- gumi kiválasztása,
- az összetevők kiválasztása és mennyisége,
- hogyan kell keverni,
- az alkalmazott öntési módszerek és
- a vulkanizálás
20 és 30 komponens között lehet felhasználni egy készítményt, amelynek változata, amellyel tulajdonságaik kombinálva megváltozhatnak, a gumitechnika egyik figyelemre méltóbb jellemzője. Általában a készítmény [1,2,3] -ból áll: (1) elasztomer bázis, (2) erősítőszerek, (3) folyamatsegítők, (4) lebomlást gátló anyagok és (5) vulkanizáló rendszer.
(1) Elasztomer bázis
A gumi kiválasztása elsősorban költségén, könnyű keverhetőségén és tulajdonságain alapul. Másrészt vannak különböző minőségű gumik [4], amelyek kiválasztásakor figyelembe kell venni azokat a körülményeket, amelyeknek kész alkatrészként ki lesz téve, például vegyi oldószereknek, magas hőmérsékletnek vagy rossz időjárás. Az 1. ábra néhány természetes és szintetikus kaucsukfajtát mutat be, amelyeket a gumiiparban használnak.
(2) Erősítő szerek
A töltőanyag kiválasztásakor [9,10] a következőket veszik figyelembe: a részecskeméretet, a felületet, a szerkezetet és a felületi aktivitást. A 2. ábra bemutatja bizonyos erősítőszerek osztályozását a szemcseméret tekintetében, az 1. táblázat pedig a legtöbb töltőanyag sűrűségét mutatja.
(3) Folyamatsegédanyagok
Peptizerek - Főként természetes kaucsukban használják [12] a gumi rágási hatékonyságának növelése és a molekuláris lebontás sebességének növelése érdekében, elkerülve a szabad gyökök képződését, a keverés elején adják hozzá, mivel a kén gátolja működésüket, szintetikus kaucsuk nagy koncentrációjú peptideket igényel.
Az első alkalmazott peptidek aromás merkaptidok voltak. A kelátkomplexek, például a vas, a kobalt és a mangán nagyon hatékonyan csökkentik a viszkozitást, és 0,1-0,5 ppr koncentrációban alkalmazzák őket. A 3. táblázat néhány kereskedelmi forgalomban lévő peptidet határoz meg.
Semipeptizerek - Azért hívják őket, mert segítenek a természetes és szintetikus kaucsuk molekuláinak lebontásában, egyes esetekben megkönnyítik a keverést és a feldolgozást. Ezeket általában kénezett szerves komponensekkel és 0,82 - 1,23 g/cm3 sűrűségű ásványi olajokkal keverik. Általában folyékonyak, bár por alakúak is. 1-3 ppr koncentrációban, néha legfeljebb 5 ppr koncentrációban használják szivacsdarabokra.
Lágyítószerek - kis mennyiségben alkalmazzák, hogy megkönnyítsék a töltőanyagok beépülését, a vulkanizálás során megpuhítsák a gumipasztát és ezáltal megkönnyítsék a feldolgozást. A fő lágyítószereket a következőkből nyerik:
- Kőolaj (nafténes, aromás olaj, viasz, aszfalt)
- Fenyő (fenyőkátrány, gyanta)
- Szénkátrány (kőszénkátrányolaj, gyanta)
- Természetes olajok és zsírok (növényi vagy olvasztott olajok, zsírsavak)
- Szintetikus szerves vegyületek (észter típusú lágyítók, folyékony polimerek, szintetikus komponensek között)
Az lágyítót a következők segítségével választhatjuk ki: (a) a "polaritás és aromás aroma" kémiai szerkezete, amely meghatározza a gumival való kompatibilitás mértékét; (b) a molekulatömeg, szabályozza az anyag viszkozitását és (c) a kémiai reakcióképesség, amely lefedi az oxidáció katalitikus hatását.
A peroxid-vulkanizáló rendszerben is használják, tapadást biztosítanak a feldolgozás során, és polimerizálódnak a kikeményedés során, hozzájárulnak a keményedési szakasz nagy merevségéhez és gyorsulásához, részt vesznek a térhálósító reakcióban.
Zsírsavak és sók - Kis mennyiségben használják őket a kénes vulkanizálási rendszer részeként, a stebarinsav lágyítószerként is működik, elősegíti a korom és más töltőanyagok diszperzióját, és csökkenti a görgőkhöz való tapadás hajlamát is. Ugyanezen körülmények között cink-sztearátot használnak a stebársav és a cink-oxid helyett. Cink-laureaátot és nagy molekulatömegű cink-sókat néha alkalmaznak feldolgozási segédanyagként.
Olajok és töltőanyagok - A peptidekkel ellentétben a kőolajok fizikailag jobban hatnak, mint kémiailag, hatásuk nem függ a keverési hőmérséklettől, 5-10 ppr koncentrációtartományban alkalmazzák őket. A feldolgozás során lágyítószerként is működnek, csökkentve a viszkozitást és megkönnyítve a töltőanyag beépülését.
Kenőanyagok - A kőolajokat, amellett, hogy kenőanyagként alkalmazzák, töltőanyagként használják az alkatrész költségeinek csökkentése érdekében. Ezeket keverés közben beépíthetjük olyan gumikba, mint az SBR és az EPDM, amelyekbe kis mennyiségben adják a töltőanyagot, így a vulkanizálás során megpuhulnak. Ezeket a kenőanyagokat a következőkbe sorolják:
- Aromás olajok: jók a korom diszperziójának elősegítésére keverés közben, elszíneződési hatással bírnak, káros hatással vannak a hő- és ultraibolya sugárzással szembeni ellenálló képességre is.
- Paraffinolajok: kevésbé hatékonyak, mint feldolgozási segédanyagok, de jobb hatással vannak az öregedés, az elszíneződés vagy a hőstabilitás során. Alacsony hőmérsékleten jobban teljesít, mint aromás.
- Naftenikus olajok: hatásuk aromás és paraffinos olajok között van.
Hamis - A keverés során szabályozzák a gumi bordáját, jobb diszperziót és por alakú alkotórészek beépülését érik el, a természetes és szintetikus kaucsuk extrudálásakor technológiai segédanyagként használják, mivel jó minőségű szálat biztosítanak és megakadályozzák a deformációt a vulkanizálás során. Alkalmazási tartománya 5-30 ppr. Nagy koncentrációban nagyon puha részekben használják őket, például: nyomtató görgőkben, hogy elősegítsék a folyékony lágyító beépülését, valamint csökkentik a gumipasztában történő kivonás lehetőségét. Sokféle tényező létezik, például a sötét és az arany, ezeket első, második és harmadik fokozatba sorolják.
Coumarone gyanta - Lágyítószerként használják szintetikus kaucsukokban, hogy a hengerekhez tapadjanak. Megjelenésük viszkózus folyadéktól szilárd anyagig változik, folyadékok esetében színük sötétbarnától krémig változik, szilárd anyagokban pedig 65–110 ° C olvadáspont jellemzi.
Sztirol gyanták - 85% sztirolt tartalmaznak, erősítő hatásuk miatt ezeket a hőre lágyuló műanyagok elősegítőjeként használják, különösen nagy keménységű részeken. A gyanta jó diszperziójának biztosítása érdekében a keverési hőmérsékletnek 95 ° C-nál magasabbnak kell lennie. Néhány példát az 5. táblázat említ.
(4) Antidegradáció
Az antioxidánsokat primerre és szekunderre osztják. Az elsődlegesek feladata, hogy a szabad gyököket csapdába ejtsék, mielőtt azok reagálnak a gumival, szekunder aminokba és fenolokba sorolják őket, amelyek erősen reaktív hidrogénnel vannak helyettesítve. A 3. ábra az elsődleges antioxidánsok különböző kémiai szerkezetét mutatja.
A fenolos antioxidánsokat fehér darabokban használják, ahol az aminok nem megfelelőek a termékben bekövetkező elszíneződés és festés miatt. A fenolokat színes darabokra is felviszik, de a folt jelentős az aminok által kapotthoz képest. Az akadályozott fenolok hatékonyabbak, ugyanakkor drágábbak is. A merkaptoimidazolok és ditiopropionátok keverékének szinergetikus hatása van.
Antiozonánsokat alkalmaznak [16], hogy megakadályozzák a gumi felületének lebomlását ózon hatásának kitéve. Ennek elkerülése érdekében a darab felületén akadályt kell képezni. Az ózon jelen van a légkörben, amelyet a napfény és a környezetben található szennyező részecskék hatására alakít ki.
A lebomlási mechanizmus az ózon és a gumi kettős kötéseinek reakciójával kezdődik, így ózonidok képződnek, amelyek a kettős kötések megszakadásakor lebomlanak, és stressz hatására törés jelenik meg, ismétlődő reakcióként. Ha a gumi nincs stressz alatt, a kettős kötések képesek újrakombinálódni, fagy formájában mutatják be a számlát. A lebomlást befolyásoló tényezők:
1. Az összetevők teljes diszperziója, a rossz diszperzió felgyorsítja ezt a jelenséget
2. Idegen anyagok, fémes szennyeződések vagy por jelenléte felgyorsítja a kész alkatrész törését.
3. Az anyag öntés előtti hőmérséklete, az öntés előtt öregített nyersanyag csökkenti a törést.
A viaszok - viaszok [17,18] megvédik a gumit az idő előtti öregedést okozó környezetromlástól, és a gumi felületén egy filmet képeznek, amely megvédi az ózon támadásától, gátló hatást mutatva, amely az oldhatóságtól és a hőmérséklettől függ. Kétféle viasz létezik [19]: paraffinviasz és mikrokristályos viasz; ez utóbbi kevésbé hajlamos arra, hogy látható legyen a felszínen. Általában ajánlott a kettő keverése a maximális védelem érdekében az expozíciós hőmérsékletek széles tartományában. Előnyük, hogy olcsók, nem foltosak és nem befolyásolják a vulkanizációt.
5. Vulkanizációs rendszer
Vulkanizálással nő a húzófeszültség, a modulus, a keménység és a kopásállóság, és ennek következtében csökken a megnyúlás, a tartós összenyomódás és az oldhatóság. A szakítószilárdság és a szakítószilárdság optimális értéket mutat a térhálósodás mértéke által okozott változások miatt.
Túlzott térhálósítással merev termékeket kapunk, normál térhálósítással javul a feszültséggel és szakadással szembeni ellenállás, valamint a fáradtság. A gyenge térhálósítás oxidatív és termikus lebomlást biztosít alacsony tartós tömörítés mellett. A 8. táblázat a nyers és vulkanizált gumi tulajdonságait ismerteti.
Ez a gumikban a legelterjedtebb vulkanizálószer [21], amelynek szerkezete kettős kötésekből áll, mint a gumik esetében: természetes, sztirol-butadién (SBR), polibutadién, nitril, polikloroprén és poliizoprén. Oldhatatlan a gumiban, így vulkanizálás előtt a felületre vándorol, alacsony költségű és alacsony toxicitású, kompatibilis más adalékokkal.
Egy tipikus vulkanizáló rendszer kénből, fém-oxidból, például cink-oxidból, zsírsavból (a fém-oxid szolubilizálására) és egy vagy több szerves gyorsítóból áll. 1-3 ppr koncentrációban alkalmazzák, a vulkanizálási módszerek a következők lehetnek:
- Kén egyedül
- Hagyományos kén és gyorsítók
- Alacsony kéntartalom és gyorsítók
- Kéndonor rendszer
Aktivátorok - elősegítik a vulkanizálás sebességének növelését azáltal, hogy először reagálnak a gyorsítókkal, majd aktiválják a ként a vulkanizáció megindításához, ezek lehetnek szervesek, szervetlenek és fémesek. A leggyakoribb aktivátorok a cink-oxid kombinációja 2–4 ppr koncentrációban és a stebársav, amely 1-3 ppr között változhat; Ez utóbbi kenőanyagként csökkenti a viszkozitást a keverés során. Egyéb fémoxidokat, például ólmot, kadmiumot és néhány zsírsavat (például leburinsavat és propionsavat) használtak speciális célokra. Az 5. ábrán az aktivátorok hatása a kikeményedési vagy térhálósítási sebességre figyelhető meg, ami a nyomaték növekedésében tükröződik.
Ezen túlmenően ezek a jellemzők a gyorsító típusától vagy a köztük lévő kombinációtól függően változnak, például kénnel, gumitípussal és a készítmény összetevőivel.
A lassítóknak három osztálya van: az első olyan szerves savaknak felel meg, mint a szalicilsav, a maleinsav és a ftalinsavanhidrid; alkalmazásuk nem túl gyakori, és 2 ppr dózisban alkalmazzák őket. A második osztály a ciklohexiltioftalimid (Santogard PVI vagy CTP), amely nem befolyásolja a tulajdonságokat a vulkanizálás során, és nem okoz festődést vagy porozitást a termékben; egyik előnyük, hogy sokféle gumiban használhatók. A 8. ábra mutatja az ilyen típusú retarderek hatását. A harmadik osztály a szulfonamid.
Azok a gumik, amelyek molekulaszerkezetükben nem tartalmaznak kettős kötéseket, nem vulkanizálhatók kénnel, alternatív térhálósító szerre van szükségük, amely képes reagálni egy kötéssel, mert ilyen típusú gumikhoz peroxidok használhatók. Különleges esetekben fém-oxidokat vagy difunkciós vegyületeket használnak.
Peroxidok - ezek azok a szerek [26,27], amelyeket a kén után leggyakrabban használnak, hogy képesek legyenek:
- Térhálósítás különféle telítetlen és telített gumikkal
- Biztosítson hőstabilitást a térhálósodás során keletkező szén-szén kötésben
Peroxidok alkalmazásakor a vegyületek jobb hőöregedési tulajdonságokkal rendelkeznek, alacsony tartós tömörítéssel és alacsony hőmérsékleten jó rugalmassággal rendelkeznek. A kezelés és a tárolás során óvintézkedéseket kell tenni, mivel ezek veszélyes anyagok. Más nyersanyagokkal összehasonlítva kellemetlen szagot okoznak a vulkanizálás során, és más komponensekkel reagálnak, ezért az antioxidánsok használata ebben a rendszerben korlátozott.
Nem ajánlott oxigén jelenlétében használni őket, mivel a forró levegőben történő folyamatos vulkanizálás esetén ennek az az oka, hogy a gumilánc transzfergyöke oxidálódik, hidroperoxidokat képezve, amelyek felelősek a lebomlás megindulásáért.
A peroxid kikeményedési sebességét a hőmérséklet és a peroxidok típusa szabályozza, a 10. és 11. táblázatban azokat a gumikat határozzuk meg, amelyek keresztkötve lehetnek vagy nem.
A réz és a magnézium szervetlen sói ridegséget okozhatnak a gumitermékekben. A keményítés során az ólom reagálhat a pigmenttel, fehér vagy színes termékeket eredményezve; ezt csak 0,002% ólom felhasználásával lehet kiküszöbölni.
Térhálósítás aminokkal - a fluor-izomer-gumikat (FKM) és a poliakrilátokat (ACM) nem vulkanizálják kénnel, mivel kis mennyiségű reaktív monomert tartalmaznak, amely aminokkal reagál. A kén csak vulkanizációs késleltetőként adható hozzá.
Difunkcionális vegyületek - Bizonyos kétfunkciós alkatrészeket használnak a térhálósítás végrehajtására hidak kialakításával a gumiláncok között. Az ilyen típusú komponensek a következők: butil-kaucsukban p-kinon-dioximot alkalmaznak, amelyet p-dinitrizobenzollá oxidálva hidat képeznek a gumikettős kötésekkel; A nitrilkaucsukhoz használt epoxigyanta és a fenolgyanta vonatkozik a butilkumira és az EPDM-re is.
Hivatkozások
[2] Tecnologнa en Elastumeros, Grupo Hulero Mexicano A. C.
[3] Frederick R. Eirich, A gumi tudománya és technológiája, Academic Express New York San Francisco London, 1978
[4] J. R. Beatly és M. L. Studebaker, Rubber Age, 1975, 107, 8, 20-38.
[5] Gerard Kraus, Elastomerek megerősítése, Interscience Publishers, 1965, 491-511
[6] Bernhard Schwaiger és Anke Blume, Rubber World, 2000, 222, 1, 32-38.
[7] Dieter Berkemeier, Walter Haeder és Maik Rinker, Rubber World, 2001, 224, 4, 34-39
[8] Larry R. Evans és J. M. Huber, Rubber World, 2001, 224, 1, 18–21.
[9] C. M. Blow, Rubber Technology and Manufacture, Butterworths London, 1971
[10] Gary R. Hamed, Rubber Chemical and Technology, 2000, 73, 3, 524-533
[11] J. R. Beatty és M. L. Studebaker, Rubber Age, 1975, 107., 9., 39–44.
[12] Lars C. Larsen, Rubber World, 1997, 217, 3, 22–24
[13] Peter A Ciullo és Norman Hewitt, The Rubber Formulary, Noyes Publications Norwich New York, 1999
[14] Robert W. Layer és Robert P. Lattimer, Rubber Chemical and Technology, 1990, 63, 3, 425-450.
[15] S. A. Pushpa, P. Goonetilleke és N. C. Billingham, Rubber Chemistry and Technology, 1996, 69, 5, 885-896.
[16] Robert F. Ohm és R. T. Vanderbilt Co, Rubber World, 1993, 208, 5, 18–22.
[17] H. Michalak, Rubber Age, 1974., 106., 6., 40–41
[18] Sung Seen Cahi, J. Appl. Polym. Scie., 73, 13, 2587-2593, 1999
[19] P. I. Dimauro, H. L. Paris és M. A. Fath, Gumikémia és technológia, 1979, 52, 2, 973-985.
[20] Michael A. Fath, Rubber World, 1993, 209, 1, 22-25
[21] E. Koczorawska, B. Jurkowsko és B. Jurkowski, J. Appl. Polym. Sci., 69, 8, 1531-1536 (1998)
[22] Barlow Fred W., Gumikeverék: Alapelvek, anyagok és technikák, Marcel Dekker Inc., 1988
[23] Herbert Morawetz és Herman F. Mark, Gumikémia és technológia, 2000, 73, 3, 405-426.
[24] J. R. Beattly és M. L. Studebaker, Rubber Age, 1976., 108., 12., 37–36.
[25] Michael A. Fath, Rubber World, 1993, 209, 3, 17–20
[26] Arthur L. Barbour, Elastomerics, 1978, 110, 6, 23–27
[27] Peter R. Dluzneski, Rubber Chemistry and Technology, 2001, 74, 3, 451-492.
- Dietica Peru, ár, összetevők, vélemények - a legjobb hatékony fogyókúrás tabletták
- Hogyan mentalizálhatja magát a fogyás érdekében GQ Spain
- A Skyr egészséges tejtermék (de nem előnyösebb, mint más hasonló termékek)
- Hogyan lehet pszichés, hogy lefogy
- A Naprendszer abszolút hamarabb felbomlik, mint a gondolat - MDZ Online