Përcaktimi i kinetikës së vullkanizimit. Paketa softuerike për zgjidhjen e problemeve të modelimit matematik të procesit të vullkanizimit izotermik Lista e rekomanduar e disertacioneve

Kuznetsov A.S. 1, Kornyushko V.F. 2

1 student pasuniversitar, 2 doktor i Shkencave Teknike, Profesor, Drejtues i Departamentit të Sistemeve të Informacionit në Teknologjinë Kimike, Universiteti Teknologjik i Moskës

PROCESET E PËRZIERJES DHE STRUKTURA E SISTEMEVE ELASTOMER SI OBJEKTE KONTROLLIN NË NJË SISTEM KIMIKO-TEKNOLOGJIK

shënim

Në artikull, nga pikëpamja e analizës së sistemit, merret parasysh mundësia e kombinimit të proceseve të përzierjes dhe strukturimit në një sistem të vetëm kimiko-teknologjik për prodhimin e produkteve nga elastomerët.

Fjalë kyçe: përzierja, strukturimi, sistemi, analiza e sistemit, menaxhimi, kontrolli, sistemi teknologjik kimik.

Kuznetsov A. S. 1 , Kornushko V. F. 2

1 student pasuniversitar, 2 doktoraturë në inxhinieri, profesor, shef i departamentit të sistemeve informative në teknologjinë kimike, Universiteti Shtetëror i Moskës

PROCESET PËR PËRZIERJE DHE STRUKTURIM SI OBJEKTE KONTROLLIN NË SISTEMIN KIMIKO-INXHINJERIKE

Abstrakt

Artikulli përshkruan mundësinë e kombinimit në bazë të analizës së sistemit të proceseve të përzierjes dhe vullkanizimit në sistemin e unifikuar kimiko-inxhinierik të marrjes së produkteve të elastomerit.

Fjalë kyçe: përzierja, strukturimi, sistemi, analiza e sistemit, drejtimi, kontrolli, sistemi kimiko-inxhinierik.

Prezantimi

Zhvillimi i industrisë kimike është i pamundur pa krijimin e teknologjive të reja, rritjen e prodhimit të produktit, futjen e pajisjeve të reja, përdorimin ekonomik të lëndëve të para dhe të gjitha llojeve të energjisë dhe krijimin e industrive me pak mbetje.

Proceset industriale zhvillohen në sisteme komplekse kimiko-teknologjike (CTS), të cilat janë një grup pajisjesh dhe makinerish të kombinuara në një kompleks të vetëm prodhimi për prodhimin e produkteve.

Prodhimi modern i produkteve nga elastomerët (prodhimi i materialit të përbërë elastomerik (ECM), ose gome) karakterizohet nga prania e një numri të madh fazash dhe operacionesh teknologjike, përkatësisht: përgatitja e gomës dhe përbërësve, peshimi i materialeve të ngurta dhe pjesa më e madhe, përzierja. gome me përbërës, formimi i përzierjes së gomës së papërpunuar - produkt gjysëm i gatshëm dhe, në fakt, vetë procesi i strukturimit hapësinor (vulkanizimi) i përzierjes së gomës - një boshllëk për marrjen e një produkti të përfunduar me një sërë vetive të specifikuara.

Të gjitha proceset për prodhimin e produkteve të bëra nga elastomerët janë të ndërlidhura ngushtë, kështu që respektimi i rreptë me të gjithë parametrat e vendosur teknologjikë është i nevojshëm për të marrë produkte të cilësisë së duhur. Prodhimi i produkteve standarde lehtësohet nga përdorimi i metodave të ndryshme për monitorimin e sasive bazë teknologjike në prodhim në laboratorët e fabrikës qendrore (CPL).

Kompleksiteti dhe natyra shumëfazore e procesit të prodhimit të produkteve nga elastomerët dhe nevoja për të kontrolluar treguesit kryesorë teknologjikë nënkuptojnë marrjen në konsideratë të procesit të prodhimit të produkteve nga elastomerët si një sistem kompleks kimik-teknologjik që përfshin të gjitha fazat dhe operacionet teknologjike, elementet e analiza e fazave kryesore të procesit, menaxhimi dhe kontrolli i tyre.

Karakteristikat e përgjithshme të proceseve të përzierjes dhe strukturimit

Prodhimi i produkteve të gatshme (produkte me një grup të vetive të specifikuara) paraprihet nga dy procese kryesore teknologjike të sistemit për prodhimin e produkteve nga elastomerët, përkatësisht: procesi i përzierjes dhe, në fakt, vullkanizimi i përzierjes së gomës së papërpunuar. Monitorimi i pajtueshmërisë me parametrat teknologjikë të këtyre proceseve është një procedurë e detyrueshme për të siguruar që produktet të jenë të cilësisë së duhur, të intensifikojnë prodhimin dhe të parandalojnë formimin e defekteve.

Në fazën fillestare ka gome - një bazë polimer, dhe përbërës të ndryshëm. Pas varjes së gomës dhe përbërësve, fillon procesi i përzierjes. Procesi i përzierjes është bluarja e përbërësve dhe zbret në një shpërndarje më uniforme të tyre në gomë dhe shpërndarje më të mirë.

Procesi i përzierjes kryhet në rula ose në një mikser gome. Si rezultat, marrim një produkt gjysmë të gatshëm - një përzierje gome të papërpunuar - një produkt të ndërmjetëm, i cili më pas i nënshtrohet vullkanizimit (strukturimit). Në fazën e përzierjes së gomës së papërpunuar, kontrollohet uniformiteti i përzierjes, kontrollohet përbërja e përzierjes dhe vlerësohet aftësia e saj vullkanizuese.

Uniformiteti i përzierjes kontrollohet nga indeksi i plasticitetit të përzierjes së gomës. Kampionet merren nga zona të ndryshme të përzierjes së gomës dhe përcaktohet indeksi i plasticitetit të përzierjes; për mostra të ndryshme duhet të jetë afërsisht i njëjtë. Duktiliteti i përzierjes P, brenda kufijve të gabimit, duhet të përkojë me atë të specifikuar në pasaportën e recetës për një përzierje specifike gome.

Aftësia e vullkanizimit të përzierjes testohet duke përdorur reometra vibrimi të konfigurimeve të ndryshme. Reometri në këtë rast është një objekt për modelimin fizik të procesit të strukturimit të sistemeve elastomerike.

Si rezultat i vullkanizimit, fitohet një produkt i përfunduar (gome, material i përbërë elastomerik). Kështu, goma është një sistem kompleks shumëkomponentësh (Fig. 1.)

Oriz. 1 – Përbërja e materialit elastomerik

Procesi i strukturimit është një proces kimik i shndërrimit të një përzierjeje të papërpunuar gome plastike në gomë elastike për shkak të formimit të një rrjeti hapësinor të lidhjeve kimike, si dhe një proces teknologjik për marrjen e një produkti, gome, materiali të përbërë elastomerik duke fiksuar formën e kërkuar. për të siguruar funksionin e kërkuar të produktit.

Ndërtimi i një modeli të një sistemi teknologjik kimik
prodhimi i produkteve elastomer

Çdo prodhim kimik është një sekuencë e tre operacioneve kryesore: përgatitja e lëndëve të para, vetë transformimi kimik dhe izolimi i produkteve të synuara. Kjo sekuencë operacionesh është e mishëruar në një sistem të vetëm kompleks kimik-teknologjik (CTS). Një ndërmarrje moderne kimike përbëhet nga një numër i madh nënsistemesh të ndërlidhura, ndërmjet të cilave ekzistojnë marrëdhënie vartësie në formën e një strukture hierarkike me tre hapa kryesorë (Fig. 2). Prodhimi i elastomerëve nuk bën përjashtim, dhe prodhimi është një produkt i përfunduar me vetitë e specifikuara.

Oriz. 2 – Nënsistemet e sistemit kimiko-teknologjik të prodhimit të produkteve elastomer

Baza për ndërtimin e një sistemi të tillë, si në të vërtetë çdo sistem kimiko-teknologjik i proceseve të prodhimit, është një qasje sistematike. Një këndvështrim sistemik mbi një proces të veçantë tipik të teknologjisë kimike na lejon të zhvillojmë një strategji të bazuar shkencërisht për një analizë gjithëpërfshirëse të procesit dhe, mbi këtë bazë, të ndërtojmë një program të gjerë për sintezën e përshkrimit të tij matematikor për zbatimin e kontrollit. programe në të ardhmen.

Ky diagram është shembull i një sistemi kimiko-teknologjik me një lidhje seri elementësh. Sipas klasifikimit të pranuar, niveli më i vogël është procesi standard.

Në rastin e prodhimit të elastomerit, procese të tilla konsiderohen si faza individuale të prodhimit: procesi i peshimit të përbërësve, prerja e gomës, përzierja në rula ose në një mikser gome, strukturimi hapësinor në një aparat vullkanizimi.

Niveli tjetër përfaqësohet nga punëtoria. Për prodhimin e elastomerëve, ai mund të paraqitet si i përbërë nga nënsisteme për furnizimin dhe përgatitjen e lëndëve të para, një bllok për përzierjen dhe marrjen e një produkti gjysëm të gatshëm, si dhe një bllok përfundimtar për strukturimin dhe identifikimin e defekteve.

Detyrat kryesore të prodhimit për të siguruar nivelin e kërkuar të cilësisë së produktit përfundimtar, për të intensifikuar proceset teknologjike, për të analizuar dhe kontrolluar proceset e përzierjes dhe strukturimit dhe parandalimin e defekteve kryhen pikërisht në këtë nivel.

Përzgjedhja e parametrave bazë për monitorimin dhe kontrollin e proceseve teknologjike të përzierjes dhe strukturimit

Në proceset e prodhimit të produkteve të prodhuara nga elastomerët, parametrat e kontrolluar janë: temperatura Tc gjatë përzierjes dhe vullkanizimit Tv, presioni P gjatë presimit, koha τ për përpunimin e përzierjes në rula, si dhe koha e vullkanizimit (optimumi) τ sipër..

Temperatura e produktit gjysëm të gatshëm në rrotulla matet me një termoelement me gjilpërë ose një termoelement me pajisje regjistrimi. Ka edhe sensorë të temperaturës. Zakonisht kontrollohet duke ndryshuar rrjedhën e ujit ftohës në rrotullat duke rregulluar valvulën. Rregullatorët e rrjedhës së ujit ftohës përdoren në prodhim.

Presioni kontrollohet duke përdorur një pompë vaji me një sensor presioni të instaluar dhe rregullator përkatës.

Parametrat për prodhimin e përzierjes përcaktohen nga rul duke përdorur kartat e kontrollit, të cilat përmbajnë vlerat e kërkuara të parametrave të procesit.

Kontrolli i cilësisë së produktit gjysëm të gatshëm (përzierje e papërpunuar) kryhet nga specialistë të laboratorit qendror të fabrikës (CFL) të prodhuesit sipas pasaportës së përzierjes. Në këtë rast, elementi kryesor i monitorimit të cilësisë së përzierjes dhe vlerësimit të aftësisë së vullkanizimit të përzierjes së gomës janë të dhënat e reometrisë së vibrimit, si dhe analiza e kurbës reometrike, e cila është një paraqitje grafike e procesit dhe konsiderohet si një element i kontrollit dhe rregullimit të procesit të strukturimit të sistemeve elastomerike

Procedura për vlerësimin e karakteristikave të vullkanizimit kryhet nga një teknolog duke përdorur pasaportën e përzierjes dhe bazat e të dhënave të testeve reometrike të gomave.

Kontrolli i marrjes së një produkti standard - faza përfundimtare - kryhet nga specialistë të departamentit të kontrollit teknik të cilësisë së produkteve të gatshme bazuar në të dhënat e testimit të vetive teknike të produktit.

Kur monitorohet cilësia e një përzierjeje gome të një përbërje specifike, ekziston një gamë e caktuar vlerash të treguesve të pronës, në varësi të të cilave merren produkte me vetitë e kërkuara.

Konkluzione:

Përdorimi i një qasjeje sistematike gjatë analizimit të proceseve të prodhimit të produkteve elastomer na lejon të gjurmojmë plotësisht parametrat përgjegjës për cilësinë e procesit të strukturimit.
Detyrat kryesore për të siguruar treguesit e kërkuar të proceseve teknologjike vendosen dhe zgjidhen në nivel seminari.

Letërsia

Teoria e sistemeve dhe analiza e sistemit në menaxhimin e organizatave: TZ Drejtoria: Teksti mësimor. shtesa / Ed. V.N. Volkova dhe A.A. Emelianova. – M.: Financa dhe Statistika, 2006. – 848 f.: ill. ISBN 5-279-02933-5
Kholodnov V.A., Hartmann K., Chepikova V.N., Andreeva V.P. Analiza e sistemit dhe vendimmarrja. Teknologjitë kompjuterike për modelimin e sistemeve teknologjike kimike me riciklim material dhe termik. [Teksti]: tekst shkollor./ V.A. Kholodnov, K. Hartmann. Shën Petersburg: SPbGTI (TU), 2006.-160 f.
Agayants I.M., Kuznetsov A.S., Ovsyannikov N.Ya. Modifikimi i boshteve të koordinatave në interpretimin sasior të kthesave reometrike - M.: Teknologjitë e imta kimike, 2015, vëll.10 nr.2, fq.64-70.
Novakov I.A., Wolfson S.I., Novopoltseva O.M., Krakshin M.A. Vetitë reologjike dhe vullkanizuese të përbërjeve elastomerike. – M.: ICC “Akademkniga”, 2008. – 332 f.
Kuznetsov A.S., Kornyushko V.F., Agayants I.M. \Reogrami si mjet për kontrollin e procesit teknologjik të strukturimit të sistemeve elastomerike \ M:. NHT-2015 fq.143.
Kashkinova Yu.V. Interpretimi sasior i kthesave kinetike të procesit të vullkanizimit në sistemin për organizimin e vendit të punës së një teknologu gome: abstrakt i tezës. dis. ...kand. teknologjisë. Shkencë. - Moskë, 2005. - 24 f.
Chernyshov V.N. Teoria e sistemeve dhe analiza e sistemit: tekst shkollor. shtesa / V.N. Chernyshov, A.V. Chernyshov. – Tambov: Shtëpia botuese Tamb. shteti teknologjisë. Univ., 2008. – 96 f.

Referencat

Teoriya sistem i sistemnyj analiz v upravlenii organizaciyami: TZZ Referenca: Ucheb. posobie/Pod e kuqe. V.N. Volkovoj i A.A. Emel'yanova. – M.: Finansy i statistika, 2006. – 848 s: il. ISBN 5-279-02933-5
Holodnov V.A., Hartmann K., CHepikova V.N., Andreeva V.P.. Sistemnyj analiz i prinyatie reshenij. Komp’yuternye tekhnologii modelirovaniya himiko-tekhnologicheskih sistem s material’nymi i teplovymi reciklami. : uchebnoe posobie./ V.A. Holodnov, K. Hartmann. SPb.: SPbGTI (TU), 2006.-160 s.
Agayanc I.M., Kuznecov A.S., Ovsyannikov N.YA. Modifikaciya osej koordinat pri kolichestvennoj interpretacii reometricheskih krivyh – M.: Tonkie himicheskie tekhnologii 2015 g. T.10 nr 2, s64-70.
Novakov I.A., Vol'fson S.I., Novopol'ceva O.M., Krakshin M.A. Reologicheskie i vulkanizacionnye svojstva ehlastomernyh kompozicij. – M.: IKC “Akademkniga”, 2008. – 332 s.
Kuznecov A.S., Kornyushko V.F., Agayanc I.M. \M:. NHT-2015 s.143.
Kashkinova YU.V. Kolichestvennaya interpretaciya kineticheskih krivyh processa vulkanizacii v sisteme organizacii rabochego mesta tekhnologa – rezinshchika: avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk. - Moskë, 2005. - 24 s.
CHernyshov V.N. Teoriya sistem i sistemnyj analiz: ucheb. posobie/V.N. Chernyshov, A.V. Chernyshov. – Tambov: Izd-vo Tamb. shkon. tekhn. un-ta., 2008. – 96 s.

Metodat themelore të vullkanizimit të gomës. Për të kryer procesin kryesor kimik të teknologjisë së gomës - vullkanizimi - përdoren agjentë vullkanizues. Kimia e procesit të vullkanizimit konsiston në formimin e një rrjeti hapësinor, duke përfshirë makromolekulat lineare ose të degëzuara të gomës dhe lidhjet kryq. Teknologjikisht, vullkanizimi konsiston në përpunimin e përzierjes së gomës në temperatura nga normale deri në 220˚C nën presion dhe më rrallë pa të.

Në shumicën e rasteve, vullkanizimi industrial kryhet duke përdorur sisteme vullkanizuese që përfshijnë një agjent vullkanizues, përshpejtues dhe aktivizues vullkanizimi dhe kontribuojnë në një proces më efikas të formimit të një rrjeti hapësinor.

Ndërveprimi kimik ndërmjet gomës dhe agjentit vullkanizues përcaktohet nga aktiviteti kimik i gomës, d.m.th. shkalla e mosngopjes së zinxhirëve të saj, prania e grupeve funksionale.

Aktiviteti kimik i gomave të pangopura është për shkak të pranisë së lidhjeve të dyfishta në zinxhirin kryesor dhe rritjes së lëvizshmërisë së atomeve të hidrogjenit në grupet α-metileni ngjitur me lidhjen e dyfishtë. Prandaj, gomat e pangopura mund të vullkanizohen me të gjitha përbërjet që reagojnë me lidhjen e dyfishtë dhe grupet e saj fqinje.

Agjenti kryesor vullkanizues për gomat e pangopura është squfuri, i cili zakonisht përdoret si sistem vullkanizues në lidhje me përshpejtuesit dhe aktivizuesit e tyre. Përveç squfurit, mund të përdorni perokside organike dhe inorganike, rrëshira alkilfenol-formaldehide (APFR), komponime diazo dhe komponime polihalide.

Aktiviteti kimik i gomave të ngopura është dukshëm më i ulët se aktiviteti i gomave të pangopura, kështu që për vullkanizim është e nevojshme të përdoren substanca me reaktivitet të lartë, për shembull perokside të ndryshme.

Vullkanizimi i gomave të pangopura dhe të ngopura mund të kryhet jo vetëm në prani të agjentëve kimikë vullkanizues, por edhe nën ndikimin e ndikimeve fizike që nisin transformimet kimike. Këto janë rrezatimi me energji të lartë (vullkanizimi i rrezatimit), rrezatimi ultravjollcë (fotovulkanizimi), ekspozimi i zgjatur ndaj temperaturave të larta (termovulkanizimi), veprimi i valëve goditëse dhe disa burime të tjera.

Gomat që kanë grupe funksionale mund të vullkanizohen nëpër këto grupe duke përdorur substanca që reagojnë me grupet funksionale për të formuar një lidhje tërthore.

Parimet themelore të procesit të vullkanizimit. Pavarësisht nga lloji i gomës dhe sistemi i vullkanizimit të përdorur, disa ndryshime karakteristike në vetitë e materialit ndodhin gjatë procesit të vullkanizimit:

Plasticiteti i përzierjes së gomës zvogëlohet ndjeshëm, dhe shfaqet forca dhe elasticiteti i vullkanizimeve. Kështu, forca e një përzierjeje të papërpunuar gome të bazuar në NC nuk kalon 1.5 MPa, dhe forca e një materiali të vullkanizuar nuk është më pak se 25 MPa.

Aktiviteti kimik i gomës zvogëlohet ndjeshëm: në gomat e pangopura zvogëlohet numri i lidhjeve të dyfishta, në gomat e ngopura dhe gomat me grupe funksionale numri i qendrave aktive zvogëlohet. Për shkak të kësaj, rezistenca e vullkanizatit ndaj ndikimeve oksiduese dhe të tjera agresive rritet.

Rezistenca e materialit të vullkanizuar ndaj temperaturave të ulëta dhe të larta rritet. Kështu, NK ngurtësohet në 0ºС dhe bëhet ngjitës në +100ºС, dhe vullkanizimi ruan forcën dhe elasticitetin në intervalin e temperaturës nga -20 në +100ºС.

Kjo natyrë e ndryshimit të vetive të materialit gjatë vullkanizimit tregon qartë shfaqjen e proceseve strukturuese, që përfundojnë në formimin e një rrjeti hapësinor tredimensional. Në mënyrë që vullkanizimi të ruajë elasticitetin e tij, lidhjet e kryqëzuara duhet të jenë mjaft të rralla. Kështu, në rastin e NC, fleksibiliteti termodinamik i zinxhirit ruhet nëse ka një lidhje tërthore për 600 atome karboni të zinxhirit kryesor.

Procesi i vullkanizimit karakterizohet gjithashtu nga disa modele të përgjithshme të ndryshimeve në vetitë në varësi të kohës së vullkanizimit në një temperaturë konstante.

Meqenëse vetitë e viskozitetit të përzierjeve ndryshojnë më së shumti, viskometrat rrotullues me prerje, në veçanti reometrat Monsanto, përdoren për të studiuar kinetikën e vullkanizimit. Këto pajisje ju lejojnë të studioni procesin e vullkanizimit në temperatura nga 100 në 200ºС për 12 - 360 minuta me forca të ndryshme prerëse. Regjistruesi i pajisjes shkruan varësinë e çift rrotullues nga koha e vullkanizimit në një temperaturë konstante, d.m.th. Kurba e vullkanizimit kinetik, e cila ka një formë S dhe disa seksione që i korrespondojnë fazave të procesit (Fig. 3).

Faza e parë e vullkanizimit quhet periudha e induksionit, faza e djegies ose faza e paravullkanizimit. Në këtë fazë, përzierja e gomës duhet të mbetet e lëngshme dhe të mbushë mirë të gjithë kallëpin, prandaj vetitë e saj karakterizohen nga momenti minimal i prerjes M min (viskoziteti minimal) dhe koha t s gjatë së cilës momenti i prerjes rritet me 2 njësi në krahasim me minimumin. .

Kohëzgjatja e periudhës së induksionit varet nga aktiviteti i sistemit të vullkanizimit. Zgjedhja e një sistemi vullkanizimi me një vlerë të caktuar t përcaktohet nga pesha e produktit. Gjatë vullkanizimit, materiali fillimisht nxehet në temperaturën e vullkanizimit dhe për shkak të përçueshmërisë së ulët termike të gomës, koha e ngrohjes është proporcionale me masën e produktit. Për këtë arsye, për vullkanizimin e produkteve me peshë të madhe, duhet të zgjidhen sisteme vullkanizimi që ofrojnë një periudhë induksioni mjaft të gjatë dhe anasjelltas për produktet me peshë të ulët.

Faza e dytë quhet periudha kryesore e vullkanizimit. Në fund të periudhës së induksionit, grimcat aktive grumbullohen në masën e përzierjes së gomës, duke shkaktuar strukturim të shpejtë dhe, në përputhje me rrethanat, një rritje të çift rrotullues në një vlerë të caktuar maksimale M max. Megjithatë, përfundimi i fazës së dytë nuk konsiderohet koha e arritjes së M max, por koha t 90 që korrespondon me M 90. Ky moment përcaktohet nga formula

M 90 =0,9 M + M min,

ku M është diferenca në çift rrotullues (M = M max – M min).

Koha t 90 është optimumi i vullkanizimit, vlera e së cilës varet nga aktiviteti i sistemit të vullkanizimit. Pjerrësia e kurbës në periudhën kryesore karakterizon shkallën e vullkanizimit.

Faza e tretë e procesit quhet faza e rivullkanizimit, e cila në shumicën e rasteve korrespondon me një seksion horizontal me veti konstante në kurbën kinetike. Kjo zonë quhet pllaja e vullkanizimit. Sa më e gjerë të jetë pllaja, aq më rezistente është përzierja ndaj mbivullkanizimit.

Gjerësia e pllajës dhe rrjedha e mëtejshme e kurbës varen kryesisht nga natyra kimike e gomës. Në rastin e gomave lineare të pangopura, si NK dhe SKI-3, pllaja nuk është e gjerë dhe më pas vetitë përkeqësohen, d.m.th. rënie në kurbë (Fig. 3, kurba A). Procesi i përkeqësimit të vetive në fazën e rivullkanizimit quhet rikthim. Arsyeja e kthimit është shkatërrimi jo vetëm i zinxhirëve kryesorë, por edhe i lidhjeve të kryqëzuara të formuara nën ndikimin e temperaturës së lartë.

Në rastin e gomave të ngopura dhe gomave të pangopura me një strukturë të degëzuar (një numër i konsiderueshëm i lidhjeve të dyfishta në anën 1,2-njësi) në zonën e rivullkanizimit, vetitë ndryshojnë pak, dhe në disa raste edhe përmirësohen (Fig. 3, kthesa b Dhe V), meqenëse oksidimi termik i lidhjeve dyfishe të njësive anësore shoqërohet me strukturim shtesë.

Sjellja e përzierjeve të gomës në fazën e mbivullkanizimit është e rëndësishme në prodhimin e produkteve masive, veçanërisht të gomave të makinave, pasi për shkak të rikthimit, mund të ndodhë mbivullkanizimi i shtresave të jashtme ndërsa shtresat e brendshme janë të nënvullkanizuara. Në këtë rast, kërkohen sisteme vullkanizimi që do të siguronin një periudhë të gjatë induksioni për ngrohje uniforme të gomës, shpejtësi të lartë në periudhën kryesore dhe një pllajë të gjerë vullkanizimi në fazën e rivullkanizimit.

3.2. Sistemet e vullkanizimit të squfurit për gomat e pangopura

Vetitë e squfurit si një agjent vullkanizues. Procesi i vullkanizimit të gomës natyrale me squfur u zbulua në 1839 nga C. Goodyear dhe në mënyrë të pavarur në 1843 nga G. Gencock.

Squfuri natyror i tokës përdoret për vullkanizim. Squfuri elementar ka disa modifikime kristalore, nga të cilat vetëm modifikimi  është pjesërisht i tretshëm në gomë. Është ky modifikim, i cili ka një pikë shkrirjeje 112,7 ºC, që përdoret për vullkanizim. Molekulat e formës  janë një unazë me tetë anëtarë S 8 me një energji mesatare aktivizimi të këputjes së unazës E act = 247 kJ/mol.

Kjo është një energji mjaft e lartë, dhe ndarja e unazës së squfurit ndodh vetëm në temperaturat 143ºC e lart. Në temperaturat nën 150ºC, zbërthimi heterolitik ose jonik i unazës së squfurit ndodh me formimin e biionit përkatës të squfurit, dhe në 150ºC e lart, dekompozimi homolitik (radikal) i unazës S ndodh me formimin e biradikaleve të squfurit:

t150ºС S 8 →S + – S 6 – S – → S 8 +–

t150ºС S 8 →Sֹ–S 6 –Sֹ→S 8 ֹֹ.

Biradikalët S 8 ·· ndahen lehtësisht në fragmente më të vogla: S 8 ֹֹ→S x ֹֹ + S 8 ֹֹ.

Bionet e squfurit dhe biradikalët që rezultojnë ndërveprojnë më pas me makromolekulat e gomës ose në lidhjen e dyfishtë ose në vendin e atomit të karbonit α-metilen.

Unaza e squfurit gjithashtu mund të shpërbëhet në temperatura nën 143ºС nëse ka disa grimca aktive në sistem (katione, anione, radikale të lira). Aktivizimi ndodh sipas skemës së mëposhtme:

S 8 + A + →A – S – S 6 – S +

S 8 + B – → B – S – S 6 –

S 8 + Rֹ→R – S – S 6 – Sֹ.

Grimca të tilla aktive janë të pranishme në përzierjen e gomës kur përdoren sisteme vullkanizimi me përshpejtues vullkanizimi dhe aktivizuesit e tyre.

Për të transformuar gomën e butë plastike në gomë të fortë elastike, mjafton një sasi e vogël squfuri - 0,10,15% wt. Megjithatë, dozat aktuale të squfurit variojnë nga 12.5 deri në 35 pjesë të peshës. për 100 pjesë të peshës gome.

Squfuri ka tretshmëri të kufizuar në gomë, kështu që doza e squfurit përcakton formën në të cilën shpërndahet në përzierjen e gomës. Në dozat aktuale, squfuri është në formën e pikave të shkrira, nga sipërfaqja e të cilave molekulat e squfurit shpërndahen në masën e gomës.

Përgatitja e përzierjes së gomës kryhet në temperatura të ngritura (100-140ºС), gjë që rrit tretshmërinë e squfurit në gomë. Prandaj, kur përzierja ftohet, veçanërisht në rastet e dozave të larta, squfuri i lirë fillon të shpërndahet në sipërfaqen e përzierjes së gomës me formimin e një filmi të hollë ose depozitimit të squfurit. Ky proces në teknologji quhet zbehje ose djersitje. Zbehja rrallë zvogëlon ngjitshmërinë e pjesëve të punës, dhe për këtë arsye, për të freskuar sipërfaqen e pjesëve të punës, ato trajtohen me benzinë përpara montimit. Kjo përkeqëson kushtet e punës së montuesve dhe rrit rrezikun e zjarrit dhe shpërthimit të prodhimit.

Problemi i zbehjes është veçanërisht i mprehtë në prodhimin e gomave me kordon çeliku. Në këtë rast, për të rritur forcën e lidhjes midis metalit dhe gomës, doza e S rritet në 5 pjesë të peshës. Për të shmangur zbehjen në formulime të tilla, duhet të përdoret një modifikim i veçantë - i ashtuquajturi squfur polimer. Kjo është forma , e cila formohet kur forma  nxehet në 170ºC. Në këtë temperaturë, ndodh një kërcim i mprehtë i viskozitetit të shkrirjes dhe formohet squfuri polimer Sn, ku n është mbi 1000. Në praktikën botërore përdoren modifikime të ndryshme të squfurit polimer, i njohur me emrin e markës “Cristex”.

Teoritë e vullkanizimit të squfurit. Janë paraqitur teori kimike dhe fizike për të shpjeguar procesin e vullkanizimit të squfurit. Në vitin 1902, Weber parashtroi teorinë e parë kimike të vullkanizimit, elementë të së cilës kanë mbijetuar deri më sot. Duke nxjerrë produktin e ndërveprimit të NC me squfurin, Weber zbuloi se një pjesë e squfurit të futur nuk ishte nxjerrë. Ai e quajti këtë pjesë të lidhur, dhe pjesën e lëshuar - squfur të lirë. Shuma e sasisë së squfurit të lidhur dhe të lirë ishte e barabartë me sasinë totale të squfurit të futur në gomë: S total = S i lirë + S i lidhur. Weber prezantoi gjithashtu konceptin e koeficientit të vullkanizimit si raporti i squfurit të lidhur me sasinë e gomës në përzierjen e gomës (A): K vulc = S lidhja / A.

Weber arriti të izolojë polisulfidin (C 5 H 8 S) n si produkt i shtimit intramolekular të squfurit në lidhjet dyfishe të njësive të izoprenit. Prandaj, teoria e Weber nuk mund të shpjegonte rritjen e forcës si rezultat i vullkanizimit.

Në vitin 1910, Oswald parashtroi një teori fizike të vullkanizimit, e cila shpjegoi efektin e vullkanizimit me ndërveprimin fizik të adsorbimit midis gomës dhe squfurit. Sipas kësaj teorie, në përzierjen e gomës formohen komplekse gome-squfur, të cilat ndërveprojnë me njëra-tjetrën edhe për shkak të forcave adsorbuese, gjë që çon në rritjen e forcës së materialit. Sidoqoftë, squfuri i përthithur duhet të nxirret plotësisht nga vullkanizimi, gjë që nuk u vëzhgua në kushte reale dhe teoria kimike e vullkanizimit filloi të mbizotërojë në të gjitha studimet e mëtejshme.

Dëshmia kryesore e teorisë kimike (teoria e urës) është si më poshtë:

Vetëm gomat e pangopura vullkanizohen me squfur;

Squfuri ndërvepron me molekulat e gomave të pangopura për të formuar lidhje tërthore (ura) kovalente të llojeve të ndryshme, d.m.th. me formimin e squfurit të lidhur, sasia e të cilit është në përpjesëtim me pangopjen e gomës;

Procesi i vullkanizimit shoqërohet me një efekt termik proporcional me sasinë e squfurit të shtuar;

Vullkanizimi ka një koeficient temperature afërsisht 2, d.m.th. afër koeficientit të temperaturës së një reaksioni kimik në përgjithësi.

Rritja e forcës si rezultat i vullkanizimit të squfurit ndodh për shkak të strukturimit të sistemit, si rezultat i të cilit formohet një rrjet hapësinor tredimensional. Sistemet ekzistuese të vullkanizimit të squfurit bëjnë të mundur sintetizimin në mënyrë specifike të pothuajse çdo lloj lidhjeje të kryqëzuar, ndryshimin e shkallës së vullkanizimit dhe strukturës përfundimtare të vullkanizimit. Prandaj, squfuri është akoma agjenti ndërlidhës më i popullarizuar për gomat e pangopura.

Dërgoni punën tuaj të mirë në bazën e njohurive është e thjeshtë. Përdorni formularin e mëposhtëm

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

Postuar ne http://www.allbest.ru/

VulcanizAtion-- një proces teknologjik i ndërveprimit të gomave me një agjent vullkanizues, gjatë të cilit molekulat e gomës ndërlidhen në një rrjet të vetëm hapësinor. Agjentët vullkanizues mund të jenë: squfuri, peroksidet, oksidet e metaleve, komponimet e tipit amine etj. Për të rritur shkallën e vullkanizimit përdoren katalizatorë të ndryshëm përshpejtues.

Vullkanizimi rrit karakteristikat e forcës së gomës, fortësinë, elasticitetin, rezistencën ndaj nxehtësisë dhe ngricës së saj dhe zvogëlon shkallën e fryrjes dhe tretshmërisë në tretësit organikë. Thelbi i vullkanizimit është lidhja e makromolekulave lineare të gomës në një sistem të vetëm "të ndërlidhur", i ashtuquajturi rrjet i vullkanizimit. Si rezultat i vullkanizimit, midis makromolekulave krijohen lidhje tërthore, numri dhe struktura e të cilave varet nga metoda B. Gjatë vullkanizimit, disa veti të përzierjes së vullkanizuar nuk ndryshojnë në mënyrë monotone me kalimin e kohës, por kalojnë një maksimum ose minimal. Shkalla e vullkanizimit në të cilën arrihet kombinimi më i mirë i vetive të ndryshme fizike dhe mekanike të gomës quhet optimumi i vullkanizimit.

Vulkanizimi zakonisht kryhet në një përzierje gome me substanca të ndryshme që sigurojnë vetitë e nevojshme të performancës së gomës (mbushës, për shembull, blozë, shkumës, kaolinë, si dhe zbutës, antioksidantë, etj.).

Në shumicën e rasteve, gomat e përdorimit të përgjithshëm (natyrale, butadien, stiren butadien) vullkanizohen duke i ngrohur me squfur elementar në 140-160°C (acid sulfurik). Lidhjet ndërmolekulare që rezultojnë ndodhin përmes një ose më shumë atomeve të squfurit. Nëse gomës i shtohet 0,5-5% squfur, fitohet një vullkanizim i butë (tuba dhe goma makinash, topa, tuba etj.); shtimi i squfurit 30-50% çon në formimin e një materiali të fortë, joelastik - ebonit. Vullkanizimi i squfurit mund të përshpejtohet duke shtuar sasi të vogla të përbërjeve organike, të ashtuquajturit përshpejtues të vullkanizimit - kaptax, tiuram, etj. Efekti i këtyre substancave manifestohet plotësisht vetëm në prani të aktivizuesve - oksideve të metaleve (më së shpeshti oksid zinku).

Në industri, vullkanizimi i squfurit kryhet duke ngrohur produktin e vullkanizuar në kallëpe nën presion të lartë ose në formën e produkteve të paformuara (në formë "të lirë") në kaldaja, autoklava, vullkanizues individualë dhe pajisje për vullkanizim të vazhdueshëm. etj. Në këto pajisje ngrohja kryhet me avull, ajër, ujë të mbinxehur, energji elektrike dhe rryma me frekuencë të lartë. Format zakonisht vendosen midis pllakave të ngrohura të një prese hidraulike. Vullkanizimi me squfur u zbulua nga Charles Goodyear (SHBA, 1839) dhe T. Hancock (Britania e Madhe, 1843). Për vullkanizimin e gomave për qëllime të veçanta, përdoren perokside organike (për shembull, peroksid benzoil), rrëshira sintetike (për shembull, fenol-formaldehid), komponime nitro- dhe diazo dhe të tjera; Kushtet e procesit janë të njëjta si për vullkanizimin e squfurit.

Vullkanizimi është gjithashtu i mundur nën ndikimin e rrezatimit jonizues - rrezatimi g nga kobalti radioaktiv, një rrjedhë e elektroneve të shpejta (vullkanizimi i rrezatimit). Metodat e gomës pa squfur dhe rrezatim bëjnë të mundur marrjen e gomave që kanë rezistencë të lartë termike dhe kimike.

Në industrinë e polimerit, vullkanizimi përdoret në prodhimin me nxjerrje të gomës.

Vullkanizimi në friparimeGoma

Procesi teknologjik i riparimit të gomave konsiston në përgatitjen e zonave të dëmtuara për aplikimin e materialeve riparuese, aplikimin e materialeve riparuese në zonat e dëmtuara dhe vullkanizimin e zonave që riparohen.

Vullkanizimi i zonave të riparuara është një nga operacionet më të rëndësishme gjatë riparimit të gomave.

Thelbi i vullkanizimit është se kur nxehet në një temperaturë të caktuar, ndodh një proces fiziko-kimik në gomën e pavullkanizuar, si rezultat i të cilit goma fiton elasticitet, forcë, elasticitet dhe cilësi të tjera të nevojshme.

Kur dy copa gome të ngjitura së bashku me ngjitësin e gomës vullkanizohen, ato kthehen në një strukturë monolit dhe forca e lidhjes së tyre nuk ndryshon nga forca ngjitëse e materialit bazë brenda secilës pjesë. Në të njëjtën kohë, për të siguruar forcën e nevojshme, copat e gomës duhet të shtypen - shtypen nën një presion prej 5 kg/cm 2.

Në mënyrë që procesi i vullkanizimit të ndodhë, nuk mjafton vetëm ngrohja e tij në temperaturën e kërkuar, d.m.th., në 143+2°; Procesi i vullkanizimit nuk ndodh menjëherë, kështu që gomat e ngrohura duhet të mbahen për një kohë të caktuar në temperaturën e vullkanizimit.

Vullkanizimi mund të ndodhë në temperatura më të ulëta se 143°, por zgjat më shumë. Kështu, për shembull, nëse temperatura ulet nga ajo e specifikuar me vetëm 10°, koha e vullkanizimit duhet të dyfishohet. Për të reduktuar kohën e paranxehjes gjatë vullkanizimit, përdoren pranga elektrike, të cilat lejojnë ngrohjen njëkohësisht në të dy anët e gomës, duke ulur kështu kohën e vullkanizimit dhe duke përmirësuar cilësinë e riparimeve. Kur ndodh ngrohja e njëanshme e gomave të trasha, ndodh mbivullkanizimi i seksioneve të gomës në kontakt me pajisjet e vullkanizimit dhe nënvullkanizimi i gomës në anën e kundërt. Koha e vullkanizimit, në varësi të llojit të dëmtimit dhe madhësisë së gomave, varion nga 30 në 180 minuta për gomat dhe nga 15 në 20 minuta për tubat.

Për vullkanizimin në mjete motorike, përdoret një aparat i palëvizshëm vullkanizimi model 601, i prodhuar nga Trusti GARO.

Kompleti i punës i aparatit të vullkanizimit përfshin korse për sektorë, korse shtrënguese, rreshtime të profilit të shkelës dhe anës, kapëse, jastëkë presioni, thasë rëre, dyshekë.

Me një presion avulli në kazan prej 4 kg/cm2, temperatura e kërkuar e sipërfaqes së pajisjes së vullkanizimit është 143"+2°. Në një presion prej 4.0--4.1 kg/cm2, valvula e sigurisë duhet të hapet.

Pajisjet vullkanizuese duhet të inspektohen nga një inspektor i bojlerit përpara se të vihen në punë.

Dëmtimet e brendshme të gomave vullkanizohen në sektorë, dëmtimet e jashtme shërohen në pllaka duke përdorur veshjet e profilit. Përmes dëmtimit (në prani të prangave elektrike, ato vullkanizohen në një pllakë me rreshtim profili, në mungesë të prangave elektrike, veçmas: fillimisht nga brenda në sektor, pastaj nga jashtë në një pllakë me rreshtim profili.

Mansheta elektrike përbëhet nga disa shtresa gome dhe një shtresë e jashtme e gomës, në mes të së cilës ka një spirale teli nikrom për ngrohje dhe një termostat për të mbajtur një temperaturë konstante (150°).

goma riparimi të industrisë së vullkanizimit

Oriz. 4. Aparat vullkanizues stacionar GARO model 601: 1 - sektor; 2 -- pjatë anësore; 3 -- kazan-gjenerator me avull; 4 -- kapëse të vogla për kamera; 5 -- kllapa për kamera; 6 -- matës presioni; 7-kampë për goma; 8 - kuti zjarri; 9 -- xhami i ujëmatësit; 10 -- pompë me piston manuale; 11 -- tub thithës

Para vullkanizimit, shënohen kufijtë e zonës së gomave që do të riparohen. Për të eliminuar ngjitjen, pluhurosni atë me pluhur talk, si dhe një qese rëre, një manshetë elektrike dhe pajisje vullkanizimi (sektorë, veshje të profilit, etj.) në kontakt me gomën.

Gjatë vullkanizimit në një sektor, shtrëngimi arrihet duke shtrënguar një korse dhe kur vullkanizohet në një pllakë, duke përdorur një qese me rërë dhe një kapëse.

Veshjet e profileve (shkelja dhe rruaza) zgjidhen në përputhje me vendndodhjen e gomës që riparohet dhe madhësinë e saj.

Gjatë vullkanizimit, pranga elektrike ndodhet midis gomës dhe qeses së rërës.

Koha e fillimit dhe e përfundimit të vullkanizimit shënohet me shkumës në një tabelë të posaçme të instaluar pranë pajisjeve të vullkanizimit.

Gomat e riparuara duhet të plotësojnë kërkesat e mëposhtme:

1) gomat nuk duhet të kenë zona të pa riparuara;

2) në pjesën e brendshme të gomës nuk duhet të ketë ënjtje dhe gjurmë delaminimi të copëzave, nënvulkanizim, palosje dhe trashje që dëmtojnë performancën e tubit;

3) seksionet e gomës të aplikuara përgjatë shkallës ose murit anësor duhet të vullkanizohen plotësisht në një fortësi Shore prej 55-65;

4) zonat e shkelës më të mëdha se 200 mm të restauruara gjatë procesit të riparimit duhet të kenë një model identik me të gjithë shkallën e gomës; duhet të aplikohet një model "automjet për të gjithë terrenin" pavarësisht nga madhësia e zonës së shkelës së restauruar;

5) forma e rruazave të gomave nuk duhet të shtrembërohet;

6) nuk lejohen trashjet dhe ngërçet që shtrembërojnë dimensionet e jashtme dhe sipërfaqen e gomës;

7) zonat e riparuara nuk duhet të kenë mbeturina; Prania e predhave ose poreve deri në 20 mm 2 në sipërfaqe dhe deri në 2 mm në thellësi lejohet në një sasi jo më shumë se dy për decimetër katror;

8) cilësia e riparimit të gomave duhet të sigurojë kilometrazhin e tyre të garantuar pas riparimit.

Vullkanizimi në friparimekamerat

Ngjashëm me procesin e riparimit të gomave, procesi i riparimit të tubave konsiston në përgatitjen e zonave të dëmtuara për arnim, arnim dhe shërim.

Fusha e punës për përgatitjen e zonave të dëmtuara për arnim përfshin: identifikimin e dëmtimeve të fshehura dhe të dukshme, heqjen e njollave të vjetra të pavullkanizuara, rrumbullakimin e skajeve me qoshe të mprehta, ashpërsimin e gomës rreth dëmtimit, pastrimin e dhomave nga pluhuri i ashpër.

Oriz. 5. Sektori i vullkanizimit të gomave: 1 -- sektori; 2 -- goma; 2 -- korse; 4 -- shtrëngoj

Oriz. 6. Vullkanizimi i dëmtimit të gomës në pllakën e rruazave: 1 - gomë; 2 -- pllakë anësore: 3 -- rreshtim anësor; 4 -- thes me rërë; 5 -- pllakë metalike; 6 -- kapëse

Dëmet e dukshme zbulohen nga inspektimi i jashtëm në ndriçim të mirë dhe të përshkruara me një laps kimik.

Për të identifikuar dëmtimet e fshehura, d.m.th., shpime të vogla që janë të padukshme për syrin, kamera, në gjendje të fryrë, zhytet në një banjë me ujë dhe vendi i shpimit përcaktohet nga flluskat e ajrit që ikin, i cili gjithashtu përshkruhet me një kimikat. laps. Sipërfaqja e dëmtuar e dhomës ashpërsohet me një gur karborundi ose një furçë teli në një gjerësi prej 25-35 mm nga kufijtë e dëmtimit, duke parandaluar që pluhuri i ashpër të futet brenda dhomës. Zonat e vrazhda pastrohen me furçë.

Materialet e riparimit për riparimin e tubave të brendshëm janë: goma e tubit të brendshëm të pavullkanizuar me trashësi 2 mm, goma për tubat e brendshëm të papërshtatshëm për riparim dhe gërshetimi i gomës. Të gjitha shpimet dhe grisjet me madhësi deri në 30 mm janë të vulosura me gomë të papërpunuar dhe të pavullkanizuar. Dëmtimi më i madh se 30 mm riparohet duke përdorur gomë për kamerat. Kjo gomë duhet të jetë elastike, pa çarje ose dëmtime mekanike. Goma e papërpunuar freskohet me benzinë, lyhet me ngjitës me përqendrim 1:8 dhe thahet për 40-45 minuta. Dhomat janë ashpërsuar me një furçë teli ose gur karborund në një makinë ashpërsuese, pas së cilës ato pastrohen nga pluhuri, freskohen me benzinë dhe thahen për 25 minuta, pastaj lyhen dy herë me ngjitës me përqendrim 1: 8 dhe thahen pas çdo aplikimi. për 30-40 minuta në temperaturë 20--30°. Kapaku lyhet një herë me ngjitës me përqendrim 1:8, më pas thahet.

Arna është prerë në atë mënyrë që të mbulojë vrimën nga të gjitha anët me 20-30 mm dhe të jetë 2-3 mm më i vogël se kufijtë e sipërfaqes së përafërt. Aplikohet në zonën e riparuar të dhomës me një anë dhe gradualisht rrokulliset me rul në të gjithë sipërfaqen, në mënyrë që të mos mbeten flluska ajri midis saj dhe dhomës. Kur ngjitni arna, duhet të siguroheni që sipërfaqet që do të ngjiten të jenë plotësisht të pastra, pa lagështi, pluhur dhe njolla të yndyrshme.

Në rastet kur dhoma ka një çarje prej më shumë se 500 mm, ajo mund të riparohet duke prerë pjesën e dëmtuar dhe duke futur në vend të saj të njëjtën pjesë nga një dhomë tjetër me të njëjtën madhësi. Kjo metodë riparimi quhet bashkim i dhomës. Gjerësia e bashkimit duhet të jetë së paku 50 mm.

Fijet e jashtme të dëmtuara të trupave të valvulave restaurohen duke përdorur shufrat, dhe fijet e brendshme restaurohen duke përdorur rubinet.

Nëse është e nevojshme të zëvendësohet valvula, ajo pritet së bashku me fllanxhën dhe një valvul tjetër vullkanizohet në vendin e ri. Vendndodhja e valvulës së vjetër është riparuar si dëmtim normal.

Vullkanizimi i zonave të dëmtuara kryhet duke përdorur një aparat vullkanizimi model 601 ose një aparat vullkanizimi GARO për dhomat e vullkanizimit. Koha e vullkanizimit për arna është 15 minuta dhe fllanxhat janë 20 minuta në temperaturën 143+2°.

Gjatë vullkanizimit, dhoma shtypet me një kapëse përmes një pllake druri në sipërfaqen e pllakës. Mbivendosja duhet të jetë 10-15 mm më e madhe se copëza.

Nëse sipërfaqja që do të riparohet nuk përshtatet në pllakë, atëherë ajo vullkanizohet në dy ose tre instalime të njëpasnjëshme (norma).

Pas vullkanizimit, rruazat në sipërfaqen e papërpunuar priten me gërshërë dhe skajet e njollave dhe gërvishtjeve hiqen në gurin e një makinerie vrazhdësie.

Kamerat e riparuara duhet të plotësojnë kërkesat e mëposhtme:

1) dhoma e mbushur me ajër duhet të mbyllet si përgjatë trupit të dhomës ashtu edhe në vendin ku është ngjitur valvula;

2) copëzat duhet të jenë të vullkanizuara fort, pa flluska dhe porozitet, fortësia e tyre duhet të jetë e njëjtë me gomën e kamerës;

3) skajet e arnave dhe fllanxhave nuk duhet të kenë trashje ose lëkurë;

4) filetoja e valvulës duhet të jetë në gjendje të mirë.

Postuar në Allbest.ru

...

Dokumente të ngjashme

Koncepti i materialeve jometalike. Përbërja dhe klasifikimi i gomës. Rëndësia ekonomike kombëtare e gomës. Goma për qëllime të përgjithshme dhe të veçanta. Vullkanizimi, fazat, mekanizmat dhe teknologjia. Vetitë e deformimit-rezistencës dhe fërkimit të gomave dhe kauçukut.

puna e kursit, shtuar 29.11.2016

Kinetika e vullkanizimit të gomës. Karakteristikat e vullkanizimit të përzierjeve bazuar në kombinimin e gomave SKD-SKN-40 me sistemet konvencionale të vullkanizimit të squfurit. Mekanizmi i shkatërrimit të polimerit. Karakteristikat e shkatërrimit të polimereve në gjendje të ndryshme fizike dhe fazore.

raport praktik, shtuar 04/06/2015

Llojet e gomës, tiparet e përdorimit të saj në industri dhe teknologjinë e prodhimit. Ndikimi i futjes së përbërësve shtesë dhe përdorimi i vullkanizimit në prodhimin e gomës në vetitë përfundimtare të produktit. Mbrojtja e punës gjatë punës.

tezë, shtuar 20.08.2009

Përgatitja e elastomerëve dinamikë termoplastikë duke përzier gomën me termoplastikën me vullkanizim të njëkohshëm të elastomerit gjatë procesit të përzierjes (metoda e vullkanizimit dinamik). Karakteristikat e ndikimit të përqendrimit të gomës në vetitë e përzierjeve mekanike.

puna e kursit, shtuar 06/08/2011

Teknologji për prodhimin e produkteve plastike me shtypje. Grupet kryesore të plastikës, vetitë e tyre fizike, disavantazhet dhe metodat e përpunimit. Karakteristikat e veçanta të gomës, në varësi të llojit të gomës së përdorur. Thelbi dhe rëndësia e vullkanizimit.

punë laboratorike, shtuar 05/06/2009

Analiza e projektimit të makinës. Thelbi i procesit të vullkanizimit dhe funksionimi i pajisjeve. Një kallëp me pak mbetje dhe një metodë për prodhimin e pjesëve duke e përdorur atë. Përmbajtja e punës së riparimit mekanik. Zhvillimi i propozimeve për modernizim dhe përmirësim.

puna e kursit, shtuar 22.12.2014

Koncepti dhe fazat kryesore të procesit të lidhjes së kabllove, metodat dhe parimet e zbatimit të tij. Sekuenca e punës me metodën e ftohtë të bashkimit të kabllove duke përdorur përbërjen K115N ose K-15, me ngrohje të lirë e ndjekur nga vullkanizimi.

abstrakt, shtuar 12/12/2009

Qëllimi, pajisja, parimi i funksionimit të një kuti ingranazhi me krimba me një krimb sipër. Përbërja kimike dhe vetitë e çelikut 20X. Mjetet matëse të përdorura në riparime. Masat paraprake të sigurisë gjatë riparimit të pajisjeve teknologjike.

tezë, shtuar 28.04.2013

Teknologji për prodhimin e peletave dhe briketave të karburantit, qymyr druri, copëza druri, dru zjarri. Biogaz, bioetanol, bionaftë: veçoritë e prodhimit dhe fushat e përdorimit praktik, pajisjet dhe materialet e nevojshme, perspektivat për përdorim në Komi.

puna e kursit, shtuar 28.10.2013

Teknologjitë bazë për përpunimin e gomave të automobilave dhe produkteve të gomës. Mënyrat e mundshme për të përdorur gomën e thërrmuar. Zonat e aplikimit të kordonit. Lista e pajisjeve për përpunimin e gomave me pirolizë dhe metoda mekanike.

Goma natyrale nuk është gjithmonë e përshtatshme për të bërë pjesë. Kjo është për shkak se elasticiteti i tij natyror është shumë i ulët dhe varet shumë nga temperatura e jashtme. Në temperatura afër 0, goma bëhet e fortë, ose kur ulet më tej bëhet e brishtë. Në një temperaturë prej rreth + 30 gradë, goma fillon të zbutet dhe me ngrohje të mëtejshme ajo kthehet në një gjendje shkrirje. Kur ftohet, nuk i rikthen vetitë e tij origjinale.

Për të siguruar vetitë e nevojshme operative dhe teknike të gomës, kauçukut i shtohen substanca dhe materiale të ndryshme - karboni i zi, shkumësa, zbutës, etj.

Në praktikë, përdoren disa metoda vullkanizimi, por ato kanë një gjë të përbashkët - përpunimin e lëndëve të para me squfur vullkanizimi. Disa tekste dhe rregullore thonë se përbërjet e squfurit mund të përdoren si agjentë vullkanizues, por në fakt ato mund të konsiderohen vetëm si të tilla sepse përmbajnë squfur. Përndryshe, ato mund të ndikojnë në vullkanizimin ashtu si substancat e tjera që nuk përmbajnë përbërje squfuri.

Disa kohë më parë, u kryen kërkime në lidhje me trajtimin e gomës me përbërje organike dhe substanca të caktuara, për shembull:

fosfor;
selenium;
trinitrobenzen dhe një sërë të tjerash.

Por studimet kanë treguar se këto substanca nuk kanë asnjë vlerë praktike përsa i përket vullkanizimit.

Procesi i vullkanizimit

Procesi i vullkanizimit të gomës mund të ndahet në të ftohtë dhe të nxehtë. E para mund të ndahet në dy lloje. E para përfshin përdorimin e gjysmëklorurit të squfurit. Mekanizmi i vullkanizimit duke përdorur këtë substancë duket kështu. Një pjesë e punës prej gome natyrale vendoset në avullin e kësaj lënde (S2Cl2) ose në tretësirën e saj, të bërë në bazë të disa tretësve. Tretësi duhet të plotësojë dy kërkesa:

Nuk duhet të reagojë me gjysmëklorur squfuri.
Duhet të shpërndajë gomën.

Si rregull, disulfidi i karbonit, benzina dhe një sërë të tjerash mund të përdoren si tretës. Prania e gjysmëklorurit të squfurit në lëng parandalon tretjen e gomës. Thelbi i këtij procesi është ngopja e gomës me këtë kimikat.

Kohëzgjatja e procesit të vullkanizimit me pjesëmarrjen e S2Cl2 në fund të fundit përcakton karakteristikat teknike të produktit të përfunduar, duke përfshirë elasticitetin dhe forcën.

Koha e vullkanizimit në një zgjidhje 2% mund të jetë disa sekonda ose minuta. Nëse procesi zgjat shumë, mund të ndodhë i ashtuquajturi mbivullkanizim, domethënë, pjesët e punës humbasin plasticitetin e tyre dhe bëhen shumë të brishtë. Përvoja sugjeron që me një trashësi produkti prej rreth një milimetër, operacioni i vullkanizimit mund të kryhet në pak sekonda.

Kjo teknologji e vullkanizimit është zgjidhja optimale për përpunimin e pjesëve me mur të hollë - tuba, doreza etj. Por në këtë rast është e nevojshme të respektohen me përpikëri mënyrat e përpunimit, përndryshe shtresa e sipërme e pjesëve mund të vullkanizohet më shumë se sa shtresat e brendshme.

Në fund të operacionit të vullkanizimit, pjesët që rezultojnë duhet të lahen ose me ujë ose me një zgjidhje alkaline.

Ekziston një metodë e dytë e vullkanizimit të ftohtë. Boshllëqet e gomës me një mur të hollë vendosen në një atmosferë të ngopur me SO2. Pas një kohe të caktuar, pjesët e punës zhvendosen në një dhomë ku pompohet H2S (sulfidi i hidrogjenit). Koha e mbajtjes së pjesëve të punës në dhoma të tilla është 15 – 25 minuta. Kjo kohë është e mjaftueshme për të përfunduar vullkanizimin. Kjo teknologji përdoret me sukses për përpunimin e qepjeve të ngjitura, gjë që u jep atyre forcë të lartë.

Gomat speciale përpunohen duke përdorur rrëshira sintetike; vullkanizimi duke përdorur ato nuk është i ndryshëm nga ai i përshkruar më sipër.

Vullkanizimi i nxehtë

Teknologjia për një vullkanizim të tillë është si më poshtë. Një sasi e caktuar squfuri dhe aditivësh të veçantë i shtohen gomës së papërpunuar të derdhur. Si rregull, vëllimi i squfurit duhet të jetë në intervalin 5 - 10%, shifra përfundimtare përcaktohet në bazë të qëllimit dhe ngurtësisë së pjesës së ardhshme. Përveç squfurit, shtohet e ashtuquajtura gome bri (gome e fortë) që përmban 20-50% squfur. Në fazën tjetër, boshllëqet formohen nga materiali që rezulton dhe nxehen, d.m.th. shërimin.

Ngrohja kryhet duke përdorur metoda të ndryshme. Boshllëqet vendosen në kallëpe metalike ose rrotullohen në pëlhurë. Strukturat që rezultojnë vendosen në një furrë të nxehur në 130 - 140 gradë Celsius. Për të rritur efikasitetin e vullkanizimit, mund të krijohet presion i tepërt në furrë.

Boshllëqet e formuara mund të vendosen në një autoklavë që përmban avull uji të mbinxehur. Ose vendosen në një shtypës të nxehtë. Në fakt, kjo metodë është më e zakonshme në praktikë.

Vetitë e gomës së vullkanizuar varen nga shumë kushte. Kjo është arsyeja pse vullkanizimi konsiderohet si një nga operacionet më komplekse të përdorura në prodhimin e gomës. Përveç kësaj, cilësia e lëndës së parë dhe mënyra e parapërpunimit të saj luajnë një rol të rëndësishëm. Nuk duhet të harrojmë për vëllimin e squfurit të shtuar, temperaturën, kohëzgjatjen dhe metodën e vullkanizimit. Në fund, vetitë e produktit të përfunduar ndikohen edhe nga prania e papastërtive me origjinë të ndryshme. Në të vërtetë, prania e shumë papastërtive lejon vullkanizimin e duhur.

Vitet e fundit, përshpejtuesit janë përdorur në industrinë e gomës. Këto substanca të shtuara në përzierjen e gomës shpejtojnë proceset, zvogëlojnë kostot e energjisë, me fjalë të tjera, këta aditivë optimizojnë përpunimin e pjesës së punës.

Gjatë zbatimit të vullkanizimit të nxehtë në ajër, prania e oksidit të plumbit është e nevojshme; përveç kësaj, prania e kripërave të plumbit mund të kërkohet në kombinim me acide organike ose me komponime që përmbajnë hidrokside acide.

Substancat e mëposhtme përdoren si përshpejtues:

sulfide tiuramide;
xanthate;
Merkaptobenzotiazoli.

Vullkanizimi i kryer nën ndikimin e avullit të ujit mund të reduktohet ndjeshëm nëse përdorni kimikate të tilla si alkalet: Ca(OH)2, MgO, NaOH, KOH ose kripërat Na2CO3, Na2CS3. Përveç kësaj, kripërat e kaliumit do të ndihmojnë në përshpejtimin e proceseve.

Ekzistojnë gjithashtu përshpejtues organikë, këto janë amine, dhe një grup i tërë komponimesh që nuk përfshihen në asnjë grup. Për shembull, këto janë derivate të substancave të tilla si aminet, amoniaku dhe një sërë të tjerash.

Difenilguanidina, heksametilentetramina dhe shumë të tjera përdoren më shpesh në prodhim. Nuk është e pazakontë që oksidi i zinkut të përdoret për të rritur aktivitetin e përshpejtuesve.

Përveç aditivëve dhe përshpejtuesve, një rol të rëndësishëm luan edhe mjedisi. Për shembull, prania e ajrit atmosferik krijon kushte të pafavorshme për vullkanizimin në presion standard. Përveç ajrit, anhidridi karbonik dhe azoti kanë një efekt negativ. Ndërkohë, amoniaku ose sulfidi i hidrogjenit kanë një efekt pozitiv në procesin e vullkanizimit.

Procedura e vullkanizimit i jep gomës veti të reja dhe modifikon ato ekzistuese. Në veçanti, elasticiteti i tij përmirësohet, etj. Procesi i vullkanizimit mund të kontrollohet duke matur vazhdimisht vetitë në ndryshim. Si rregull, për këtë qëllim përdoret përcaktimi i rezistencës në tërheqje dhe rezistencës në tërheqje. Por këto metoda kontrolli nuk janë të sakta dhe nuk përdoren.

Goma si produkt i vullkanizimit të gomës

Goma teknike është një material i përbërë që përmban deri në 20 përbërës që ofrojnë veti të ndryshme të këtij materiali. Goma prodhohet nga vullkanizimi i gomës. Siç u përmend më lart, gjatë procesit të vullkanizimit, formohen makromolekulat që sigurojnë vetitë e performancës së gomës, duke siguruar kështu forcë të lartë gome.

Dallimi kryesor midis gomës dhe shumë materialeve të tjera është se ajo ka aftësinë të pësojë deformime elastike, të cilat mund të ndodhin në temperatura të ndryshme, duke filluar nga temperatura e dhomës deri në ato shumë më të ulëta. Goma e tejkalon ndjeshëm gomën në një numër karakteristikash, për shembull, dallohet nga elasticiteti dhe forca, rezistenca ndaj ndryshimeve të temperaturës, ekspozimi ndaj mjediseve agresive dhe shumë më tepër.

Çimento për vullkanizim

Çimentoja për vullkanizim përdoret për funksionimin e vetëvullkanizimit, mund të fillojë nga 18 gradë dhe për vullkanizim të nxehtë deri në 150 gradë. Kjo çimento nuk përmban hidrokarbure. Ekziston edhe çimento i tipit OTR që përdoret për aplikim në sipërfaqe të vrazhda brenda gomave, si dhe ngjitës të serive Type Top RAD dhe PN OTR me kohë tharjeje të zgjatur. Përdorimi i një çimentoje të tillë bën të mundur arritjen e një jete të gjatë shërbimi për gomat e ritretura të përdorura në pajisje ndërtimi speciale me kilometrazh të lartë.

Bëjeni vetë teknologjinë e vullkanizimit të nxehtë për gomat

Për të kryer vullkanizimin e nxehtë të një gome ose tubi, do t'ju duhet një shtypje. Reagimi i saldimit midis gomës dhe pjesës ndodh gjatë një periudhe të caktuar kohe. Kjo kohë varet nga madhësia e zonës që riparohet. Përvoja tregon se do të duhen 4 minuta për të riparuar dëmtimet 1 mm të thella, në varësi të temperaturës së specifikuar. Kjo do të thotë, për të riparuar një defekt 3 mm të thellë, do t'ju duhet të kaloni 12 minuta kohë të pastër. Nuk e marrim parasysh kohën e përgatitjes. Ndërkohë, vënia në punë e pajisjes së vullkanizimit, në varësi të modelit, mund të zgjasë rreth 1 orë.

Temperatura e nevojshme për vullkanizimin e nxehtë varion nga 140 në 150 gradë Celsius. Për të arritur këtë temperaturë nuk ka nevojë të përdorni pajisje industriale. Për të riparuar vetë gomat, është mjaft e pranueshme të përdorni pajisje elektrike shtëpiake, për shembull, një hekur.

Eliminimi i defekteve në një gomë ose tub makine duke përdorur një pajisje vullkanizimi është një operacion mjaft intensiv i punës. Ka shumë hollësi dhe detaje, dhe për këtë arsye ne do të shqyrtojmë fazat kryesore të riparimit.

Për të siguruar akses në vendin e dëmtimit, goma duhet të hiqet nga timoni.
Pastroni gomën pranë zonës së dëmtuar. Sipërfaqja e saj duhet të bëhet e ashpër.
Fryni zonën e trajtuar duke përdorur ajër të kompresuar. Kordoni që shfaqet jashtë duhet të hiqet; mund të kafshohet me prerëse teli. Goma duhet të trajtohet me një përbërje të veçantë degreasing. Përpunimi duhet të kryhet në të dy anët, jashtë dhe brenda.
Në brendësi, një copë e përmasave të përgatitura paraprakisht duhet të vendoset në zonën e dëmtuar. Shtrimi fillon nga ana e rruazës së gomave drejt qendrës.
Nga jashtë, copa gome të papërpunuara, të prera në copa 10-15 mm, duhet të vendosen në vendin e dëmtimit; ato duhet së pari të ngrohen në sobë.
Goma e shtruar duhet të shtypet dhe të nivelohet mbi sipërfaqen e gomës. Në këtë rast, është e nevojshme të sigurohet që shtresa e gomës së papërpunuar të jetë 3-5 mm më e lartë se sipërfaqja e punës e dhomës.
Pas disa minutash, duke përdorur një mulli këndor (mulli këndor), është e nevojshme të hiqni shtresën e gomës së papërpunuar të aplikuar. Nëse sipërfaqja e zhveshur është e lirshme, domethënë ka ajër në të, e gjithë goma e aplikuar duhet të hiqet dhe operacioni i aplikimit të gomës duhet të përsëritet. Nëse nuk ka ajër në shtresën e riparimit, domethënë sipërfaqja është e lëmuar dhe nuk përmban pore, pjesa që riparohet mund të dërgohet nën ngrohjen e mëparshme në temperaturën e treguar më sipër.
Për të vendosur me saktësi gomën në shtyp, ka kuptim të shënoni qendrën e zonës së dëmtuar me shkumës. Për të parandaluar ngjitjen e pllakave të nxehta në gomë, duhet të vendoset letër e trashë midis tyre.

Vullkanizues DIY

Çdo pajisje vullkanizuese e nxehtë duhet të përmbajë dy përbërës:

një element ngrohjeje;
shtyp.

Për të bërë vullkanizuesin tuaj mund t'ju duhet:

hekuri;
sobë elektrike;
pistoni nga motori me djegie të brendshme.

Një vullkanizues i bërë vetë duhet të jetë i pajisur me një rregullator që mund ta fiket kur të arrijë temperaturën e funksionimit (140-150 gradë Celsius). Për shtrëngim efektiv, mund të përdorni një kapëse të zakonshme.