Componente implicate în formularea cauciucului - Plastic

  • selecția cauciucului,
  • selecția și cantitățile componentelor,
  • cum să amesteci,
  • a metodelor de turnare utilizate și
  • de vulcanizare

Între 20 și 30 de componente pot fi utilizate într-o formulare, varietatea cu care proprietățile lor pot fi schimbate atunci când sunt combinate este una dintre cele mai remarcabile caracteristici ale tehnologiei cauciucului. În general, o formulare este alcătuită din [1,2,3]: (1) bază elastomerică, (2) agenți de întărire, (3) ajutoare pentru proces, (4) antidegradanți și (5) sistem de vulcanizare.

componente

(1) Baza elastomerică

Selecția cauciucului se bazează în principal pe costul său, ușurința amestecului și proprietăți. Pe de altă parte, există diferite calități de cauciuc [4] și selectarea lor trebuie să țină seama de condițiile la care va fi expus ca piesă finită, cum ar fi dacă va fi expus solvenților chimici, expus la temperaturi ridicate sau vreme rea. În figura 1 sunt prezentate câteva tipuri de cauciucuri naturale și sintetice care sunt utilizate în industria cauciucului.

(2) Agenți de întărire

La selectarea unui material de umplutură [9,10] se iau în considerare următoarele: dimensiunea particulelor, suprafața, structura și activitatea suprafeței. Figura 2 prezintă clasificarea anumitor agenți de întărire în raport cu dimensiunea particulelor și Tabelul 1 oferă densitatea celor mai multe materiale de umplutură.

(3) Ajutoare pentru proces

Peptizatori - Acestea sunt utilizate [12] în principal în cauciucul natural pentru a ajuta la creșterea eficienței de mestecat a cauciucului și la creșterea vitezei de descompunere moleculară evitând formarea de radicali liberi, sunt adăugate la începutul amestecării deoarece sulful le inhibă acțiunea, cauciucurile sintetice au nevoie concentrații mari de peptizatori.

Primii peptizatori utilizați au fost mercaptide aromatice. Complexele chelatice precum fierul, cobaltul și manganul sunt foarte eficiente în reducerea vâscozității și sunt utilizate în concentrații de 0,1-0,5 ppr. Tabelul 3 specifică câțiva peptizatori comerciali.

Semipeptizatoare - Acestea se numesc așa deoarece ajută la descompunerea moleculelor de cauciucuri naturale și sintetice, în unele cazuri facilitând amestecarea și prelucrarea. Acestea sunt în general amestecate cu componente organice sulfurate și uleiuri minerale cu densități de 0,82 - 1,23 g/cm3. În general sunt lichide, deși sunt și sub formă de pulbere. Acestea sunt utilizate în concentrații de 1 - 3 ppr și uneori până la 5 ppr pentru piesele de burete.

Balsamuri - se aplică în cantități mici pentru a facilita încorporarea materialelor de umplutură, pentru a înmuia pasta de cauciuc în timpul vulcanizării și astfel pentru a facilita prelucrarea. Principalele balsamuri se obțin din:

  1. Petrol (naftenic, ulei aromatic, ceară, asfalt)
  2. Pin (gudron de pin, rășină)
  3. Gudron de cărbune (ulei de gudron de cărbune, rășină)
  4. Uleiuri și grăsimi naturale (uleiuri vegetale sau topite, acizi grași)
  5. Compuși organici sintetici (plastifianți de tip ester, polimeri lichizi, printre componentele sintetice)

Selectarea unui dedurizator poate fi realizată prin: (a) structura chimică „polaritate și aromaticitate”, care determină gradul de compatibilitate cu cauciucul; (b) greutatea moleculară, controlează vâscozitatea materialului și (c) reactivitatea chimică, care acoperă efectul catalitic în oxidare.

Sunt, de asemenea, utilizate în sistemul de vulcanizare a peroxizilor, oferă aderență în timpul procesării și polimerizează în timpul întăririi, contribuie la rigiditate ridicată și accelerare în timpul etapei de întărire, participând la reacția de reticulare.

Acizi grași și săruri - Acestea sunt utilizate în cantități mici ca parte a sistemului de vulcanizare a sulfului, acidul stebaric acționează și ca plastifiant, ajută la dispersia negru de fum și a altor materiale de umplutură, de asemenea, reduce tendința de lipire pe role. În aceleași circumstanțe, stearatul de zinc este utilizat în locul acidului stebaric și al oxidului de zinc. Lauriatul de zinc și sărurile de zinc cu greutate moleculară mare sunt uneori folosite ca ajutoare de procesare.

Uleiuri și prelungitoare - Spre deosebire de peptizatoare, uleiurile petroliere acționează mai bine fizic decât chimic, efectul lor nu depinde de temperatura de amestecare, sunt utilizate în limite de concentrație de 5 - 10 ppr. De asemenea, acționează ca plastifiant în timpul procesării, provocând o reducere a vâscozității și facilitând încorporarea umpluturii.

Lubrifianți - Uleiurile petroliere, pe lângă faptul că sunt aplicate ca lubrifianți, sunt folosite ca prelungitoare pentru a reduce costul piesei. Acestea pot fi încorporate în timpul amestecării în cauciucuri precum SBR și EPDM, în care sunt adăugate în cantități mici împreună cu materialul de umplutură, obținând o înmuiere în timpul vulcanizării. Acești lubrifianți sunt clasificați în:

  • Uleiuri aromatice: sunt bune pentru a ajuta la dispersia negru de fum în timpul amestecării, au un efect de decolorare a părții, au și un efect negativ asupra rezistenței la căldură și radiații ultraviolete.
  • Uleiurile parafinice: sunt mai puțin eficiente ca ajutoare de procesare, dar au un efect mai bun în timpul îmbătrânirii, decolorării sau stabilității la căldură. Performanța sa la temperaturi scăzute este mai bună decât cea aromatică.
  • Uleiuri naftenice: efectul lor este între uleiurile aromatice și cele parafinice.

Nefiresc - În timpul amestecării, acestea controlează nervura cauciucului, obțin o mai bună dispersie și încorporare a componentelor sub formă de pulbere, sunt utilizate ca ajutoare de proces în extrudarea cauciucurilor naturale și sintetice, deoarece oferă un filament de bună calitate și previn deformarea în timpul vulcanizării. Domeniul său de aplicare este de 5 - 30 ppr. La concentrații mari, acestea sunt utilizate în părți foarte moi, cum ar fi: role de imprimantă, pentru a ajuta la încorporarea plastifiantului lichid și, de asemenea, sunt utilizate pentru a reduce posibilitatea de a fi extrase în pasta de cauciuc. Există multe tipuri de factice, cum ar fi tipul întunecat și auriu, acestea sunt clasificate în gradele I, II și III.

Rasina cumarona - Este folosit ca plastifiant în cauciucurile sintetice pentru a adera la role. Aspectul lor variază de la lichide vâscoase la lichide solide, în cazul lichidelor acestea variază de culoare de la maro închis la crem, iar la solide se caracterizează prin punctul de topire de 65 până la 110 ° C.

Rășini de stiren - conțin 85% stiren, sunt utilizate ca ajutoare de proces pentru termoplastice datorită acțiunii lor de întărire, în special în părțile care trebuie să aibă o duritate ridicată. Pentru a asigura o bună dispersie a rășinii, temperatura de amestecare trebuie să fie mai mare de 95 ° C. Unele exemple sunt menționate în tabelul 5.