Определяне на кинетиката на вулканизация. Вулканизация и нейните характеристики Системен анализ на кинетиката на вулканизацията

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

ВулканизАция-- технологичен процес на взаимодействие на каучук с вулканизиращ агент, при който каучуковите молекули се омрежват в единна пространствена мрежа. Вулканизиращите агенти могат да бъдат: сяра, пероксиди, метални оксиди, съединения от аминов тип и др. За увеличаване на скоростта на вулканизация се използват различни ускорителни катализатори.

Вулканизацията повишава якостните характеристики на каучука, неговата твърдост, еластичност, устойчивост на топлина и замръзване и намалява степента на набъбване и разтворимост в органични разтворители. Същността на вулканизацията е комбинацията от линейни макромолекули на каучука в единна „омрежена“ система, така наречената вулканизационна мрежа. В резултат на вулканизацията се образуват напречни връзки между макромолекулите, чийто брой и структура зависят от метод Б. По време на вулканизацията някои свойства на вулканизираната смес не се променят монотонно във времето, а преминават през максимум или минимум. Степента на вулканизация, при която се постига най-добрата комбинация от различни физични и механични свойства на каучука, се нарича оптимум на вулканизация.

Вулканизацията обикновено се извършва върху смес от каучук с различни вещества, които осигуряват необходимите експлоатационни свойства на каучука (пълнители, например сажди, креда, каолин, както и омекотители, антиоксиданти и др.).

В повечето случаи каучуците с общо предназначение (естествен, бутадиен, стирен бутадиен) се вулканизират чрез нагряване с елементарна сяра при 140-160°C (сярна киселина). Получените междумолекулни напречни връзки възникват чрез един или повече серни атоми. Ако към каучука се добави 0,5-5% сяра, се получава мек вулканизат (автомобилни гуми и гуми, топки, тръби и др.); добавянето на 30-50% сяра води до образуването на твърд, нееластичен материал - ебонит. Вулканизацията на сярата може да се ускори чрез добавяне на малки количества органични съединения, така наречените ускорители на вулканизация - каптакс, тиурам и др. Ефектът на тези вещества се проявява напълно само в присъствието на активатори - метални оксиди (най-често цинков оксид).

В промишлеността сярната вулканизация се извършва чрез нагряване на вулканизирания продукт във форми под високо налягане или под формата на неформовани продукти (в „свободна“ форма) в котли, автоклави, индивидуални вулканизатори и устройства за непрекъсната вулканизация. и др. В тези устройства отоплението се извършва с пара, въздух, прегрята вода, електричество и високочестотни токове. Формите обикновено се поставят между нагрети плочи на хидравлична преса. Вулканизацията със сяра е открита от Чарлз Гудиър (САЩ, 1839) и Т. Ханкок (Великобритания, 1843). За вулканизация на каучуци със специално предназначение се използват органични пероксиди (например бензоил пероксид), синтетични смоли (например фенолформалдехид), нитро- и диазо съединения и др.; Условията на процеса са същите като при сярна вулканизация.

Вулканизацията е възможна и под въздействието на йонизиращо лъчение - g-лъчение от радиоактивен кобалт, поток от бързи електрони (радиационна вулканизация). Безсерни и радиационни методи за каучук позволяват да се получат каучуци, които имат висока термична и химическа устойчивост.

В полимерната промишленост вулканизацията се използва при екструзионното производство на каучук.

Вулканизация при премонтдгуми

Технологичният процес на ремонт на гуми се състои в подготовка на повредените участъци за нанасяне на ремонтни материали, нанасяне на ремонтни материали на повредените участъци и вулканизиране на ремонтираните участъци.

Вулканизацията на ремонтираните участъци е една от най-важните операции при ремонт на гуми.

Същността на вулканизацията е, че при нагряване до определена температура в невулканизираната гума протича физикохимичен процес, в резултат на който гумата придобива еластичност, здравина, еластичност и други необходими качества.

Когато две парчета гума, залепени заедно с каучуково лепило, се вулканизират, те се превръщат в монолитна структура и здравината на връзката им не се различава от силата на адхезия на основния материал вътре във всяко парче. В същото време, за да се осигури необходимата здравина, парчетата гума трябва да бъдат пресовани - пресовани под налягане от 5 kg/cm 2.

За да се осъществи процесът на вулканизация, не е достатъчно само да се загрее до необходимата температура, т.е. до 143+2°; Процесът на вулканизация не се случва мигновено, така че нагрятите гуми трябва да се държат за определено време при температурата на вулканизация.

Вулканизацията може да настъпи при по-ниски температури от 143°, но отнема повече време. Така например, ако температурата се понижи от зададената само с 10°, времето за вулканизация трябва да се удвои. За да се намали времето за предварително загряване при вулканизация се използват електрически маншети, които позволяват нагряване едновременно от двете страни на гумата, като по този начин се намалява времето за вулканизация и се подобрява качеството на ремонта. При едностранно нагряване на дебели гуми се получава свръхвулканизация на гумените участъци, които са в контакт с вулканизиращото оборудване, и недовулканизация на гумата от противоположната страна. Времето за вулканизация, в зависимост от вида на повредата и размера на гумата, варира от 30 до 180 минути за гуми и от 15 до 20 минути за камери

За вулканизация на автомобили се използва стационарен вулканизатор модел 601, производство на тръст ГАРО.

Работният комплект на апарата за вулканизация включва корсети за сектори, обтягане на корсети, подложки за стъпала и страничен профил, скоби, притискащи подложки, чували за пясък, матраци.

При налягане на парата в котела 4 kg/cm2 необходимата температура на повърхността на вулканизационното оборудване е 143"+2°. При налягане 4,0--4,1 kg/cm2 предпазният клапан трябва да се отвори.

Вулканизиращите устройства трябва да бъдат проверени от котелен инспектор преди да бъдат пуснати в експлоатация.

Вътрешните повреди на гумите се вулканизират на сектори, външните повреди се лекуват на плочи с профилни облицовки. Чрез повреда (при наличие на електрически маншети, те се вулканизират върху плоча с профилна облицовка, при липса на електрически маншети, отделно: първо отвътре на сектора, след това отвън върху плоча с профилна облицовка.

Електрическият маншет се състои от няколко слоя гума и външен слой от гумирана обвивка, в средата на която има спирала от нихромова тел за нагряване и термостат за поддържане на постоянна температура (150°).

вулканизация индустрия ремонт на гуми

Ориз. 4. Стационарен вулканизиращ апарат GARO модел 601: 1 - сектор; 2 -- странична плоча; 3 -- котел-парогенератор; 4 -- малки скоби за камери; 5 -- скоба за камери; 6 -- манометър; 7-скоба за гуми; 8 - камина; 9 -- водомерно стъкло; 10 -- ръчна бутална помпа; 11 -- смукателна тръба

Преди вулканизацията се маркират границите на зоната за ремонт на гумата. За да премахнете залепването, напудрете го с талк, както и торба с пясък, електрически маншет и оборудване за вулканизация (сектори, профилни облицовки и др.) В контакт с гумата.

При вулканизиране на сектор кримпването се постига чрез затягане на корсет, а при вулканизиране на плоча с торба с пясък и скоба.

Профилните накладки (протектор и борд) се избират в съответствие с местоположението на ремонтираната гума и нейния размер.

По време на вулканизация електрическият маншет се намира между гумата и торбата с пясък.

Началният и крайният час на вулканизацията се отбелязват с тебешир върху специална табела, монтирана близо до вулканизационното оборудване.

Ремонтираните гуми трябва да отговарят на следните изисквания:

1) гумите не трябва да имат неремонтирани участъци;

2) от вътрешната страна на гумата не трябва да има подуване или следи от разслояване на петна, недостатъчна вулканизация, гънки или удебеления, които влошават работата на тръбата;

3) гумените участъци, нанесени по протектора или страничната стена, трябва да бъдат напълно вулканизирани до твърдост по Шор 55-65;

4) участъците на протектора, по-големи от 200 mm, възстановени по време на процеса на ремонт, трябва да имат шарка, идентична с целия протектор на гумата; трябва да се приложи модел „Вездеходно превозно средство“ независимо от размера на възстановената зона на протектора;

5) формата на бордовете на гумата не трябва да се изкривява;

6) не се допускат удебеления и вдлъбнатини, които нарушават външните размери и повърхността на гумата;

7) ремонтираните площи не трябва да имат изоставания; наличието на черупки или пори с площ до 20 mm 2 и дълбочина до 2 mm се допуска в количество не повече от две на квадратен дециметър;

8) качеството на ремонта на гумите трябва да гарантира техния гарантиран пробег след ремонта.

Вулканизация при премонтдкамери

Подобно на процеса на ремонт на гуми, процесът на ремонт на гуми се състои от подготовка на повредените зони за закърпване, закърпване и втвърдяване.

Обхватът на работата по подготовка на повредените участъци за изкърпване включва: идентифициране на скрити и видими повреди, премахване на стари невулканизирани лепенки, заобляне на ръбове с остри ъгли, нагрубяване на гума около повредата, почистване на камерите от нагрубяващ прах.

Ориз. 5. Сектор за вулканизация на гуми: 1 -- сектор; 2 -- гума; 2 -- корсет; 4 -- затегнете

Ориз. 6. Вулканизация на повреда на борда на гумата върху плочата на борда: 1 - гума; 2 -- странична плоча: 3 -- странична облицовка; 4 -- възглавница с пясък; 5 -- метална плоча; 6 -- скоба

Видимите повреди се установяват при външен оглед при добро осветление и се очертават с химичен молив.

За идентифициране на скрити щети, т.е. малки пробиви, които са невидими за окото, фотоапаратът в напомпано състояние се потапя във вана с вода и мястото на пробиване се определя от излизащите въздушни мехурчета, което също се очертава с химикал молив. Повредената повърхност на камерата се награпавява с карборундов камък или телена четка на ширина 25-35 mm от границите на повредата, като се предотвратява навлизането на прах от нагрубяването в камерата. Грубите места се почистват с четка.

Ремонтни материали за ремонт на вътрешни гуми са: невулканизирана гума на гуми с дебелина 2 мм, гума за негодни за ремонт гуми и гумирана гума. Всички пробиви и разкъсвания с размер до 30 мм се запечатват със сурова, невулканизирана гума. Повреда над 30 мм се ремонтира с помощта на гума за камери. Тази гума трябва да е еластична, без пукнатини или механични повреди. Суровият каучук се освежава с бензин, намазва се с лепило с концентрация 1:8 и се суши 40-45 минути. Камерите се награпавяват с телена четка или карборундов камък на машина за нагрубяване, след което се почистват от прах, освежават се с бензин и се подсушават 25 минути, след което се намазват двукратно с лепило с концентрация 1:8 и се подсушават след всяко нанасяне. за 30-40 минути при температура 20--30°. Чеферът се намазва еднократно с лепило с концентрация 1:8, след което се изсушава.

Пластирът се изрязва така, че да покрива отвора от всички страни с 20-30 mm и да е с 2-3 mm по-малък от границите на грапавата повърхност. Нанася се върху ремонтирания участък на камерата с едната страна и постепенно се разточва с валяк по цялата повърхност, така че да не остават въздушни мехурчета между нея и камерата. Когато лепите лепенки, трябва да се уверите, че повърхностите, които ще лепите, са напълно чисти, без влага, прах и мазни петна.

В случаите, когато камерата има разкъсване, по-голямо от 500 mm, то може да се поправи чрез изрязване на повреденото парче и на негово място вмъкване на идентично парче от друга камера със същия размер. Този метод на ремонт се нарича съединяване на камери. Ширината на фугата трябва да бъде най-малко 50 mm.

Повредените външни резби на телата на клапаните се възстановяват с помощта на матрици, а вътрешните резби се възстановяват с помощта на кранове.

При необходимост от подмяна на вентила той се изрязва заедно с фланеца и на новото място се вулканизира друг клапан. Мястото на стария клапан се ремонтира като нормална повреда.

Вулканизацията на повредени участъци се извършва с апарат за вулканизация модел 601 или апарат за вулканизация GARO за вулканизационни камери. Времето за вулканизация на лепенките е 15 минути, а на фланците 20 минути при температура 143+2°.

По време на вулканизацията камерата се притиска със скоба през дървена плоча към повърхността на плочата. Оверлейът трябва да е с 10-15 мм по-голям от пластира.

Ако мястото за ремонт не се побира върху плочата, тогава тя се вулканизира в две или три последователни инсталации (ставки).

След вулканизацията перлите върху ненаграпавената повърхност се изрязват с ножица, а краищата на петната и неравностите се отстраняват върху камъка на машина за награпавяване.

Ремонтираните камери трябва да отговарят на следните изисквания:

1) камерата, пълна с въздух, трябва да бъде уплътнена както по дължината на тялото на камерата, така и на мястото, където е закрепен клапанът;

2) лепенките трябва да са плътно вулканизирани, без мехурчета и порьозност, тяхната твърдост трябва да бъде същата като гумата на камерата;

3) краищата на лепенките и фланците не трябва да имат удебелявания или лющене;

4) резбата на клапана трябва да е в добро състояние.

Публикувано на Allbest.ru

...

Подобни документи

Концепцията за неметалните материали. Състав и класификация на каучука. Народностопанско значение на каучука. Каучуци за общо и специално предназначение. Вулканизация, етапи, механизми и технология. Деформационно-якостни и триещи свойства на каучук и каучук.

курсова работа, добавена на 29.11.2016 г


Кинетика на вулканизация на каучук. Характеристики на вулканизация на смеси, базирани на комбинация от каучуци SKD-SKN-40 с конвенционални системи за вулканизация на сяра. Механизъм на разрушаване на полимера. Характеристики на разрушаването на полимери в различни физични и фазови състояния.

доклад от практиката, добавен на 06.04.2015 г


Видове каучук, особености на употребата му в промишлеността и технологията на производство. Влиянието на въвеждането на допълнителни съставки и използването на вулканизация при производството на каучук върху крайните свойства на продукта. Защита на труда по време на работа.

дисертация, добавена на 20.08.2009 г


Приготвяне на динамични термопластични еластомери чрез смесване на каучук с термопласт с едновременна вулканизация на еластомера по време на процеса на смесване (метод на динамична вулканизация). Характеристики на влиянието на концентрацията на каучук върху свойствата на механичните смеси.

курсова работа, добавена на 08.06.2011 г


Технология за производство на пластмасови изделия чрез пресоване. Основните групи пластмаси, техните физични свойства, недостатъци и методи на обработка. Специални свойства на каучука, в зависимост от вида на използвания каучук. Същност и значение на вулканизацията.

лабораторна работа, добавена на 05/06/2009


Анализ на дизайна на машината. Същността на процеса на вулканизация и работата на оборудването. Форма с малък отпадък и метод за производство на части с него. Съдържание на механични ремонтни работи. Разработване на предложения за модернизация и подобрение.

курсова работа, добавена на 22.12.2014 г


Концепцията и основните етапи на процеса на снаждане на кабели, методите и принципите на неговото изпълнение. Последователност на работа със студения метод на снаждане на кабели с помощта на съединение K115N или K-15, чрез свободно нагряване, последвано от вулканизация.

резюме, добавено на 12/12/2009


Цел, устройство, принцип на работа на червячна скоростна кутия с горен червяк. Химичен състав и свойства на стомана 20Х. Измервателни инструменти, използвани при ремонти. Мерки за безопасност при ремонт на технологично оборудване.

дисертация, добавена на 28.04.2013 г


Технология за производство на горивни пелети и брикети, дървени въглища, дървесен чипс, дърва за огрев. Биогаз, биоетанол, биодизел: характеристики на производството и области на практическа употреба, необходимо оборудване и материали, перспективи за използване в Коми.

курсова работа, добавена на 28.10.2013 г


Основни технологии за обработка на автомобилни гуми и каучукови изделия. Възможни начини за използване на трохи гума. Области на приложение на шнура. Списък на оборудването за обработка на гуми чрез пиролиза и механични методи.

Естественият каучук не винаги е подходящ за производство на части. Това е така, защото неговата естествена еластичност е много ниска и силно зависи от външната температура. При температури близки до 0, гумата става твърда или при по-нататъшно понижаване става крехка. При температура от около + 30 градуса каучукът започва да се омекотява и при по-нататъшно нагряване се превръща в стопено състояние. При обратно охлаждане не възстановява първоначалните си свойства.

За да се осигурят необходимите експлоатационни и технически свойства на каучука, към каучука се добавят различни вещества и материали - сажди, креда, омекотители и др.

В практиката се използват няколко метода на вулканизация, но те имат едно общо нещо - обработка на суровините с вулканизационна сяра. В някои учебници и наредби се посочва, че серните съединения могат да се използват като вулканизиращи агенти, но всъщност те могат да се считат за такива само защото съдържат сяра. В противен случай те могат да повлияят на вулканизацията точно като други вещества, които не съдържат серни съединения.

Преди известно време бяха проведени изследвания по отношение на обработката на каучук органични съединенияи някои вещества, например:

• фосфор;
• селен;
• тринитробензен и редица други.

Но проучванията показват, че тези вещества нямат практическа стойност по отношение на вулканизацията.

Процес на вулканизация

Процесът на вулканизация на каучук може да бъде разделен на студен и горещ. Първият може да бъде разделен на два вида. Първият включва използването на серен полухлорид. Механизмът на вулканизация с помощта на това вещество изглежда така. Детайл от естествен каучук се поставя в парите на това вещество (S2Cl2) или в неговия разтвор, направен на базата на някакъв разтворител. Разтворителят трябва да отговаря на две изисквания:

1. Не трябва да реагира със серен полухлорид.
2. Трябва да разтвори гумата.

По правило като разтворител може да се използва въглероден дисулфид, бензин и редица други. Наличието на серен полухлорид в течността предотвратява разтварянето на каучука. Същността на този процес е да се насити гумата с този химикал.

Продължителността на процеса на вулканизация с участието на S2Cl2 в крайна сметка определя техническите характеристики на готовия продукт, включително еластичност и здравина.

Времето за вулканизация в 2% разтвор може да бъде няколко секунди или минути. Ако процесът продължи твърде дълго, може да възникне така наречената свръхвулканизация, т.е. детайлите губят своята пластичност и стават много крехки. Опитът показва, че при дебелина на продукта от около един милиметър, операцията по вулканизация може да се извърши за няколко секунди.

Тази технология на вулканизация е оптималното решение за обработка на части с тънка стена - тръби, ръкавици и др. Но в този случай е необходимо стриктно да се спазват режимите на обработка, в противен случай горният слой на детайлите може да бъде вулканизиран повече от вътрешни слоеве.

В края на операцията по вулканизация, получените части трябва да се измият или с вода, или с алкален разтвор.

Има втори метод на студена вулканизация. Гумени заготовки с тънка стена се поставят в атмосфера, наситена с SO2. След определено време детайлите се преместват в камера, където се изпомпва H2S (сероводород). Времето за задържане на детайлите в такива камери е 15 - 25 минути. Това време е достатъчно за завършване на вулканизацията. Тази технология се използва успешно за обработка на залепени шевове, което им придава висока якост.

Специалните каучуци се обработват със синтетични смоли; вулканизацията с тях не се различава от описаната по-горе.

Гореща вулканизация

Технологията за такава вулканизация е следната. Към формованата сурова гума се добавя определено количество сяра и специални добавки. По правило обемът на сярата трябва да бъде в диапазона 5-10%, крайната цифра се определя въз основа на предназначението и твърдостта на бъдещата част. В допълнение към сярата се добавя така наречената рогова гума (твърда гума), съдържаща 20–50% сяра. На следващия етап от получения материал се формират заготовки и се нагряват, т.е. втвърдяване.

Отоплението се извършва по различни методи. Заготовките се поставят в метални форми или се навиват на плат. Получените структури се поставят в загрята до 130 - 140 градуса по Целзий фурна. За да се увеличи ефективността на вулканизацията, може да се създаде свръхналягане във фурната.

Оформените заготовки могат да се поставят в автоклав, съдържащ прегрята водна пара. Или се поставят в загрята преса. Всъщност този метод е най-разпространеният в практиката.

Свойствата на вулканизирания каучук зависят от много условия. Ето защо вулканизацията се счита за една от най-сложните операции, използвани в производството на каучук. Освен това важна роля играе качеството на суровината и методът на нейната предварителна обработка. Не трябва да забравяме обема на добавената сяра, температурата, продължителността и метода на вулканизация. В крайна сметка свойствата на готовия продукт се влияят и от наличието на примеси от различен произход. Наистина наличието на много примеси позволява правилна вулканизация.

През последните години ускорителите се използват в каучуковата промишленост. Тези вещества, добавени към каучуковата смес, ускоряват процесите, намаляват разходите за енергия, с други думи, тези добавки оптимизират обработката на детайла.

При извършване на гореща вулканизация във въздуха е необходимо наличието на оловен оксид; освен това може да се изисква наличието на оловни соли в комбинация с органични киселини или със съединения, които съдържат киселинни хидроксиди.

Като ускорители се използват следните вещества:

• тиурамид сулфид;
• ксантогенати;
• Меркаптобензотиазол.

Вулканизацията, извършена под въздействието на водна пара, може да бъде значително намалена, ако е такава химически вещества, като основи: Ca(OH)2, MgO, NaOH, KOH или соли Na2CO3, Na2CS3. В допълнение, калиевите соли ще помогнат за ускоряване на процесите.

Има и органични ускорители, това са амини и цяла група съединения, които не са включени в нито една група. Например, това са производни на вещества като амини, амоняк и редица други.

Най-често в производството се използват дифенилгуанидин, хексаметилентетрамин и много други. Не е необичайно цинковият оксид да се използва за подобряване на активността на ускорителите.

Освен добавките и ускорителите, важна роля играе и околната среда. Например наличието на атмосферен въздух създава неблагоприятни условия за вулканизация при стандартно налягане. В допълнение към въздуха, въглеродният анхидрид и азотът имат отрицателен ефект. Междувременно амонякът или сероводородът имат положителен ефект върху процеса на вулканизация.

Процедурата на вулканизация придава на каучука нови свойства и модифицира съществуващите. По-специално, нейната еластичност се подобрява и т.н. Процесът на вулканизация може да се контролира чрез постоянно измерване на променящите се свойства. Като правило за тази цел се използва определянето на якостта на опън и якостта на опън. Но тези методи за контрол не са точни и не се използват.

Каучукът като продукт на вулканизация на каучук

Техническият каучук е композитен материал, съдържащ до 20 компонента, които осигуряват различни свойства на този материал. Каучукът се произвежда чрез вулканизиране на каучук. Както беше отбелязано по-горе, по време на процеса на вулканизация се образуват макромолекули, които осигуряват експлоатационните свойства на каучука, като по този начин осигуряват висока якост на каучука.

Основната разлика между каучука и много други материали е, че той има способността да претърпява еластични деформации, които могат да възникнат при различни температури, вариращи от стайна температура до много по-ниски. Каучукът значително надвишава гумата в редица характеристики, например, той се отличава с еластичност и здравина, устойчивост на температурни промени, излагане на агресивна среда и много други.

Цимент за вулканизация

Циментът за вулканизация се използва за самовулканизация, може да започне от 18 градуса и за гореща вулканизация до 150 градуса. Този цимент не съдържа въглеводороди. Има и цимент тип OTR, използван за нанасяне върху грапави повърхности във вътрешността на гумите, както и лепила от сериите Top RAD и PN OTR с удължено време на съхнене. Използването на такъв цимент позволява да се постигне дълъг експлоатационен живот на регенерирани гуми, използвани на специална строителна техника с голям пробег.

Направи си сам технология за гореща вулканизация на гуми

За да извършите гореща вулканизация на гума или тръба, ще ви е необходима преса. Реакцията на заваряване между гумата и детайла протича за определен период от време. Това време зависи от размера на ремонтираната площ. Опитът показва, че ще са необходими 4 минути, за да се поправят повреди с дълбочина 1 mm, при определена температура. Тоест, за да поправите дефект с дълбочина 3 мм, ще трябва да отделите 12 минути чисто време. Не вземаме предвид времето за подготовка. Междувременно пускането в действие на устройството за вулканизация, в зависимост от модела, може да отнеме около 1 час.

Температурата, необходима за гореща вулканизация, варира от 140 до 150 градуса по Целзий. За да се постигне тази температура, не е необходимо да се използва промишлено оборудване. За да ремонтирате сами гуми, е напълно приемливо да използвате домакински електрически уреди, например ютия.

Отстраняването на дефекти в автомобилна гума или тръба с помощта на устройство за вулканизация е доста трудоемка операция. Има много тънкости и подробности и затова ще разгледаме основните етапи на ремонта.

1. За да осигурите достъп до мястото на повреда, гумата трябва да бъде отстранена от колелото.
2. Почистете гумата близо до повредената зона. Повърхността му трябва да стане грапава.
3. Издухайте третираната зона със сгъстен въздух. Връвта, която се появява отвън, трябва да се отстрани, тя може да бъде отхапана с ножици за тел. Каучукът трябва да се третира със специално обезмасляващо съединение. Обработката трябва да се извърши от двете страни, отвън и отвътре.
4. От вътрешната страна върху увреденото място трябва да се постави предварително подготвен пластир с размер. Полагането започва от страната на борда на гумата към центъра.
5. От външната страна върху мястото на повреда трябва да се поставят парчета сурова гума, нарязани на парчета от 10-15 мм, като първо трябва да се нагреят на печката.
6. Положената гума трябва да се притисне и изравни върху повърхността на гумата. В този случай е необходимо да се гарантира, че слоят от сурова гума е 3–5 mm по-висок от работната повърхност на камерата.
7. След няколко минути с помощта на ъглошлайф (ъглошлайф) е необходимо да отстраните слоя нанесена сурова гума. Ако голата повърхност е разхлабена, т.е. има въздух в нея, цялата нанесена гума трябва да се отстрани и операцията по нанасяне на гума трябва да се повтори. Ако в ремонтния слой няма въздух, т.е. повърхността е гладка и не съдържа пори, ремонтираната част може да бъде изпратена под предварително загрята до посочената по-горе температура.
8. За да позиционирате точно гумата върху пресата, има смисъл да маркирате центъра на дефектната зона с тебешир. За да предотвратите залепването на нагретите плочи върху гумата, между тях трябва да поставите плътна хартия.

Направи си сам вулканизатор

Всяко устройство за гореща вулканизация трябва да съдържа два компонента:

• нагревателен елемент;
• Натиснете.

За да направите свой собствен вулканизатор, може да ви трябва:

• желязо;
• електрическа фурна;
• бутало от двигател с вътрешно горене.

Вулканизаторът „направи си сам“ трябва да бъде оборудван с регулатор, който може да го изключи, когато достигне работна температура (140-150 градуса по Целзий). За ефективно затягане можете да използвате обикновена скоба.

1. ТЕКУЩО СЪСТОЯНИЕ НА ПРОБЛЕМА И ПОСТАНОВКА НА ПРОБЛЕМА НА ИЗСЛЕДВАНЕТО.

1.1. Вулканизация с елементарна сяра.

1.1.1. Взаимодействие на сярата с ускорители и активатори.

1.1.2. Вулканизация на каучук със сяра без ускорител.

1.1.3. Вулканизация на каучук със сяра в присъствието на ускорител.

1.1.4. Механизмът на отделните етапи на вулканизация на сяра в присъствието на ускорители и активатори.

1.1.5. Вторични реакции на полисулфидни напречни връзки. Явленията на поствулканизация (повторна вулканизация) и реверсия.

1.1.6. Кинетично описание на процеса на вулканизация на сяра.

1.2. Модифициране на еластомери с химични реактиви.

1.2.1. Модификация с феноли и донори на метиленова група.

1.2.2. Модификация с полихалидни съединения.

1.3. Структуриране с циклични тиокарбамидни производни.

1.4 Характеристики на структурата и вулканизацията на еластомерни смеси.

1.5. Оценка на кинетиката на неизотермична вулканизация в продуктите.

2. ОБЕКТИ И МЕТОДИ НА ИЗСЛЕДВАНЕ.

2.1. Обекти на изследване

2.2. Изследователски методи.

2.2.1. Изследване на свойствата на каучукови смеси и вулканизати.

2.2.2. Определяне на концентрацията на кръстосани връзки.

2.3. Синтез на хетероциклични тиокарбамидни производни.

3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА И ДИСКУСИЯ

РЕЗУЛТАТИ

3.1. Изследване на кинетичните особености на образуването на вулканизационна мрежа под въздействието на серни вулканизиращи системи.

3.2. Влиянието на модификаторите върху структуриращия ефект на серни вулканизиращи системи.

3.3 Кинетика на вулканизация на каучукови смеси на базата на хетерополярни каучуци.

3.4. Проектиране на процеси на вулканизация за еластомерни продукти.

Препоръчителен списък с дисертации

• Разработване и изследване на свойствата на каучуци на базата на полярни каучуци, модифицирани с полихидрофосфорилни съединения за продукти за оборудване за нефтени сондажи 2001 г., кандидат на техническите науки Куцов, Александър Николаевич

• Многофункционални съставки на основата на азометини за технически каучуци 2010 г., доктор на техническите науки Новополцева, Оксана Михайловна

• Получаване, свойства и използване на еластомерни състави, вулканизирани с динитрозогенериращи системи 2005 г., кандидат на техническите науки Макаров, Тимофей Владимирович

• Физикохимична модификация на повърхностните слоеве на еластомерите при образуването на композитни материали 1998 г., доктор на техническите науки Елисеева, Ирина Михайловна

• Разработване на научните основи на технологията за създаване и обработка на термопластична гума за обувки чрез динамична вулканизация 2007 г., доктор на техническите науки Карпухин, Александър Александрович

Въведение в дисертацията (част от автореферата) на тема „Изследване на кинетиката на вулканизация на диенови каучуци със сложни структурни системи”

Качеството на каучуковите продукти е неразривно свързано с условията за формиране на оптимална пространствена мрежова структура по време на процеса на вулканизация, което прави възможно максимизирането на потенциалните свойства на еластомерните системи. В произведенията на Б. А. Догадкин, В. А. Шершнев, Е. Е. Потапов, И. А. Туторски, JI. А. Шуманова, Тарасова З.Н., Донцова А.А., В. Шееле, А.Й. Коран и други учени са установили основните модели на процеса на вулканизация, въз основа на съществуването на сложни, паралелно-последователни реакции на омрежване на еластомери с участието на нискомолекулни вещества и активни центрове - действителните вулканизационни агенти.

Уместни са работи, които продължават тази посока, по-специално в областта на описанието на характеристиките на вулканизация на еластомерни системи, съдържащи комбинации от ускорители, вулканизиращи агенти, вторични структуриращи агенти и модификатори, и совулканизация на каучукови смеси. Различни подходи към количественото описание на омрежването на каучуци са получили достатъчно внимание, но намирането на схема, която отчита възможно най-много теоретичното описание на кинетиката на действието на структуриращите системи и експерименталните данни от фабрични лаборатории, получени при различни температурно-времеви условия е спешна задача.

Това се дължи на голямото практическо значение на методите за изчисляване на скоростта и параметрите на процеса на неизотермична вулканизация на еластомерни продукти, включително метода на компютърно проектиране, базиран на данни от ограничен лабораторен експеримент. Решаването на проблеми, които правят възможно постигането на оптимални експлоатационни свойства по време на производствените процеси на вулканизация на гуми и каучукови изделия, до голяма степен зависи от подобряването на методите за математическо моделиране на неизотермична вулканизация, използвани в автоматизирани системи за управление.

Разглеждането на проблемите на сярната вулканизация, които определят физикохимичните и механичните свойства на вулканизатите, по отношение на кинетиката и реакционния механизъм на образуване и разлагане на структурата на напречната връзка на вулканизационната мрежа, е от очевидно практическо значение за всички специалисти, участващи в обработката на гуми с общо предназначение.

Повишеното ниво на еластична якост и адхезивни свойства на каучука, продиктувано от съвременните тенденции в дизайна, не може да бъде постигнато без широкото използване във формулировката на модификатори с многофункционално действие, които по правило са вулканизиращи коагенти, влияещи върху кинетиката на сярна вулканизация и природата на получената пространствена мрежа.

Изследването и изчисляването на процесите на вулканизация понастоящем се основава до голяма степен на експериментален материал, емпирични и графично-аналитични изчислителни методи, които все още не са намерили достатъчен обобщен анализ. В много случаи вулканизационната мрежа се формира от няколко вида химични връзки, хетерогенно разпределени между фазите. В същото време сложните механизми на междумолекулно взаимодействие на компонентите с образуването на физически, координационни и химически връзки, образуването на нестабилни комплекси и съединения, изключително усложняват описанието на процеса на вулканизация, което кара много изследователи да конструират приближения за тесни диапазони на вариация на фактора.

Целта на работата е да се проучи и изясни механизмът и кинетиката на нестационарните процеси, протичащи по време на вулканизацията на еластомери и техните смеси, да се разработят адекватни методи за математическо описание на процеса на вулканизация с многокомпонентни модифициращи структуриращи системи, включително гуми и многослойни каучукови изделия, за установяване на фактори, влияещи върху отделните етапи на процеса при наличие на вторични структуриращи системи. Разработване на тази основа на методи за вариантно-оптимизиращи изчисления на вулканизационните характеристики на състави на базата на каучуци и техните комбинации, както и техните параметри на вулканизация.

Практическо значение. За първи път задача за многокритериална оптимизация се свежда до решаване на обратна кинетична задача с помощта на 6 метода за планиране на кинетични експерименти. Разработени са модели, които позволяват целенасочено оптимизиране на състава на структурно-модифициращите системи на специфични гуми за гуми и постигане на максимално ниво на свойства на еластична твърдост в готовите продукти.

Научна новост. Предложен е многокритериалният проблем за оптимизиране на процеса на вулканизация и прогнозиране на качеството на крайния продукт за решаване на обратния химичен проблем, като се използват методи за планиране на кинетични експерименти. Определянето на параметрите на процеса на вулканизация позволява ефективен контрол и регулиране в нестационарната зона

Работата е тествана на руски научни конференции в Москва (1999), Екатеринбург (1993), Воронеж (1996) и научно-технически конференции на VSTA 1993-2000.

Подобни дисертации по специалност "Технология и обработка на полимери и композити", 05.17.06 код ВАК

• Моделиране на неизотермична вулканизация на автомобилни гуми на базата на кинетичен модел 2009 г., кандидат на техническите науки Маркелов, Владимир Генадиевич

• Физикохимични основи и активиращи компоненти на полидиеновата вулканизация 2012 г., доктор на техническите науки Карманова, Олга Викторовна

• Шунгитът е нова съставка за каучукови смеси на базата на хлорирани еластомери 2011 г., кандидат на химическите науки Артамонова, Олга Андреевна

• Екологична оценка и методи за намаляване на емисиите на ускорители за сярна вулканизация на каучук при производството на каучукови изделия 2011 г., кандидат на химическите науки Закиева, Елмира Зиряковна

• Вулканизация на каучукови смеси с различни по вид и качество метални оксиди 1998 г., кандидат на техническите науки Пугач, Ирина Геннадиевна

Заключение на дисертацията на тема „Технология и обработка на полимери и композити”, Молчанов, Владимир Иванович

1. Схемата, описваща законите на сярната вулканизация на диенови каучуци, е теоретично и практически обоснована, въз основа на добавянето на известните уравнения на теорията на индукционния период с реакции на образуване, разрушаване на полисулфидни връзки и модификация на еластомерни макромолекули. Предложеният кинетичен модел ни позволява да опишем периодите: индукция, омрежване и обръщане на вулканизацията на каучуци на базата на изопренов и бутадиенов каучук и техните комбинации в присъствието на сяра и сулфенамиди, влиянието на температурата върху модулите на вулканизатите.

2. Константите на активиране и енергиите на всички етапи от процеса на вулканизация на сяра в предложения модел бяха изчислени чрез решаване на обратни кинетични задачи с помощта на метода на полиизотермите и беше отбелязано доброто им съответствие с литературните данни, получени с други методи. Подходящият избор на параметри на модела позволява да се опишат основните типове кинетични криви с него.

3. Въз основа на анализ на моделите на образуване и разрушаване на мрежа от напречни връзки е дадено описание на зависимостта на скоростта на процеса на вулканизация на еластомерни състави от състава на структуриращите системи.

4. Определени са параметрите на уравненията на предложената реакционна схема за описание на сярна вулканизация в присъствието на модификатора RU и хексол. Установено е, че с увеличаване на относителната концентрация на модификаторите се увеличава съдържанието и скоростта на образуване на стабилни напречни връзки. Използването на модификатори не оказва значително влияние върху образуването на полисулфидни връзки. Скоростта на разлагане на полисулфидните единици на вулканизационната мрежа не зависи от концентрацията на компонентите на структуриращата система.

5. Установено е, че зависимостите на въртящия момент, измерен с реометър и номиналното напрежение при малки удължения, от съотношението на полихлоропрен и бутадиен-стиренов каучук във вулканизирани еластомерни състави, заедно с металооксидни и серни вулканизиращи системи, не винаги могат да бъдат описана с гладка крива. Най-добрата оценка на зависимостта на условното напрежение от съотношението на фазите на каучуците в състава, получена при използване на Altax като ускорител, се описва чрез непрекъснато приближение. При средни стойности на обемни фазови съотношения (a = 0,2 - 0,8) се използва уравнението на Дейвис за взаимопроникващи полимерни мрежи. При концентрации под прага на просмукване (a = 0,11 - 0,19), ефективните модули на състава бяха изчислени с помощта на уравнението на Takayanagi въз основа на идеята за паралелно подреждане на анизотропни елементи на дисперсната фаза в матрицата.

6. Показано е, че цикличните тиокарбамидни производни увеличават броя на връзките на интерфейса на еластомерните фази, номиналното напрежение при удължаване на състава и променят характера на зависимостта на модула от съотношението на фазите в сравнение с алтакса. Най-добрата оценка на зависимостта на концентрацията на условното напрежение беше получена с помощта на логистична крива при ниски плътности на кръстосани връзки и логаритмична крива при високи.

8. Разработени са модулни програми за изчисляване на кинетични константи по предложените модели, изчисляване на температурни полета и степен на вулканизация в дебелостенни изделия. Разработеният софтуерен пакет ви позволява да извършвате изчисления на технологичните режими на вулканизация на етапа на проектиране на продукта и създаване на рецепти.

9. Разработени са методи за изчисляване на процесите на нагряване и вулканизация на многослойни каучукови изделия, като се използват изчислените кинетични константи на предложените кинетични модели на вулканизация.

Точността на съответствието между изчислените и експерименталните данни отговаря на изискванията.

Списък с литература за дисертационно изследване Кандидат на химическите науки Молчанов, Владимир Иванович, 2000 г

1. Догадкин Б.А., Донцов А.А., Шершнев В.А. Химия на еластомерите.1. М.: Химия, 1981.-376 с.

2. Донцов А.А. Процеси на структуриране на еластомери , - М.: Химия, 1978. - 288 с.

3. Кузмински А.С., Кавун С.М., Кирпичев В.П. Физико-химични основи за производство, обработка и използване на еластомери , - М.: Химия, 1976. - 368 с.

4. Шварц А.Г., Фроликова В.Г., Кавун С.М., Алексеева И.К. Химическа модификация на каучук // В колекция. научен произведения "Пневматични гуми от синтетичен каучук" - М.: ЦНИИТЕнефтехим.-1979.- С.90

5. Мухутдинов А. А. Модифициране на серни вулканизиращи системи и техните компоненти: Тема. преглед.-М .: ЦНИИТЕнефтехим.-1989.-48 с.

6. Hammett L. Основи на физическата органична химия.1. М.: Мир, 1972.- 534 с.

7. Hofmann V. Вулканизация и вулканизиращи агенти.-L.: Chemistry, 1968.-464 p.

8. Campbell R. N., Wise R. W. Вулканизация. Част 1. Съдбата на лечението

9. Система по време на сулферна вулканизация на естествен каучук, ускорена от бензотиазолови производни // Rubber Chem. и техн.-1964.-V. 37, N 3.- С. 635-649.

10. Донцов А.А., Шершнев В.А. Колоидно-химични характеристики на вулканизацията на еластомера. // Материали и технология за производство на каучук - М., 1984. Препринт A4930 (Международна конференция по каучук. Москва, 1984 г.)

11. Sheele W., Kerrutt G. Вулканизация на еластомери. 39.Вулканизация на

12. Естествен каучук и синтетичен каучук от Sulfer и Sulfenamide. II //Каучук Chem. и техн.-1965.- Т. 38, N 1.- С.176-188.

13. Кулезнев Б.Х. // Колоид, сп.- 1983.-Т.45.-N4.-C.627-635.

14. Morita E., Young E. J. // Rubber Chem. и ТехноЛ-1963.-V. 36, N 4.1. С. 834-856.

15. Ликин А.С. Изследване на влиянието на структурата на вулканизационната мрежа върху еластичните и якостни свойства на каучука // Colloid magazine.-1964.-T.XXU1.-M6.-P.697-704.

16. Донцов А.А., Тарасова З.Н., Шершнев В.А. // Колоид, сп. 1973.-T.XXXV.- N2.-C.211-224.

17. Донцов А.А., Тарасова З.Н., Анфимов Б.Н., Ходжаева И.Д. //Док.

18. AN CCCP.-1973.-T.213.-N3.-C.653 656.

19. Донцов А.А., Лякина С.П., Добромислова А.Б. //Каучук и каучук.1976.-N6.-С.15-18.

20. Донцов А.А., Шершнев В.А. Колоидно-химични характеристики на вулканизацията на еластомера. // Журнал. всичко хим. обща сума тях. Д.И.Менделеев, 1986.-Т.XXXI.-N1.-С.65-68.

21. Мухутдинов А.А., Зеленова В.Н. Използване на вулканизираща система под формата на твърд разтвор. // Каучук и каучук. 1988.-N7.-С.28-34.

22. Мухутдинов А.А., Юловская В.Д., Шершнев В.А., Смолянинов С.А.

23. Относно възможността за намаляване на дозата на цинков оксид в състава на каучуковите смеси. // Пак там.- 1994.-N1.-C.15-18.

24. Campbell R. N., Wise R. W. Вулканизация. Част 2. Съдба на системата за втвърдяване по време на сулферна вулканизация на естествен каучук, ускорена от бензотиазолови производни // Rubber Chem. и техн.-1964.- Т. 37, N 3.- С. 650-668.

25. Тарасов Д.В., Вишняков И.И., Гришин В.С. Взаимодействие на сулфенамидни ускорители със сяра при температурни условия, симулиращи режима на вулканизация. // Каучук и каучук. - 1991. - № 5. - C 39-40.

26. Гонтковская В.Т., Перегудов А.Н., Гордополова И.С. Решаване на обратни задачи на теорията на неизотермичните процеси с помощта на метода на експоненциалните множители / Математически методи в химическата кинетика - Новосибирск: Наук. сиб. отдел, 1990. С.121-136

27. Бътлър Дж., Фрикли Р.К. Влияние на влажността и съдържанието на вода върху поведението на втвърдяване на ускорени серни съединения на естествен каучук // Rubber Chem. и технол. 1992. - 65, N 2. - с. 374 - 384

28. Geiser M., McGill W. J. Тиурам-ускорена серна вулканизация. II. Образуването на активен сулфуриращ агент. // J. Appl. Polym. Sci. 1996. - 60, N3. - стр.425-430.

29. Bateman L. e.a. Химия и физика на подобни на каучук вещества / N.Y.: McLaren & Sons., 1963, - P. 449-561

30. Sheele W., Helberg J. Вулканизация на еластомери. 40.Вулканизация на

31. Естествен каучук и синтетичен каучук със сяра в присъствието на

32. Сулфенамиди. Ill //Rubber Chem. и техн.-1965.- Т. 38, N l.-P. 189-255

33. Gronski W., Hasenhinde H., Freund W., Wolff S. Изследвания с висока разделителна способност на твърдо състояние 13C NMR на структурата на омрежване в ускорен вулканизиран със сяра естествен каучук //Kautsch. und Gummi. Изкуство.-1991.- 44, No. 2.-C. 119-123

34. Чоран А.Й. Вулканизация. Част 5. Образуването на напречни връзки в системата: естествен каучук-сяра-MBT-цинков йон // Rubber Chem. и техн., 1964.- Т.37.- N3. -P.679-688.

35. Шершнев В.А. Относно някои аспекти на сярна вулканизация на полидиени // Каучук и каучук, 1992.-N3.-C. 17-20,

36. Чапман А.В. Влиянието на излишния цинков стеарат върху химията на серната вулканизация на естествен каучук // Phosph., Sulfer and Silicon and Relat. Елем.-1991.V.-58-59 No.l-4.-C.271-274.

37. Чоран А.Й. Вулканизация. Част 7. Кинетика на серна вулканизация на естествен каучук в присъствието на ускорители със забавено действие // Rubber Chem. и техн., 1965.-V.38.-N1.-P.l-13.

38. Kok S. M. Ефектите на комбинираните променливи върху процеса на реверсия при сярната вулканизация на естествен каучук. //Евро. Полум. Дж.", -1987, 23, № 8, 611-615

39. Krejsa M.R., Koenig J.L. CarbonCo NMR изследвания в твърдо състояние на еластомери XI.N-t-битил безтиазол сулфенамид ускорена серна вулканизация на цис-полиизопрен при 75 MHz // Rubber Chem. и Thecnol.-1993.- 66, Nl.-C.73-82

40. Кавун С.М., Подколозина М.М., Тарасова З.Н. // Високо молекулно тегло съед.-1968.- Т. 10.-N8.-C.2584-2587

41. Вулканизация на еластомери. / Ед. Alligera G., Sietuna I. -M .: Химия, 1967.-P.428.

42. Blackman E.J., McCall E.V. //Търкане. Chem. техн. -1970 г. -В. 43, N 3.1. С. 651-663.

43. Lager R. W. Повтарящи се вулканизати. I. Нов начин за изследване на механизма на вулканизация // Rubber Chem. и техн.- 1992. 65, N l.-C. 211-222

44. Nordsiek K.N. Микроструктура и реверсия на каучук. "Rubber 87: Int. Rubber Conf., Harrogate, 1-5 юни 1987 г. Pap." Лондон, 1987, 15A/1-15A/10

45. Гончарова J.T., Shvarts A.G. Общи принципи на създаване на каучук за интензифициране на производствените процеси на гуми.// Сб. научен работи Пневматични гуми от синтетичен каучук - М.-ЦНИИТЕнефтехим.-1979. С.128-142.

46. ​​​​Анализ на Yang Qifa на кинетиката на вулканизацията на бутилкаучук.// Hesheng xiangjiao gongye = China Synth. Каучук Ind. 1993.- 16, № 5. стр.283 -288.

47. Ding R., Леонов A. J., Coran A.Y. Изследване на кинетиката на вулканизацията на съединението SBR с ускорена сяра /// Rubb. Chem. и технол. 1996. 69, N1. - С.81-91.

48. Ding R., Leonov A. Y. Кинетичен модел за ускорена със сяра вулканизация на смес от естествен каучук // J. Appl. Polym. Sci. -1996. 61, 3. - стр. 455-463.

49. Аронович Ф.Д. Влиянието на характеристиките на вулканизацията върху надеждността на режимите на интензифицирана вулканизация на дебелостенни продукти // Каучук и каучук.-1993.-N2.-P.42-46.

50. Piotrovsky K.B., Тарасова Z.N. Стареене и стабилизиране на синтетични каучуци и вулканизати.-М .: Химия, 1980.-264 с.

51. Palm V.A. Основи на количествената теория на органичните реакции1. Л.-Химия.-1977.-360 с.

52. Tutorsky I.A., Потапов E.E., Сахарова E.V. Изследване на механизма на взаимодействие на полихлоропрен с молекулни комплекси на диоксифеноли и хексаметилентетрамин. //

53. Материали и технология за производство на каучук - Киев, 1978 г. Препринт А18 (Международна конференция по каучук и каучук. М.: 1978 г.)

54. Tutorsky I.A., Potapov E.E., Shvarts A.G., Модифициране на каучуци със съединения на двуатомни феноли // Tem. преглед. М.: ЦНИИТЕ нефтехим, 1976.-82 с.

55. Кравцов Е.И., Шершнев В.А., Юловская В.Д., Мирошников Ю.П.// Колоид. сп.-1987.-Т.49ХХХ.-М.-5.-С.1009-1012.

56. Tutorsky I.A., Потапов E.E., Shvarts A.G. Химическа модификация на еластомери М.-Химия 1993 304 стр.

57. В.А. Шершнев, А.Г. Шварц, Л.И. Разговор. Оптимизиране на свойствата на каучуци, съдържащи хексахлорпараксилен и магнезиев оксид във вулканизиращата група // Каучук и каучук, 1974, N1, стр. 13-16.

58. Чавчич Т.А., Богуславски Д.Б., Бородушкина Х.Н., Швыдкая Н.П. Ефективност на използването на вулканизиращи системи, съдържащи алкилфенолформалдехидна смола и сяра // Каучук и каучук. -1985.-N8.-C.24-28.

59. Петрова С.Б., Гончарова Л.Т., Шварц А.Г. Влияние на естеството на вулканизиращата система и температурата на вулканизация върху структурата и свойствата на вулканизатите SKI-3 // Каучук и каучук, 1975.-N5.-P.12-16.

60. Шершнев V.A., Соколова JI.B. Характеристики на вулканизация на каучук с хексахлоро-параксилол в присъствието на тиокарбамид и метални оксиди.//Каучук и каучук, 1974, N4, стр. 13-16

61. Krasheninnikov N.A., Prashkina A.S., Feldshtein M.S. Високотемпературна вулканизация на ненаситени каучуци с малеимидни тио производни // Kauchuk and Rubber, 1974, N12, стр. 16-21

62. Блок Г.А. Органични ускорители на вулканизация и вулканизиращи системи за еластомери.-Jl.: Chemistry.-1978.-240 p.

63. Зуев Н.П., Андреев В.С., Гридунов И.Т., Унковски Б.В. Ефективност на циклични производни на тиокарбамид в покривната гума на пътнически гуми с бяла странична стена //. "Производство на гуми RTI и ATI", М., ЦНИИТЕнефтехим, 1973.-№ 6 С. 5-8

64. Кемперман Т. // Kautsch, und Gummi. Runsts.-1967.-V.20.-N3.-P.126137

65. Донская М. М., Гридунов И. Т. Цикличните тиокарбамидни производни са многофункционални съставки на каучукови смеси // Каучук и каучук - 1980.-N6.- P.25-28.; Гридунов И.Т., Донская М.М., //Изв. университети Химическа серия и хим. техн., -1969. Т.12, стр.842-844.

66. Мозолис В.В., Йокубайтите С.П. Синтез на N-заместени тиокарбамиди // Напредък в химията Т. XLIL-бр. 7,- 1973.-С. 1310-1324.

67. Burke J. Синтез на тетрахидро-5-заместени-2(1)-s-триазони // Jörn, of American Chem. Общество/-1947.- Т. 69.- N9.-С.2136-2137.

68. Гридунов И.Т., и др., // Каучук и каучук.- 1969.-N3.-P.10-12.

69. Потапов A.M., Гридунов I.T. // Учен зап. МИТТ им. М.В. Ломоносов, - М. - 1971. - Т. 1. - брой 3, - С. 178-182.

70. Потапов A.M., Гридунов I.T., и др // Пак там - 1971.-T.1.-бр.Z,-S. 183-186.

71. Кучевски В.В., Гридунов И.Т. //Изв. университети Химическа серия и химична технология, -1976г. Т. 19, - брой-1.-С. 123-125.

72. Потапов А. М., Гридунов И. Т. и др. // Пак там - 1971.-Т.1.-бр.Z,-С.183-186.

73. Потапов А. М., Гридунов И. Т. и др. // В кн. Химия и химическа технология , - М. - 1972. - С.254-256.

74. Кучевски В.В., Гридунов И.Т. // Учен зап. МИТТ им. М.В. Ломоносов, - М. - 1972.-Т.2.-бр.1,-С.58-61

75. Казакова Е.Х., Донская М.М. ,Гридунов И.Т. // Учен зап. MITHTim. М.В. Ломоносов, - М. - 1976. - Т. 6. - С. 119-123.

76. Кемперман Т. Химия и технология на полимерите.- 1963. -N6.-P.-27-56.

77. Кучевски В.В., Гридунов И.Т. //Каучук и гума.- 1973.- N10.-С.19-21.

78. Борзенкова А.Я., Симоненкова Л.Б. // Каучук и каучук.-1967.-N9.-С.24-25.

79. Andrews L., Kiefer R. Молекулярни комплекси в органичната химия: превод. от английски М.: Мир, 1967.- 208 с.

80. Татаринова Е.Л., Гридунов И.Т., Федоров А.Г., Унковски Б.В., Изпитване на каучук на базата на SKN-26 с нов ускорител на вулканизация пиримидин тион-2. // Производство на гуми, каучукови изделия и ATI. М.-1977.-N1.-С.3-5.

81. Зуев Н.П., Андреев В.С., Гридунов И.Т., Унковски Б.В. Ефективност на циклични производни на тиокарбамид в покривната гума на пътнически гуми с бяла странична стена //. "Производство на гуми RTI и ATI", М., ЦНИИТЕнефтехим, 1973.-№ 6 С. 5-8

82. Болотин А.Б., Киро З.Б., Пипирайте П.П., Симаненкова Л.Б. Електронна структура и реактивност на производни на етилентиокарбамид // Каучук и каучук.-1988.-N11-P.22-25.

83. Кулезнев V.N. Смеси от полимери - М.: Химия, 1980. - 304 е.;

84. Тагер А.А. Физикохимия на полимерите. М.: Химия, 1978. -544 с.

85. Нестеров А.Е., Липатов Ю.С. Термодинамика на разтвори и смеси от полимери.-Киев. Наукова дума, 1980.-260 с.

86. Нестеров A.E. Наръчник по физикохимия на полимерите. Свойства на разтвори и смеси от полимери. Киев. : Наукова думка, 1984.-Т. 1.-374 с.

87. Захаров Н.Д., Леднев Ю.Н., Нитенкирхен Ю.Н., Кулезнев В.Н. За ролково-колоидно-химичните фактори при създаването на двуфазни смеси от еластомери // Каучук и каучук.-1976.-N1.-S. 15-20.

88. Липатов Ю.С. Колоидна химия на полимерите.-Киев: Наукова думка, 1980.-260 с.

89. Schwartz A.G., Dinsburg B.N. Комбинация от каучук с пластмаси и синтетични смоли.-М .: Химия, 1972.-224 с.

90. McDonell E., Berenoul K., Endries J. В книгата: Полимерни смеси./Ed. D. Paul, S. Newman.-M.: Mir, 1981.-T.2.-S. 280-311 .

91. Лий Б.Л., Сингълтън Ч. // J. Makromol.Sci.- 1983-84.- V. 22B.-N5-6.-P.665-691.

92. Липатов Ю.С. Междуфазови явления в полимери.-Киев: Наукова думка, 1980.-260 с.

93. Шутилин Ю.Ф. За релаксационно-кинетичните особености на структурата и свойствата на еластомерите и техните смеси. // Високо молекулно тегло връзка-1987.-T.29A.-N8.-C. 1614-1619.

94. Ougizawa T., Inowe T., Kammer H.W. // Macromol.- 1985.-V.18.- N10.1. Р.2089-2092.

95. Хашимото Т., Цумитани Т. // Междун. Rubber Conf.-Kyoto.-Oct.15-18,1985.-V.l.-P.550-553.

96. Takagi Y., Ougizawa T., Inowe T.//Polimer.-1987.-V. 28. -Nl.-P.103-108.

97. Чалих А.Е., Сапожникова Н.Н. // Напредък в химията.- 1984.- T.53.- N11.1. стр. 1827-1851.

98. Saboro Akiyama//Shikuzai Kekaishi.-1982.-T.55-Y.-S.165-175.

100. Липатов Ю.С. // Механика на композитите. мат.-1983.-Ю.-С.499-509.

101. Древал В.Е., Малкин А.Я., Ботвиник Г.О. // Йорн. Polymer Sei., Polymer Phys. Изд.-1973.-V.l 1.-P.1055.

102. Mastromatteo R.P., Mitchel J.M., Brett T.J. Нови ускорители за изпразване на EPDM//Rubber Chem. и техн.-1971.-V. 44, N 4.-P. 10651079.

103. Hoffmann W., Verschut C. // Kautsch, und Gummi. Runsts.-1982.-V.35.-N2.-P.95-107.

104. Шершнев Б.А., Пестов С.С. // Каучук и каучук.-1979.-N9.-S. 11-19.

105. Пестов С.С., Кулезнев В.Н., Шершнев В.А. // Colloid.journal.-1978.-T.40.-N4.-P.705-710.

106. Hoffmann W., Verschut S. // Kautsch, und Gummi. Runsts.-1982.-V.35.-N2.-P.95-107.

107. Шутилин Ю.Ф. // Високо молекулно тегло coefl.-1982.-T.24B.-N6.-C.444-445.

108. Шутилин Ю.Ф. // Пак там.-1981.-Т.23Б.-Ш0.-С.780-783.

109. Manabe S., Murakami M. // Intern. J. Polim. Матер.-1981.-В.л.- N1.-С.47-73.

110. Chalykh A.E., Avdeev N.N. // Високо молекулно тегло. съедин.-1985.-Т.27А. -N12.-P.2467-2473.

111. Носников А.Ф. Въпроси на химията и химичната технология.-Харков.-1984.-N76.-P.74-77.

112. Zapp P.JI. Образуване на връзки на границата между различни еластомерни фази // В книгата: Многокомпонентни полимерни системи - М.: Химия, 1974. - С. 114-129.

113. Лукомская А.И. Изследване на кинетиката на неизотермична вулканизация: Тем. преглед.-М. .ЦНИИТЕнефтехим.-1985.-56 с.

114. Лукомская А.И. в сборника с научни трудове на Научноизследователския институт по корабоплаване „Моделиране на механичното и топлинно поведение на гумено-кордни елементи на пневматични гуми в производството“. М., ЦНИИТЕнефтехим, 1982, стр. 3-12.

115. Лукомская А.И., Шаховец С.Е., // Каучук и каучук - 1983. - N5, - С. 16-18.

116. Лукомская А.И., Минаев Н.Т., Кеперша Л.М., Милкова Е.М. Оценка на степента на вулканизация на каучук в изделия, Тематичен преглед. Серия "Производство на гуми", М., ЦНИИТЕнефтехим, 1972.-67 с.

117. Лукомская А.И., Баденков П.Ф., Кепърша Л.М. Изчисления и прогнозиране на режимите на вулканизация на каучукови изделия., М.: Химия, 1978.-280p.

118. Машков А.Б., Шиповски И.Я. Към изчисляването на температурните полета и степента на вулканизация в каучукови изделия с помощта на метода на моделната правоъгълна площ // Каучук и каучук.-1992.-N1.-S. 18-20.

119. Борисевич Г.М., Лукомская А.И., Изследване на възможността за повишаване на точността на изчисляване на температурите във вулканизирани гуми // Каучук и каучук - 1974.-N2,-P.26-29.

120. Пороцки В.Г., Савелиев В.В., Точилова Т.Г., Милкова Е.М. Изчислителен дизайн и оптимизация на процеса на вулканизация на гумата. //Каучук и каучук.- 1993.- N4,-С.36-39.

121. Пороцки В. Г., Власов Г. Я. Моделиране и автоматизация на процесите на вулканизация в производството на гуми. //Каучук и каучук.- 1995.- N2,-S. 17-20.

122. Верне Ш.М. Контрол на производствения процес и неговото моделиране // Материали и технология за производство на каучук - М.-1984. Препринт C75 (Международна конференция по каучук и каучук. Москва, 1984 г.)

123. Lager R. W. Повтарящи се вулканизати. I. Нов начин за изследване на механизма на вулканизация // Rubber Chem. и техн.- 1992. 65, N l.-C. 211-222

124. Журавлев В. К. Изграждане на експериментални формално-кинетични модели на процеса на вулканизация. // Каучук и каучук.-1984.- No 1.-С.11-13.

125. Sullivan A.B., Hann C.J., Kuhls G.H. Химия на вулканизацията. Състави на Sulfer, N-t-бутил-2-бензотиазол сулфенамид, изследвани чрез високоефективна течна хроматография. // Rubber Chem.and Technol. -1992. 65, N 2.-C. 488 - 502

126. Simon Peter, Kucma Anton, Prekop Stefan Kineticka analyza vulranizacie gumarenskych zmesi pomocou dynamickej vykonovej kalorimetrie // Plasty a kauc. 1997. - 3-4, 4. - с. 103-109.

127. Таблици на експериментални планове за факториални и полиномиални модели - М.: Металургия, 1982.-С.752

128. Налимов В.В., Голикова Т.Н., Логически основи за планиране на експеримент. М.: Металургия, 1981. С. 152

129. Himmelblau D. Анализ на процеси с помощта на статистически методи. -М.:Мир, 1973.-С.960

130. Савил В., Уотсън А.А. Структурна характеристика на вулканизирана със сяра гумена мрежа. // Rubber Chem. и технол. 1967. - 40, N 1. - С. 100 - 148

131. Пестов С.С., Шершнев В.А., Габибулаев И.Д., Соболев В.С. Относно оценката на плътността на пространствената мрежа от вулканизати на каучукови смеси // Каучук и каучук.-1988.-N2.-C. 10-13.

132. Ускорен метод за определяне на междумолекулно взаимодействие в модифицирани еластомерни състави / Sedykh V.A., Molchanov V.I. // Информирам. лист. Воронеж CSTI, № 152(41)-99. -Воронеж, 1999. С. 1-3.

133. Биков В.И. Моделиране на критични явления в химичната кинетика.- М. Наука.:, 1988.

134. Молчанов В.И., Шутилин Ю.Ф. Относно методологията за оценка на активността на ускорителите на вулканизация // Шеста руска научно-практическа конференция на каучуковите работници "Суровини и материали за каучуковата промишленост. От материали до продукти. Москва, 1999.-С.112-114.

135. А.А. Левицки, С.А. Лосев, В.Н. Макаров Проблеми на химическата кинетика в автоматизираната научноизследователска система на Авогадро. в сборника с научни трудове Математически методи в химичната кинетика. Новосибирск: Наука. сиб. отдел, 1990г.

136. Молчанов В.И., Шутилин Ю.Ф., Зуева С.Б. Моделиране на вулканизацията с цел оптимизиране и контрол на състава на каучуковите смеси // Материали на XXXIV научна конференция за 1994 г. ВГТА Воронеж, 1994- С.91.

137. Е.А. Кулик, М.Р. Kaljurand, M.N. Коел. Приложение на компютри в газовата хроматография , - М.: Наука, 1978. - 127 с.

138. Денисов Е.Т. Кинетика на хомогенни химична реакция. -М.: По-високо. училище, 1988.- 391 с.

139. Hairer E., Nersett S., Wanner G. Решение на обикновени диференциални уравнения. Нетвърди задачи /Прев. от англ.-М.: Мир, 1990.-512 с.

140. Новиков Е.А. Числени методи за решаване на диференциални уравнения на химическата кинетика / Математически методи в химическата кинетика - Новосибирск: Наук. сиб. отдел, 1990. С.53-68

141. Молчанов В.И. Изследване на критични явления в ковулканизирани еластомери // Материали на XXXVI научна конференция за 1997 г.: В 2 часа VGTA. Воронеж, 1998. 4.1. стр. 43.

142. Молчанов В.И., Шутилин Ю.Ф. Обратна задача на кинетиката на структуриращите смеси от еластомери // Всеруска научна и практическа конференция "Физични и химични основи на хранително-вкусовата промишленост" - Воронеж, 1996 г. С.46.

143. Белова Ж.В., Молчанов В.И. Характеристики на структурирането на каучуци на базата на ненаситени каучуци // Проблеми на теоретичната и експериментална химия; Резюме. отчет III Всеруски шпилка научен конф. Екатеринбург, 1993 г. - С. 140.

144. Молчанов В.И., Шутилин Ю.Ф. Кинетика на вулканизация на каучукови смеси на базата на хетерополярни каучуци // Материали на XXXIII докладна научна конференция за 1993 г., VTI Voronezh, 1994-P.87.

145. Молчанов V.I., Kotyrev S.P., Sedykh V.A. Моделиране на неизотермична вулканизация на масивни проби от каучук // Материали на XXXVIII юбилейна научна конференция за 1999 г.: в 3 часа VGTA. Воронеж, 2000. 4.2 С. 169.

146. Молчанов В.И., Седих В.А., Потапова Н.В. Моделиране на образуването и разрушаването на еластомерни мрежи // Материали на XXXV докладна научна конференция за 1996 г.: В 2 часа / VGTA. Воронеж, 1997. 4.1. стр.116.

Моля, имайте предвид, че научните текстове, представени по-горе, са публикувани само за информационни цели и са получени чрез разпознаване на текст на оригинална дисертация (OCR). Следователно те могат да съдържат грешки, свързани с несъвършени алгоритми за разпознаване. В PDF файловете на дисертациите и резюметата, които предоставяме, няма такива грешки.

Основни методи за вулканизация на каучук. За осъществяване на основния химичен процес на каучуковата технология - вулканизация - се използват вулканизиращи агенти. Химията на процеса на вулканизация се състои в образуването на пространствена мрежа, включваща линейни или разклонени каучукови макромолекули и напречни връзки. Технологично вулканизацията се състои в обработка на каучуковата смес при температури от нормални до 220˚C под налягане и по-рядко без него.

В повечето случаи индустриалната вулканизация се извършва с помощта на вулканизиращи системи, които включват вулканизиращ агент, ускорители и вулканизационни активатори и допринасят за по-ефективен процес на формиране на пространствена мрежа.

Химическото взаимодействие между каучука и вулканизиращия агент се определя от химическата активност на каучука, т.е. степента на ненаситеност на неговите вериги, наличието на функционални групи.

Химическата активност на ненаситените каучуци се дължи на наличието на двойни връзки в основната верига и повишената подвижност на водородните атоми в α-метиленовите групи, съседни на двойната връзка. Следователно ненаситените каучуци могат да бъдат вулканизирани с всички съединения, които реагират с двойната връзка и нейните съседни групи.

Основният вулканизиращ агент за ненаситени каучуци е сярата, която обикновено се използва като вулканизираща система във връзка с ускорители и техните активатори. В допълнение към сярата можете да използвате органични и неорганични пероксиди, алкилфенолформалдехидни смоли (APFR), диазосъединения и полихалидни съединения.

Химическата активност на наситените каучуци е значително по-ниска от активността на ненаситените каучуци, така че за вулканизация е необходимо да се използват вещества с висока реактивност, например различни пероксиди.

Вулканизацията на ненаситени и наситени каучуци може да се извърши не само в присъствието на химически вулканизиращи агенти, но и под въздействието на физически въздействия, които инициират химични трансформации. Това са високоенергийни лъчения (радиационна вулканизация), ултравиолетова радиация (фотовулканизация), продължително излагане на високи температури (термовулканизация), действието на ударни вълни и някои други източници.

Каучуците, които имат функционални групи, могат да бъдат вулканизирани в тези групи, като се използват вещества, които реагират с функционалните групи, за да образуват кръстосана връзка.

Основни принципи на процеса на вулканизация.Независимо от вида на гумата и използваната вулканизираща система, някои характерни промени в свойствата на материала настъпват по време на процеса на вулканизация:

Пластичността на каучуковата смес рязко намалява и се появява силата и еластичността на вулканизатите. По този начин якостта на суровата каучукова смес на базата на NC не надвишава 1,5 MPa, а якостта на вулканизирания материал е не по-малка от 25 MPa.

Химическата активност на каучука е значително намалена: в ненаситените каучуци броят на двойните връзки намалява, в наситените каучуци и каучуците с функционални групи броят на активните центрове намалява. Поради това се повишава устойчивостта на вулканизата към окислителни и други агресивни влияния.

Повишава се устойчивостта на вулканизирания материал на ниски и високи температури. Така НК се втвърдява при 0ºС и става лепкав при +100ºС, а вулканизатът запазва здравина и еластичност в температурния диапазон от –20 до +100ºС.

Този характер на изменение на свойствата на материала по време на вулканизация ясно показва протичането на структуриращи процеси, завършващи с образуването на триизмерна пространствена мрежа. За да може вулканизатът да запази своята еластичност, напречните връзки трябва да са достатъчно редки. Така, в случая на NC, термодинамичната гъвкавост на веригата се запазва, ако има една напречна връзка на 600 въглеродни атома от основната верига.

Процесът на вулканизация също се характеризира с някои общи модели на промени в свойствата в зависимост от времето на вулканизация при постоянна температура.

Тъй като вискозитетните свойства на смесите се променят най-съществено, ротационните вискозиметри на срязване, по-специално реометрите на Monsanto, се използват за изследване на кинетиката на вулканизацията. Тези устройства ви позволяват да изследвате процеса на вулканизация при температури от 100 до 200ºС за 12 - 360 минути с различни сили на срязване. Рекордерът на устройството записва зависимостта на въртящия момент от времето на вулканизация при постоянна температура, т.е. кинетична крива на вулканизация, която има S-образна форма и няколко участъка, съответстващи на етапите на процеса (фиг. 3).

Първият етап на вулканизация се нарича индукционен период, етап на изгаряне или етап на предвулканизация. На този етап каучуковата смес трябва да остане течна и да запълва добре цялата форма, поради което нейните свойства се характеризират с минималния момент на срязване M min (минимален вискозитет) и времето t s, през което моментът на срязване се увеличава с 2 единици в сравнение с минималния .

Продължителността на индукционния период зависи от активността на системата за вулканизация. Изборът на вулканизираща система с определена t s стойност се определя от теглото на продукта. По време на вулканизацията материалът първо се нагрява до температурата на вулканизация и поради ниската топлопроводимост на каучука, времето за нагряване е пропорционално на масата на продукта. Поради тази причина за вулканизация на продукти с голяма маса трябва да се избират вулканизиращи системи, които осигуряват достатъчно дълъг индукционен период, а за продукти с леко тегло- обратно.

Вторият етап се нарича основен период на вулканизация. В края на индукционния период активните частици се натрупват в масата на каучуковата смес, което води до бързо структуриране и съответно увеличаване на въртящия момент до определена максимална стойност M max. Завършването на втория етап обаче не се счита за времето за достигане на M max, а за времето t 90, съответстващо на M 90. Този момент се определя от формулата

M 90 =0,9 M + M min,

където M е разликата във въртящия момент (M = M max – M min).

Времето t 90 е оптимумът на вулканизацията, чиято стойност зависи от активността на вулканизиращата система. Наклонът на кривата в основния период характеризира скоростта на вулканизация.

Третият етап от процеса се нарича етап на повторна вулканизация, който в повечето случаи съответства на хоризонтален участък с постоянни свойства на кинетичната крива. Тази зона се нарича вулканизационно плато. Колкото по-широко е платото, толкова по-устойчива е сместа на свръхвулканизация.

Широчината на платото и по-нататъшното протичане на кривата зависят основно от химическа природакаучук. При ненаситените линейни каучуци, като NK и SKI-3, платото не е широко и тогава свойствата се влошават, т.е. спад в кривата (фиг. 3, крива А). Процесът на влошаване на свойствата на етапа на повторна вулканизация се нарича реверсия. Причината за реверсията е разрушаването не само на основните вериги, но и на образуваните напречни връзки под въздействието на висока температура.

В случай на наситени каучуци и ненаситени каучуци с разклонена структура (значителен брой двойни връзки в страничните 1,2-единици) в зоната на повторна вулканизация свойствата се променят леко, а в някои случаи дори се подобряват (фиг. 3, криви bИ V), тъй като термичното окисление на двойните връзки на страничните единици е придружено от допълнително структуриране.

Поведението на каучуковите смеси на етапа на свръхвулканизация е важно при производството на масивни продукти, особено автомобилни гуми, тъй като поради реверсия може да възникне свръхвулканизация на външните слоеве, докато вътрешните слоеве са недостатъчно вулканизирани. В този случай са необходими системи за вулканизация, които да осигурят дълъг индукционен период за равномерно нагряване на гумата, висока скорост в основния период и широко вулканизационно плато на етапа на повторна вулканизация.

3.2. Системи за вулканизиране на сяра за ненаситени каучуци

Свойства на сярата като вулканизиращ агент. Процесът на вулканизация на естествен каучук със сяра е открит през 1839 г. от C. Goodyear и независимо през 1843 г. от G. Gencock.

За вулканизация се използва естествена смляна сяра. Елементарната сяра има няколко кристални модификации, от които само  модификацията е частично разтворима в каучук. Именно тази модификация, която има точка на топене 112,7 ºC, се използва за вулканизация. Молекулите на -формата са осемчленен пръстен S 8 със средна енергия на активиране на разкъсване на пръстена E act = 247 kJ/mol.

Това е доста висока енергия и разделянето на серния пръстен се случва само при температури от 143ºC и по-високи. При температури под 150ºC настъпва хетеролитично или йонно разлагане на серния пръстен с образуването на съответния серен бийон, а при 150ºC и по-високо настъпва хомолитично (радикално) разлагане на S пръстена с образуването на серни бирадикали:

t150ºС S 8 →S + – S 6 – S – → S 8 +–

t150ºС S 8 →Sֹ–S 6 –Sֹ→S 8 ֹֹ.

Бирадикалите S 8 ·· лесно се разпадат на по-малки фрагменти: S 8 ֹֹ→S x ֹֹ + S 8 ֹֹ.

Получените серни биони и бирадикали след това взаимодействат с каучуковите макромолекули или при двойната връзка, или на мястото на α-метиленовия въглероден атом.

Серният пръстен може да се разпадне и при температури под 143ºС, ако в системата има активни частици (катиони, аниони, свободни радикали). Активирането се извършва по следната схема:

S 8 + A + → A – S – S 6 – S +

S 8 + B – → B – S – S 6 –

S 8 + R→R – S – S 6 – Sֹ.

Такива активни частици присъстват в каучуковата смес, когато се използват вулканизиращи системи с ускорители на вулканизация и техните активатори.

За превръщането на меката пластична гума в твърда еластична гума е достатъчно малко количество сяра - 0,10,15% тегл. Действителните дози на сярата обаче варират от 12,5 до 35 тегловни части. на 100 тегловни части каучук.

Сярата има ограничена разтворимост в каучука, така че дозировката на сярата определя формата, в която се разпределя в каучуковата смес. При действителни дози сярата е под формата на разтопени капчици, от повърхността на които серните молекули дифундират в гумената маса.

Приготвянето на каучуковата смес се извършва при повишени температури (100-140ºС), което повишава разтворимостта на сярата в каучука. Следователно, когато сместа се охлади, особено в случаите на високи дози, свободната сяра започва да дифундира върху повърхността на каучуковата смес с образуването на тънък филм или отлагане на сяра. Този процес се нарича избледняване или изпотяване в технологиите. Избледняването рядко намалява лепкавостта на детайлите и следователно, за да освежите повърхността на детайлите, те се третират с бензин преди монтажа. Това влошава условията на труд на монтажниците и повишава пожаро- и взривоопасността на производството.

Проблемът с избледняването е особено остър при производството на гуми със стоманен корд. В този случай, за да се увеличи силата на връзката между метал и каучук, дозата на S се увеличава до 5 тегловни части. За да се избегне избледняване в такива състави, трябва да се използва специална модификация - така наречената полимерна сяра. Това е -формата, която се образува, когато -формата се нагрее до 170ºC. При тази температура настъпва рязък скок във вискозитета на стопилката и се образува полимерна сяра Sn, където n е над 1000. В световната практика се използват различни модификации на полимерна сяра, известни под марката "Cristex".

Теории за сярна вулканизация.Изложени са химични и физични теории, за да се обясни процесът на вулканизация на сярата. През 1902 г. Вебер излага първата химическа теория за вулканизацията, елементи от която са оцелели и до днес. Чрез извличане на продукта от взаимодействието на NC със сяра, Weber установява, че част от въведената сяра не е извлечена. Тази част той нарече свързана, а освободената – свободна сяра. Сумата от количеството свързана и свободна сяра е равна на общото количество сяра, въведено в каучука: S общо = S свободна + S свързана. Вебер също въвежда концепцията за коефициент на вулканизация като съотношението на свързаната сяра към количеството каучук в каучуковата смес (A): K vulc = S връзка / A.

Вебер успява да изолира полисулфид (C 5 H 8 S) n като продукт от вътрешномолекулното добавяне на сяра при двойните връзки на изопреновите единици. Следователно теорията на Вебер не може да обясни увеличаването на якостта в резултат на вулканизацията.

През 1910 г. Осуалд ​​представя физическа теория за вулканизацията, която обяснява ефекта от вулканизацията чрез физическото адсорбционно взаимодействие между каучук и сяра. Според тази теория в каучуковата смес се образуват каучуково-серни комплекси, които взаимодействат помежду си и поради адсорбционни сили, което води до увеличаване на якостта на материала. Въпреки това, адсорбираната сяра трябва да бъде напълно извлечена от вулканизата, което не се наблюдава при реални условия и химическата теория на вулканизацията започва да преобладава във всички по-нататъшни изследвания.

Основното доказателство за химическата теория (мостовата теория) е следното:

Само ненаситените каучуци се вулканизират със сяра;

Сярата взаимодейства с молекулите на ненаситените каучуци, за да образува ковалентни напречни връзки (мостове) от различни видове, т.е. с образуването на свързана сяра, чието количество е пропорционално на ненаситеността на каучука;

Процесът на вулканизация е придружен от термичен ефект, пропорционален на количеството добавена сяра;

Вулканизацията има температурен коефициент приблизително 2, т.е. близък до температурния коефициент на химична реакция като цяло.

Увеличаването на якостта в резултат на сярна вулканизация се дължи на структурирането на системата, в резултат на което се образува триизмерна пространствена мрежа. Съществуващите системи за вулканизация със сяра правят възможно специфичното синтезиране на почти всеки тип кръстосана връзка, промяна на скоростта на вулканизация и крайната структура на вулканизата. Следователно сярата все още е най-популярният омрежващ агент за ненаситени каучуци.

Кузнецов A.S. 1, Корнюшко В.Ф. 2

1 аспирант, 2 доктор на техническите науки, професор, ръководител на катедрата по информационни системи в химичните технологии, Московски технологичен университет

ПРОЦЕСИ НА СМЕСВАНЕ И СТРУКТУРА НА ЕЛАСТОМЕРНИ СИСТЕМИ КАТО ОБЕКТИ НА УПРАВЛЕНИЕ В ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧНА СИСТЕМА

анотация

В статията, от гледна точка на системния анализ, се разглежда възможността за комбиниране на процесите на смесване и структуриране в единна химико-технологична система за производство на продукти от еластомери.

Ключови думи:смесване, структуриране, система, системен анализ, управление, контрол, химико-технологична система.

Кузнецов А. С. 1 , Корнушко V. Е. 2

1 аспирант, 2 докторанти по инженерство, професор, ръководител на катедрата по информационни системи в химичните технологии, Московски държавен университет

ПРОЦЕСИТЕ НА СМЕСВАНЕ И СТРУКТУРИРАНЕ КАТО ОБЕКТИ НА УПРАВЛЕНИЕ В ХИМИКО-ИНЖЕНЕРНАТА СИСТЕМА

Резюме

Статията описва възможността за комбиниране на базата на системен анализ на процесите на смесване и вулканизация в единна химико-инженерна система за получаване на еластомерни продукти.

Ключови думи:смесване, структуриране, система, системен анализ, насочване, управление, химико-инженерна система.

Въведение

Развитието на химическата промишленост е невъзможно без създаване на нови технологии, увеличаване на производството на продукти, въвеждане на ново оборудване, икономично използване на суровини и всички видове енергия, създаване на нискоотпадъчни производства.

Промишлените процеси протичат в сложни химико-технологични системи (ХТС), които представляват набор от устройства и машини, обединени в единен производствен комплекс за производство на продукти.

Съвременното производство на продукти от еластомери (производство на еластомерен композитен материал (ECM) или каучук) се характеризира с наличието на голям брой етапи и технологични операции, а именно: подготовка на каучук и съставки, претегляне на твърди и насипни материали, смесване каучук със съставки, формоване на сурова каучукова смес - полуготов продукт и всъщност самият процес на пространствено структуриране (вулканизация) на каучуковата смес - заготовка за получаване на готов продукт с набор от определени свойства.

Всички процеси за производство на продукти, изработени от еластомери, са тясно свързани помежду си, така че е необходимо стриктно спазване на всички установени технологични параметри, за да се получат продукти с подходящо качество. Производството на стандартни продукти се улеснява чрез използването на различни методи за контрол на основните технологични количества в производството в централни заводски лаборатории (ЦЗЛ).

Сложността и многоетапността на процеса на производство на продукти от еластомери и необходимостта от контрол на основните технологични показатели предполагат разглеждането на процеса на производство на продукти от еластомери като сложна химико-технологична система, която включва всички технологични етапи и операции, елементи на анализ на основните етапи на процеса, тяхното управление и контрол.

1. Обща характеристика на процесите на смесване и структуриране

Производството на готови продукти (продукти с набор от определени свойства) се предшества от два основни технологични процеса на системата за производство на продукти от еластомери, а именно: процесът на смесване и всъщност вулканизацията на суровата каучукова смес. Контролът на спазването на технологичните параметри на тези процеси е задължителна процедура, за да се гарантира, че продуктите са с подходящо качество, интензифициране на производството и предотвратяване на образуването на дефекти.

В началния етап има гума - полимерна основа и различни съставки. След окачването на гумата и съставките започва процесът на смесване. Процесът на смесване представлява смилане на съставките и се свежда до по-равномерното им разпределение в каучука и по-добро диспергиране.

Процесът на смесване се извършва на ролки или в гумен миксер. В резултат на това получаваме полуготов продукт - сурова каучукова смес - междинен продукт, който впоследствие се подлага на вулканизация (структуриране). На етапа на суровата каучукова смес се контролира равномерността на смесване, проверява се съставът на сместа и се оценява нейната вулканизираща способност.

Еднородността на смесването се проверява чрез индекса на пластичност на каучуковата смес. Пробите се вземат от различни области на каучуковата смес и се определя индексът на пластичност на сместа, за различните проби той трябва да бъде приблизително еднакъв. Пластичността на сместа P трябва в границите на грешката да съвпада с тази, посочена в паспорта на рецептата за конкретна каучукова смес.

Вулканизиращата способност на сместа се тества с помощта на вибрационни реометри с различни конфигурации. Реометърът в този случай е обект за физическо моделиране на процеса на структуриране на еластомерни системи.

В резултат на вулканизацията се получава готов продукт (каучук, еластомерен композитен материал) Така че каучукът е сложна многокомпонентна система (фиг. 1.)

Ориз. 1 – Състав на еластомерния материал

Процесът на структуриране е химичен процес на превръщане на сурова пластмасова каучукова смес в еластична гума поради образуването на пространствена мрежа от химични връзки, както и технологичен процес за получаване на продукт, каучук, еластомерен композитен материал чрез фиксиране на необходимата форма за осигуряване на необходимата функция на продукта.

1. Изграждане на модел на химикотехнологична система
   производство на еластомерни продукти

Всяко химическо производство е последователност от три основни операции: подготовка на суровините, самата химическа трансформация и изолиране на целевите продукти. Тази последователност от операции е въплътена в единна сложна химико-технологична система (ХТС). Съвременното химическо предприятие се състои от голям брой взаимосвързани подсистеми, между които съществуват връзки на подчинение под формата на йерархична структура с три основни стъпки (фиг. 2). Производството на еластомери не е изключение, а продукцията е готов продукт с определени свойства.

Ориз. 2 – Подсистеми на химико-технологичната система за производство на еластомерни изделия

В основата на изграждането на такава система, както всяка химико-технологична система от производствени процеси, е системният подход. Системната гледна точка върху отделен типичен процес на химичната технология ни позволява да разработим научно обоснована стратегия за цялостен анализ на процеса и на тази основа да изградим обширна програма за синтез на неговото математическо описание за осъществяване на управление програми в бъдеще.

Тази схема е пример за химико-технологична система с последователно свързване на елементи. Според приетата класификация най-малкото ниво е стандартният процес.

В случай на производство на еластомер, такива процеси се считат за отделни производствени етапи: процесът на претегляне на съставките, рязане на каучук, смесване на ролки или в гумен смесител, пространствено структуриране в апарат за вулканизация.

Следващото ниво е представено от работилницата. За производството на еластомери може да се представи като състоящ се от подсистеми за доставка и подготовка на суровини, блок за смесване и получаване на полуфабрикат, както и краен блок за структуриране и идентифициране на дефекти.

Именно на това ниво се изпълняват основните производствени задачи за осигуряване на необходимото ниво на качество на крайния продукт, интензифициране на технологичните процеси, анализиране и контрол на процесите на смесване и структуриране, предотвратяване на дефекти.

1. Избор на основни параметри за наблюдение и управление на технологичните процеси на смесване и структуриране

Процесът на структуриране е химичен процес на превръщане на сурова пластмасова каучукова смес в еластична гума поради образуването на пространствена мрежа от химични връзки, както и технологичен процес за получаване на продукт, каучук, еластомерен композитен материал чрез фиксиране на необходимата форма за осигуряване на необходимата функция на продукта.

В процесите на производство на продукти от еластомери контролираните параметри са: температура Tc при смесване и вулканизация Tv, налягане P при пресоване, време τ за обработка на сместа върху валци, както и време за вулканизация (оптимум) τtop.

Температурата на полуготовия продукт върху валците се измерва с иглена термодвойка или термодвойка със записващи устройства. Има и сензори за температура. Обикновено се управлява чрез промяна на потока охлаждаща вода към ролките чрез регулиране на клапана. В производството се използват регулатори на потока на охлаждащата вода.

Налягането се контролира с помощта на маслена помпа с монтиран датчик за налягане и съответния регулатор.

Параметрите за производство на сместа се установяват от ролката с помощта на контролни карти, които съдържат необходимите стойности на параметрите на процеса.

Контролът на качеството на полуфабриката (суровата смес) се извършва от специалисти от централната заводска лаборатория (ЦФЛ) на производителя съгласно паспорта на сместа. В този случай основният елемент за наблюдение на качеството на смесване и оценка на вулканизиращата способност на каучуковата смес са данните от вибрационната реометрия, както и анализът на реометричната крива, която е графично представяне на процеса и се счита за елемент за контрол и настройка на процеса на структуриране на еластомерни системи

Процедурата за оценка на вулканизационните характеристики се извършва от технолог, използвайки паспорта на сместа и бази данни от реометрични тестове на каучук.

Контролът за получаване на стандартен продукт - крайният етап - се извършва от специалисти от отдела за технически контрол на качеството на готовите продукти въз основа на данни от изпитване на техническите свойства на продукта.

При наблюдение на качеството на каучукова смес с определен състав има определен диапазон от стойности на показателите за свойства, при които се получават продукти с необходимите свойства.

Изводи:

1. Използването на систематичен подход при анализиране на производствените процеси на еластомерни продукти ни позволява най-пълно да проследим параметрите, отговорни за качеството на процеса на структуриране.
2. Основните задачи за осигуряване на необходимите показатели на технологичните процеси се поставят и решават на ниво цех.

Литература

1. Теория на системите и системен анализ в управлението на организации: Справочник ТЗ: Учеб. надбавка / Изд. В.Н. Волкова и А.А. Емелянова. – М.: Финанси и статистика, 2006. – 848 с.: ил. ISBN 5-279-02933-5
2. Холоднов В. А., Хартман К., Чепикова В. Н., Андреева В. П. Системен анализ и вземане на решения. Компютърни технологии за моделиране на химико-технологични системи с материално и термично рециклиране. [Текст]: учебник./ В.А. Холоднов, К. Хартман. Санкт Петербург: СПбГТИ (ТУ), 2006.-160 с.
3. Агаянц И.М., Кузнецов А.С., Овсянников Н.Я. Модификация на координатните оси при количествената интерпретация на реометричните криви - М.: Фини химически технологии, 2015, том 10 № 2, стр. 64-70.
4. Новаков I.A., Wolfson S.I., Novopoltseva O.M., Krakshin M.A. Реологични и вулканизационни свойства на еластомерни състави. – М.: МВЦ „Академкнига”, 2008. – 332 с.
5. Кузнецов A.S., Корнюшко V.F., Agayants I.M. \Реограмата като средство за управление на технологичния процес на структуриране на еластомерни системи \ М:. НХТ-2015 стр.143.
6. Кашкинова Ю.В. Количествена интерпретация на кинетични криви на процеса на вулканизация в системата за организиране на работното място на гумен технолог: резюме на дисертацията. дис. ...канд. техн. Sci. – Москва, 2005. – 24 с.
7. Чернишов В.Н. Теория на системите и системен анализ: учебник. надбавка / V.N. Чернишов, А.В. Чернишов. – Тамбов: Издателство Тамб. състояние техн. ун-т, 2008. – 96 с.

Препратки

1. Teoriya sistem i sistemnyj analiz v upravlenii organizaciyami: TZZ Справка: Учеб. posobie/Под ред. В.Н. Волковой и А.А. Емелянова. – М.: Финанси и статистика, 2006. – 848 с.: ил. ISBN 5-279-02933-5
2. Холоднов В.А., Хартман К., Чепикова В.Н., Андреева В.П.. Системен анализ и принятие решения. Komp’yuternye tehnologii modelirovaniya himiko-technologicheskih sistems s material’nymi i teplovymi reciklami. : учебное пособие./ В.А. Холоднов, К. Хартман. СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2006.-160 с.
3. Агаянц И.М., Кузнецов А.С., Овсянников Н.Я. Modifikaciya osej koordinat pri kolichestvennoj interpretacii reometricheskih krivyh – М.: Тонкие химические технологии 2015 g. T.10 No. 2, s64-70.
4. Новаков I.A., Vol’fson S.I., Novopol’ceva O.M., Krakshin M.A. Реологически и вулканизационни свойства на ехластомерните композиции. – М.: ИКЦ „Академкнига”, 2008. – 332 с.
5. Кузнецов A.S., Корнюшко V.F., Agayanc I.M. \Reogramma kak instrument upravleniya tehnologicheskim processom strukturirovaniya ehlastomernyh sistem \M:. НХТ-2015 с.143.
6. Кашкинова Ю.В. Kolichestvennaya interpretaciya kineticheskih krivyh processa vulkanizacii v sisteme organizacii rabochego mesta tehnologa – rezinshchika: avtoref. дис. ... канд. техн. наук. – Москва, 2005. – 24 с.
7. Чернишов В.Н. Теория на системата и системния анализ: учеб. пособие/В.Н. Чернишов, А.В. Чернишов. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. – 96 с.