de la plaque, la pression appliquée sur la zone de la cavité du moule n'est pas inférieure à 3,5 MPa.
4. Quel que soit le type de plaque chauffante utilisé, la répartition de la température sur toute la zone du moule doit être uniforme. La différence de température maximale entre les points d'une même plaque chauffante et entre chaque point et le point central ne doit pas dépasser 1 ℃; la différence de température entre les points correspondants de deux plaques adjacentes ne doit pas dépasser 1 ℃. La différence de température maximale au centre de la plaque chauffante ne dépasse pas ± 0,5 ° C.
Spécifications techniques
Pression de fermeture maximale 200 tonnes
Course maximale du piston 250 mm
Surface plane 503 mm × 508 mm
Nombre de couches de travail Deux couches
Puissance de chauffage totale 27 kW
3. Fonctionnement de l'expérience de vulcanisation
1. Préparation du caoutchouc
Le film mélangé doit être garé pendant 2 à 24 heures conformément à GB / T 2941-2006 avant de pouvoir être coupé pour la vulcanisation. La méthode de découpe des pièces est la suivante:
(1) Feuille (pour essai de traction) ou échantillon de bande
Utilisez des ciseaux pour couper des morceaux sur le matériau en caoutchouc. La largeur de l'éprouvette doit être cohérente avec le sens de roulement du caoutchouc. Le volume du composé de caoutchouc doit être légèrement supérieur à celui du moule et son poids est pesé avec une balance. La masse de l'ébauche en caoutchouc est calculée selon la méthode suivante:
Masse du flan de caoutchouc (g)=volume de la cavité (cm3) × densité du caoutchouc (g / cm3) × (1,05 ～ 1,10)
Afin de garantir une quantité suffisante de caoutchouc pendant le moulage et la vulcanisation, la quantité réelle de caoutchouc est augmentée de (5 à 10)% de plus que la quantité calculée. Après la découpe, apposez des étiquettes numérotées et des conditions de vulcanisation sur le côté du flan en caoutchouc.
(2) Échantillon cylindrique
Prenez un film d'environ 2 mm, prenez la hauteur de l'échantillon (légèrement supérieure à) comme largeur, appuyez et étendez la direction verticale pour couper en bande, roulez-le dans un cylindre, et le cylindre doit être roulé étroitement sans espaces . Le volume doit être légèrement plus petit que la cavité et la hauteur doit être supérieure à la cavité. Une étiquette en papier avec le nombre et les conditions de durcissement est attachée au bas du cylindre.
(3) Spécimen rond
Selon les exigences, le matériau en caoutchouc est découpé en un échantillon de film circulaire. Si l'épaisseur n'est pas suffisante, le film peut être empilé. Le volume doit être légèrement supérieur au volume de la cavité du moule. Collez le papier numéro et condition de vulcanisation au bas de l'échantillon circulaire. étiquette.
2. Ajustez et contrôlez la température de la plaque en fonction de la température de vulcanisation requise pour la maintenir constante.
3. Placez le moule sur une plaque fermée et préchauffez-le à la température de vulcanisation spécifiée à ± 1 ℃, et maintenez-le à cette température pendant 20 minutes. Le préchauffage n'est pas nécessaire pendant la vulcanisation continue. Un seul moule est autorisé sur chaque couche de plaque chauffante pendant la vulcanisation.
4. Contrôle et réglage de la pression de vulcanisation
Lorsque le vulcaniseur fonctionne, la pression de vulcanisation est fournie par la pompe, et la pression de vulcanisation est indiquée par le manomètre, et la valeur de pression peut être ajustée par la vanne de régulation de pression.
5. Placer le plus rapidement possible l'ébauche en caoutchouc pour vérifier le nombre et les conditions de vulcanisation dans le moule préchauffé, fermer le moule immédiatement et le placer au centre de la plaque. Une fois que les modèles vulcanisés supérieur et inférieur sont alignés dans la même direction, une pression est appliquée pour soulever la plaque, lorsque le manomètre indique la pression de travail requise, relâchez correctement la pression et évacuez environ 3 à 4 fois, puis maximisez la pression, démarrez pour calculer le temps de vulcanisation, relâchez immédiatement la pression lorsque la vulcanisation atteint le temps prédéterminé et prélevez l'échantillon.
Pour le nouveau vulcaniseur plat, le serrage du moule, l'échappement, le temps de vulcanisation et l'ouverture du moule sont tous contrôlés automatiquement.
6. Une fois que l'échantillon vulcanisé est coupé du bord de la colle, il peut être testé pour ses performances après avoir été garé à température ambiante pendant 10 heures.
Quatre, facteurs affectant la vulcanisation
Pour un composé de caoutchouc avec une formule déterminée, trois facteurs affectent la qualité du caoutchouc vulcanisé: la pression de vulcanisation, la température de vulcanisation et le temps de vulcanisation, également appelés les trois éléments de vulcanisation.
1. Pression de vulcanisation
Le but de l'application d'une pression sur le caoutchouc pendant le processus de vulcanisation est de faire couler le caoutchouc dans la cavité du moule, et le certificat du bureau Harbin est rempli de rainures (ou de motifs) pour éviter les bulles ou le manque de caoutchouc; améliorer la compacité du caoutchouc; renforcer la force d'adhésion en caoutchouc à la couche de tissu ou au métal; contribue à améliorer les propriétés physiques et mécaniques du composé de caoutchouc (telles que les propriétés de traction, la résistance à l'usure, la résistance à la flexion, la résistance au vieillissement, etc.). Il est généralement déterminé en fonction de la plasticité du composé et des conditions spécifiques de la structure de l'échantillon (produit). Si la plasticité est grande, la pression doit être inférieure; la pression doit être plus élevée pour l'épaisseur, le nombre de couches et la structure complexe.
2. Température de vulcanisation
La température de vulcanisation affecte directement la vitesse de réaction de vulcanisation et la qualité de vulcanisation. Selon l'équation de Van der Hoff:
Parmi eux, T1 - le temps de durcissement lorsque la température est t1;
T2 - temps de vulcanisation lorsque la température est t2;
K - coefficient de température de vulcanisation.
On peut voir que lorsque K=2, le temps de vulcanisation peut être réduit de moitié pour chaque augmentation de température de 10 ° C, indiquant que l'effet de la température de vulcanisation sur la vitesse de vulcanisation est très évident. C'est-à-dire que l'augmentation de la température de vulcanisation peut accélérer la vitesse de vulcanisation, mais une température élevée provoque facilement la fissuration de la chaîne moléculaire du caoutchouc, entraînant ainsi une réduction de la vulcanisation, entraînant une baisse des propriétés physiques et mécaniques, de sorte que la température de vulcanisation ne doit pas être trop haut. La température de vulcanisation appropriée dépend de la formule du caoutchouc, qui dépend principalement du type de caoutchouc et du système de vulcanisation.
3. Temps de vulcanisation
Le temps de durcissement est déterminé par la formule du composé et la température de durcissement. Pour un composé de caoutchouc donné, dans certaines conditions de température et de pression de vulcanisation, il existe un temps de vulcanisation optimal. Une longueur trop longue ou trop courte affectera les performances du caoutchouc vulcanisé.
Le choix du temps de durcissement approprié peut être déterminé par un instrument de polymérisation