Вулканизация - Vulcanization

Рабочий помещает шину в форму перед вулканизацией.

Вулканизация (Британский: Вулканизация) относится к ряду процессов упрочнения каучуки.[1] Первоначально термин относился исключительно к лечению натуральная резина с сера, что остается наиболее распространенной практикой; однако он также расширился за счет упрочнения других (синтетических) каучуков различными способами. Примеры включают резинка через вулканизация при комнатной температуре и хлоропреновый каучук (неопрен) с использованием оксидов металлов.

Таким образом, вулканизацию можно определить как лечение из эластомеры; при этом термины «вулканизация» и «отверждение» иногда используются как синонимы в этом контексте. Он работает, формируя перекрестные ссылки между секциями полимерная цепь что приводит к увеличению жесткости и прочности, а также к другим изменениям механических и электрических свойств материала.[2] Вулканизация, вместе с отверждением других термореактивные полимеры, как правило, необратимо.

Слово вулканизация происходит от Вулкан, римский бог огня и кузницы.

Обзор

По сравнению с термопласт процессы (процесс замораживания расплава, которые характеризуют поведение большинства современных полимеров), вулканизация, как и отверждение других термореактивные полимеры, как правило, необратимо. Обычно используются пять типов систем отверждения:

  1. Серные системы
  2. Перекиси
  3. Оксиды металлов
  4. Ацетоксисилан
  5. Сшивающие агенты уретановые

Вулканизация серой

Основная статья: Вулканизация серы

Безусловно, наиболее распространенные методы вулканизации зависят от серы. Сера сама по себе является медленным вулканизирующимся агентом и не вулканизирует синтетические полиолефины. Ускоренная вулканизация осуществляется с использованием различных соединений, которые изменяют кинетику сшивания,[3] эту смесь часто называют упаковкой для отверждения. вулканизация серы находятся полиизопрен (натуральный каучук) и стирол-бутадиен резина (SBR), которая используется в большинстве шин для уличных транспортных средств. Пакет отверждения подбирается специально для основы и области применения. Реактивные сайты - сайты лечения - аллильный атомы водорода. Эти связи C-H соседствуют с двойными связями углерод-углерод. Во время вулканизации некоторые из этих связей C-H заменяются цепочками атомов серы, которые связываются с местом отверждения другой полимерной цепи. Эти мостики содержат от одного до нескольких атомов. Число атомов серы в сшивке сильно влияет на физические свойства конечного резинового изделия. Короткие сшивки придают резине лучшую термостойкость. Сшивки с большим количеством атомов серы придают каучуку хорошие динамические свойства, но меньшую термостойкость. Динамические свойства важны для изгибных движений резинового изделия, например, движения боковой стенки ходовой шины. Без хороших свойств изгиба эти движения быстро образуют трещины и в конечном итоге приводят к разрушению резинового изделия.

Вулканизация полихлоропрена

Вулканизация неопрен или же полихлоропрен каучук (каучук CR) производится с использованием оксидов металлов (в частности, MgO и ZnO, иногда Pb3О4), а не соединения серы, которые в настоящее время используются во многих природных и синтетические каучуки. Кроме того, из-за различных факторов обработки (в основном, обугливания, заключающегося в преждевременном сшивании каучуков из-за воздействия тепла), выбор ускоритель регулируется по правилам, отличным от других диеновых каучуков. Обычно используемые ускорители создают проблемы, когда каучуки CR затвердевают, и, что наиболее важно, ускоритель было обнаружено, что это этилентиомочевина (ETU), который, хотя и является отличным и испытанным ускорителем для полихлоропрена, был классифицирован как репротоксичный. Европейская резиновая промышленность приступила к исследовательскому проекту SafeRubber.[4] разработать более безопасную альтернативу использованию ETU.

Вулканизация силиконов

Пример клавиатура из силиконовой резины типично для формования LSR (жидкая силиконовая резина)
Основная статья: RTV силикон

Вулканизация при комнатной температуре (RTV) силикон изготовлен из реактивных полимеров на масляной основе в сочетании с упрочняющими минеральными наполнителями. Существует два типа силикона, вулканизирующегося при комнатной температуре:

  1. РТВ-1 (однокомпонентные системы); затвердевает под действием атмосферной влажности, катализатора и ацетоксисилана. Ацетоксисилан при воздействии влажных условий образует уксусная кислота.[5] Процесс отверждения начинается на внешней поверхности и продолжается до ее ядра. Продукт упакован в герметичные картриджи и находится в жидкой или пастообразной форме. Силикон RTV-1 обладает хорошими характеристиками адгезии, эластичности и прочности. В Твердость по Шору может варьироваться от 18 до 60. Относительное удлинение при разрыве может составлять от 150% до 700%. Они обладают отличной стойкостью к старению благодаря превосходной стойкости к УФ-излучению и атмосферным воздействиям.
  2. РТВ-2 (двухкомпонентные системы); двухкомпонентные продукты, которые при смешивании отверждаются при комнатной температуре до твердого эластомера, геля или гибкой пены. RTV-2 сохраняет гибкость при температуре от −80 до 250 ° C (от −112 до 482 ° F). Разрушение происходит при температурах выше 350 ° C (662 ° F), оставляя негорючий и негорючий инертный осадок кремнезема. Их можно использовать для электроизоляции благодаря своим диэлектрическим свойствам. Механические свойства удовлетворительные. RTV-2 используется для изготовления гибких форм, а также многих технических деталей для промышленности и парамедицинского применения.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Акиба, М. (1997). «Вулканизация и сшивание эластомеров». Прогресс в науке о полимерах. 22 (3): 475–521. Дои:10.1016 / S0079-6700 (96) 00015-9.
  2. ^ Джеймс Э. Марк, Бурак Эрман (ред.) (2005). Наука и технология резины. п. 768. ISBN  0-12-464786-3.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  3. ^ Ханс-Вильгельм Энгельс, Херрманн-Йозеф Вайденгаупт, Манфред Пьерот, Вернер Хофманн, Карл-Ханс Ментинг, Томас Мергенхаген, Ральф Шмоль, Стефан Урландт «Резина, 4. Химические вещества и добавки» в Энциклопедия промышленной химии Ульмана, 2004, Wiley-VCH, Weinheim. Дои:10.1002 / 14356007.a23_365.pub2
  4. ^ SafeRubber, альтернативный ускоритель развития резины
  5. ^ «Паспорт безопасности для красного силикона RTV» (PDF). Получено 24 июн 2011.