21 Усадка при вулканізації. Вплив на усадку різних факторів. Розрахунок ступеню усадки.

Так как температурные коэффициенты расширения материала формы и резиновой смеси различны, размер вулканизованного ре­зинового изделия отличается от размеров формы, причем вследст­вие большего термического коэффициента расширения каучука по сравнению с металлом размеры формового изделия оказываются меньше, чем объем формы. Разность размеров формы и изделия, выраженную в процентах называют степенью усадки. Степень усадки определяется в основном различием температурных коэф­фициентов расширения материала формы и резиновой смеси и тем­пературой вулканизации и может быть более 3%. Для приближен­ных расчетов степень усадки S определяют по формуле, приведен­ной ниже:

S = ΔТ(k1ΔA+k2ΔF+ k3ΔH)

где ΔТ — разность между темдературой вулканизации и комнатной температурой; k1, k2, k3 — объемные содержания компонентов резиновой смеси; ΔA — разность между коэффициентами теплового расширения каучука и материала формы; ΔF— разность менаду коэффициентами теплового расширения наполнителей и материала формы; ΔH—разность между коэффициентами теплового расширения растворенных в каучуке веществ и материала формы.

Как правило, множители ΔF и ΔH малы и усадка зависит глав­ным образом от содержания каучука в смеси и температуры вул­канизации.

22 Основні і спеціальні види устаткування, для вулканізації загального призначення.

Существуют двух видов:

1. Общего назначения: котлы, прессы, автоклав-прессы

2. Специального назначения: индивидуальные вулканизаторы для покрышек и камер, форматоры-вулканизаторы покрышек, вулканизационные перссы для транспортных лент, вулканизационные котлы для клиновых ремней, камерные вулканизаторы для прорезиненных тканей и.т.п.

Среда. При выборе вулканизационной среды недостаточно знать тепло-физические свойства (горячий воздух, насыщеный водяной пар, металлическая форма). При вулканизации в котлах используется паровая, водная, газовая, воздушная или паро-воздушная среда.

Температура. t=140-170, чем больше температура вулканизации, тем быстрее проходит процесс и меньше используется времени на вулканизацию.

Давление. Вулканизация возможна без давления и под давлением. Большинство изделий вулканизируют при 0.5-5 Мпа, что улучшает физ-механичские возможности.

23 Вулканізаційні казани, типи, конструкційні особливості їх застосування. Продуктивність.

Вулканизацию резиновых изделий в паровой, воздушной или в паро-воздушной средах обычно проводят в котлах под давлением. В некоторых случаях вулканизацию в котлах осуществляют в горячей (перегретой) воде, в среде азота илн других газов. Наибольшее распространение получил способ вулканизации в паровой среде, как более дешевый и безопасный, при котором можно сравнительно легко управлять процессом.

Вулканизационные котлы различают по размерам (диаметру и длине), расположению главной оси (горизонтальные и вертикаль­ные), конструкции стенок (одностенные и двухстенные), типу за­твора крышки (с болтовым и байонетным, т. е. быстродействую­щим затвором) и способу обогрева (с паровой рубашкой, змееви­ком, нагревательными секциями — электрообогревом, илн с прину­дительной циркуляцией теплоносителя). Котлы снаб­жены арматурой (вентилями для ввода и вывода пара, воды и воз­духа, предохранительными и обратными клапанами), контрольно­измерительными приборами (манометрами, термометрами, расхо­домерами), автоматическими регуляторами давления, температу­ры и продолжительности процесса по времени (командоаппараты), а также различными вспомогательными устройствами (рельсами, опорами и другими).

Вулканизационные котлы выпускают на внутреннее давление 0,6 и 1,25 МПа с внутренним диаметром от 800 до 3600 мм и длиной до 22 м. Процесс вулканизации в котлах является периодиче­ским и в тепловом отношении нестационарным. Обычно он включа­ет несколько последовательных операций: загрузку аппарата и за­крытие крышки; повышение давления и температуры в котле (ме нотонное или ступенчатое); выдержку резиновых изделий прк постоянной температуре; снижение давления в котле; открыта крышки и разгрузку аппарата. В некоторых случаях изделия охлаждают в котлах (до выгрузки). Максимальная скорость вулка низации изделий в котлах достигается в среде насыщенного водя ного пара при давлении 0,3—0,5 МПа.

Вулканизация изделий открытым способом. Шприцеваниые и некоторые конфекционные изделия, обладающие достаточной каркасностью и не изменяющие свою форму в начальный период на­гревания, когда процесс структурирования еще не начался, вулка­низуют открытым способом. По этому способу можно вулканизо­вать изделия сложной конфигурации, собранные на колодках, фор­мах или других основаниях (перчатки, клееную нелакированную обувь, рукава и другие изделия).

Вулканизация в воздушной среде. В воздушной среде изделия можно вулканизовать при повышенном давлении и низкой темпе­ратуре, и при низком давлении и высокой температуре, так как температура воздуха не связана с его давлением. Применение го­рячего воздуха в качестве вулканизационной среды или теплоно­сителя ограничено, так как кислород воздуха при высокой темпе­ратуре активно взаимодействует с каучуками, входящими в состав резиновых смесей, что ухудшает механические свойства вулканизатов.

Паро-воздушная вулканизация. Для некоторых изделий контакт с паром недопустим только в начале вулканизации. Например, ла­кированную обувь для предотвращения потускнения лака, которое может произойти при воздействии пара на лаковую пленку, при­ходится вулканизовать в воздушной среде. Однако на получение устойчивой к действию пара лаковой пленки (температура возду­ха в котле 100—125°С) затрачивается меньше времени, чем на проведение всего процесса вулканизации. Учитывая это, применяется комбинированный способ вулканизации — сначала в воздушной среде, затем в паровой.

В паро-воздушной среде кроме лакированной обуви можно вул­канизовать также цветные тонкостенные изделия. Общий цикл вулканизации, длительность и условия проведения каждой стадии процесса зависят от вида изделия, состава резиновой смеси, кон­струкции котла и некоторых других факторов.

Продуктивность котла

Q=n/Время цикла (Тауц), где n-количество.