【Сеть резиновых технологий — Другая резина】

Методы измерения пластичности

Обычно существует три метода определения пластичности сырых и составных каучуков: сжатие, вращательное кручение и экструзия. Все они должны проводиться при постоянной температуре, поскольку пластичность зависит от температуры.

1. Метод сжатия

Этот тип метода определения обычно используется: метод Уильяма, метод быстрой пластичности Уоллеса и метод пластичности Девера.

1. метод Вильямса

При постоянной температуре и постоянной нагрузке пластичность оценивают по изменению высоты образца через определенный промежуток времени. Подогрейте цилиндрический образец с Φ=16 мм, h0=10 мм при T=70±1℃ или 100±1℃ в течение 3 минут, сожми его в течение 3 минут, сними нагрузку, вынь образец и восстанови его при комнатной температуре в течение 3 минут, измерь деформация сжатия по высоте образца Рассчитайте пластичность Р, рассчитав величину деформации и величину деформации после снятия нагрузки.

h0 - исходная высота образца, мм h1 - высота образца после 3 мин сжатия, мм h2 - высота после восстановления в течение 3 мин, мм

Если образец представляет собой абсолютную жидкость, то есть h1=h2=0, P=1;

Если образец является абсолютно упругим телом, т. е. h2=h0, P=0;

Сырая резина и резиновая смесь являются вязкоупругими, а их пластичность находится в диапазоне от 0 до 1. Чем больше значение, тем выше пластичность.

2. Метод быстрой пластичности Уоллеса

Принцип тот же, что и у метода Вильямса, а пластичность выражается изменением толщины пленки при постоянной температуре, постоянной нагрузке и постоянном времени.

Этот метод прост в эксплуатации и в основном используется для экспресс-контроля в промышленном производстве.

3. Деверфа

Она выражается величиной нагрузки, необходимой при сжатии образца до заданной высоты при постоянной температуре и постоянном времени.

2. Метод крутящего момента – метод вязкости Муни.

Принцип таков: при определенной температуре, времени и давлении пластичность резины определяется по силе кручения образца при его деформации между подвижной поверхностью (ротором) и неподвижной поверхностью (полостью формы).

Во время испытания поместите образец в полость пресс-формы, как требуется, предварительно нагрейте в течение 1 мин при 100 ° C и заставьте ротор вращаться со скоростью 2 об / мин в течение 4 мин. Измеренное значение крутящего момента представляет собой вязкость по Муни, которая обычно выражается как L. Большой вертел (диаметр 38,1±0,03 мм).

Метод вязкости по Муни быстрее и проще, чем метод сжатия, а выраженная динамическая текучесть ближе к реальной ситуации процесса.

Три, метод экструзии

Измеряют капиллярным реометром.

При определенной температуре, давлении и форме горловины скорость экструзии резиновой смеси измеряют капиллярным реометром в течение определенного промежутка времени, а пластичность выражают в миллиграммах экструзии в минуту.

Преимущества: этот метод аналогичен условиям работы головки экструдера, и можно более конкретно понять влияние пластичности резиновой смеси на производительность экструзии.

Недостатки: Образец методом экструзии требует больше каучука, и образец необходимо предварительно нагревать в течение длительного времени.

Метод пластификации и влияющие факторы

1. Процесс подготовки

1. Клей для выпечки

Температура клея для выпечки NR обычно составляет 50 ~ 60 ℃, время составляет 24 ~ 36 часов, а время нагрева зимой составляет 36 ~ 72 часа.

Температура клея для выпечки CR обычно составляет 24 ~ 40 ℃, а время составляет 4 ~ 6 часов.

Температура обжига не должна быть слишком высокой, иначе это повлияет на физико-механические свойства резины.

2. Вырезать клей

Разрежьте сырую резину на мелкие кусочки с помощью резака для резины.Вес каждого куска зависит от типа резины.Каждый кусок NR составляет 10~20 кг, а каждый кусок CR - не более 10 кг.

3. сломанный клей

Резиновый блок необходимо разбить клеевым раствором для пластификации. Расстояние между резиновыми роликами обычно составляет 2~3 мм, а температура роликов поддерживается на уровне ниже 45°C.

Два, процесс пластификации открытой мельницы

(1) Принцип пластификации открытой мельницы

Два вальца открытой мельницы вращаются относительно друг друга с разной скоростью, а резиновый материал размещается над двумя вальцами и под действием трения переносится вальцовым расстоянием. Из-за разной скорости вращения поверхности ролика резиновый материал подвергается фрикционному сдвигу и экструзии с разными скоростями при прохождении через расстояние ролика, а резиновый материал многократно пластифицируется через расстояние ролика.

(2) Технологический метод пластификации на открытой мельнице

1. Способ пластификации с рулонной обмоткой

Намотайте пленку на передний валик и дайте ей пройти через валик и многократно пластифицируйте, пока она не достигнет указанного требования к пластичности.

Недостатки: длительное время пластификации, низкая эффективность, низкая пластичность в итоге.

Далее он делится на: один этап пластификации: пластификация имеет длительное время и низкую эффективность и не подходит для пластификации сырой резины с высокими требованиями к пластичности.

Сегментная пластификация: пластификация роликами в течение 10-15 мин, разгрузка, охлаждение и стоянка в течение 4-8 часов, а затем выполнение следующей пластификации до достижения требуемой пластичности. Обычно его делят на двухстадийную пластификацию и трехстадийную пластификацию в зависимости от требований к пластичности.

2. Тонкопроходной метод пластификации

Когда расстояние между роликами составляет менее 1 мм, резиновый материал будет падать непосредственно на лоток для приема клея, не оборачивая ролик после прохождения расстояния между роликами, так что резиновый материал вернется к верхней части расстояния между роликами и пройдет через расстояние между роликами. расстояние ролика снова, и это повторяется несколько раз.

Преимущества: Резиновый материал быстро рассеивается, охлаждающий эффект хороший, пластичность пластифицированной резины равномерная, качество высокое, может достигать любой степени пластификации.

3. Химическая пластификация и пластификация

Использование химических пептизаторов увеличивает эффект пластификации, повышает эффективность производства пластификаторов и экономит потребление энергии. Химический пептизатор должен использоваться в виде маточной смеси, а температура валков мельницы должна быть соответствующим образом увеличена.

(3) Факторы, влияющие на пластификацию на открытых мельницах

1. Заправочная способность

Производительность по загрузке клея зависит от технических характеристик открытой мельницы.Если производительность большая, будет трудно рассеивать тепло, температура клея повысится, и эффект пластификации будет снижен; если производительность слишком мала, производство эффективность будет снижена.

Разумная емкость рассчитывается по эмпирической формуле:

Q – пластифицирующая способность, л; K – коэффициент стажа, значение которого обычно составляет 0,0065~0,0085, л/см3; D – диаметр вальца, см; L – длина рабочей части валка, см.

Синтетический каучук выделяет большое количество тепла при жевании, и его нагрузочная способность должна быть меньше, чем у НК.

2. Расстояние рулона

Чем меньше расстояние между валками, тем более очевиден эффект механической пластификации. Фактическое расстояние ролика, используемое при тонком проходе, обычно составляет 0,5–1 мм.

3. Скорость вращения и соотношение

Если расстояние между валками постоянное, увеличение скорости вращения валков или передаточного отношения в открытом прокатном стане увеличит эффект механического сдвига резиновой смеси, тем самым улучшив эффект механической пластификации. Передаточное отношение открытой мельницы обычно составляет от 1,15 до 1,27. Если передаточное число слишком велико, температура повышается быстрее.

4. Температура рулона

Температура валка низкая, а эффект пластификации хороший. Слишком низкая температура ролика может легко привести к перегрузке и повреждению оборудования. Температура пластификации зависит от типа сырой резины, NR обычно контролирует температуру переднего ролика на уровне 45~55℃ и температуру заднего ролика на уровне 40~50℃.

5. Время пластификации

В первые 10-15 мин процесса пластификации вязкость резиновой смеси по Муни быстро снижается, а затем постепенно замедляется.

6. химический пептизатор

Использование пептизатора может улучшить пластифицирующий эффект, сократить время пластификации и снизить упругое восстановление. При использовании химических пептизаторов правильное повышение температуры улучшит эффект пластификации, а температура пластификации обычно составляет 70~75℃.

Количество пептизатора обычно составляет 0,1~0,3% от массы сырого каучука в НК, и должно быть увеличено до 2~3% в синтетическом каучуке.

3. Процесс пластификации внутреннего смесителя

Преимущества: высокая степень автоматизации, высокая эффективность производства, энергосбережение, низкая трудоемкость;

Недостатки: высокая температура, затрудненное охлаждение, легкость перерафинирования, выгрузка имеет аморфную форму, требуется соответствующий таблеточный пресс.

(1) Принцип работы миксера

После того, как материал добавлен в смесительную камеру из загрузочного бункера, загрузочная дверца закрывается, а верхний болт прессующего устройства опускается для создания давления в материале. Под действием давления и трения верхнего болта материал попадает в зазор между двумя роторами со спиральными кромками, соотношением скоростей и противоположным вращением, так что материал разделяется ротором и ротором, а также ротором и стенки смесительной камеры. В системе замешивания, состоящей из верхнего верхнего болта и нижнего верхнего болта, он подвергается сильному эффекту замешивания постоянно меняющихся и повторяющихся сдвигов, разрывов, перемешивания и трения, чтобы достичь цели пластификация.

В смесительной камере материал в основном выполняет несколько функций:

1. Роль между роторами и между роторами и внутренней стенкой смесительной камеры;

2. Эффект перемешивания между кромками ротора;

3. Ротор осевого возвратно-поступательного режущего действия.

(2) Процесс пластификации внутренним смесителем

Существует три типа методов пластификации во внутреннем смесителе: метод однократной пластификации, метод сегментной пластификации и метод химической пластификации и пластификации.

(3) Факторы, влияющие на пластификацию внутреннего смесителя

1. температура

Пластификация внутреннего смесителя представляет собой высокотемпературную пластификацию.Необработанный каучук подвергается высокотемпературному и сильному механическому сдвигу во внутреннем смесителе, в основном из-за высокотемпературного окисления, и требуемая пластичность может быть получена за короткое время. температура пластификации выше 120 ℃, а у некоторых может достигать 160 ℃, но высокая температура приведет к снижению физико-механических свойств каучука.

Как правило, температура пластификации НК не должна превышать 155℃. Используйте внутренний миксер для перемешивания синтетического каучука, чтобы избежать гелеобразования. Диапазон температур зависит от конкретных характеристик резины. Для SBR температуру следует поддерживать ниже 155°C, чтобы избежать гелеобразования. При использовании пептизатора температуру пластификации можно контролировать на уровне 160 ℃.

2. Скорость вращения

Высокая скорость и высокая эффективность пластификации. Скорость увеличили с 25 до 75 об/мин, а время пластификации сократили с 30 до 10 мин. Увеличение частоты вращения неизбежно ускорит тепловыделение и нагрев резиновой смеси, поэтому охлаждение необходимо усилить.

3. время

При пластификации внутренним смесителем пластичность каучука увеличивается с увеличением времени пластификации. При пластификации пептизатором пластифицирующий эффект будет улучшен, а время пластификации может быть сокращено на 30-50%.

4. давление верхнего болта

Верхний болт должен находиться под давлением, чтобы усилить срезающее действие ротора на компаунд. Если давление слишком мало, резина не может быть сжата, но если давление слишком велико, оборудование будет перегружено. Давление верхнего болта обычно составляет 0,5–0,8 МПа.

5. Заправочная способность

Загрузочная способность смесителя различных спецификаций составляет от 48% до 62% объема смесителя.

6. химический пептизатор

Температура пластификации внутреннего смесителя высока, а метод пластификации с использованием химических пептизаторов разумен и эффективен.

4. Процесс пластификации винтового пластификатора

(1) Принцип работы шнекового пластификатора

В шнековом пластификаторе, с одной стороны, сырая резина подвергается сильному механическому перемешиванию шнеком, а с другой стороны, поскольку сырая резина подвергается трению между шнеком и внутренней стенкой корпуса машины, выделяется большое количество тепла, а температура достигает 150~180 °C, что ускоряет окисление, крекинг для получения пластифицирующего эффекта. Сеть резиновых технологий

Преимущества: непрерывное производство, большая производственная мощность, подходит для крупных шинных заводов.

Недостатки: высокая температура рафинирования, большая термопластичность пластифицированного каучука, неравномерность качества, неравномерность рафинирования.

(2) Факторы, влияющие на пластификацию шнекового пластификатора

1. Температура пластификации

Если температура слишком низкая, нагрузка на оборудование слишком большая, пластичность пластифицированного каучука слишком низкая, а если температура слишком высокая, легко вызвать чрезмерную окислительную деградацию макромолекулярной цепи и повредить качество резиновая смесь. Следовательно, температура жевания должна контролироваться в соответствующем диапазоне. Температура пластификации NR обычно поддерживается ниже 60°C для хвостовой части, 80~90°C для фюзеляжа, 90~100°C для головы и ниже 180°C для температуры рафинирования.

2. Скорость подачи

Скорость подачи должна быть соответствующей и равномерной. Если скорость слишком высока, время пребывания резинового материала в цилиндре короткое, пластификация неравномерна и возникает явление захвата. Слишком медленно не только снижает эффективность производства.

3. Удаление вяжущих пор

Размер пор рафинирования зависит от требований степени пластификации резинового материала. Поры мелкие, скорость и количество истечения клея снижены, пластичность резиновой смеси слишком велика, эффективность производства снижена. Наоборот, увеличивается пористость клея, увеличивается количество выпускаемого клея и повышается производительность, но пластичность пластифицированной резины низкая и неравномерная.

5. Дополнительная обработка после пластификации

1. Таблетка или гранулят

2. охлаждение и сушка

3. парк

Высушенная пленка должна храниться более 4-8 часов, прежде чем ее можно будет использовать в следующем процессе.

4. Проверка качества

Пластифицирующие свойства широко используемых каучуков

1. Причины сложности пластификации резины

1. Причины, по которым NR легко пережевывается:

(1) возникает эффект сопряжения метильных групп и двойных связей в макромолекулах, энергия связи снижается, и ее легко разорвать;

(2) молекулярная масса велика и цепь легко рвется;

(3) Свободные радикалы, образующиеся после разрыва цепи макромолекул, очень стабильны;

(4) Разложение гидропероксида, образующегося при окислении макромолекул, приводит к разрыву макромолекулярных цепей.

2. Пластифицирующие свойства некоторых широко используемых каучуков.

1. NR

NR легче пережевывать, и разные сорта имеют разные свойства пережевывания.

Начальная вязкость по Муни клея для табачных листов относительно высока (обычно от 95 до 120), и для получения надлежащей пластичности его необходимо пластифицировать. Серия SMR NR имеет низкую начальную вязкость по Муни (обычно от 40 до 75) и, как правило, не требует пережевывания.

NR перемалывается на открытой мельнице, обычно при низкой температуре (40~50 ℃), и эффект тонкого перетирания хороший. При пластификации с помощью внутреннего смесителя температура должна быть ниже 155 °C.

При пережевывании NR часто добавляют химические пептизаторы для улучшения эффекта пережевывания.

2. СБР

Начальная вязкость по Муни мягкого бутадиен-стирольного каучука обычно составляет от 54 до 64, при этом не требуется пережевывания.

SBR мало влияет на механическую пластификацию.Более эффективным методом является высокотемпературная пластификация.Лучшая температура составляет 130~140 ℃, а температура слишком высока, при которой легко образуется гель.

3. BR

BR обычно не нужно пережевывать.

4. CR

Начальная вязкость CR по Муни низкая и, как правило, не требует пережевывания. Однако при хранении его пластичность будет снижаться, поэтому для получения требуемой пластичности ХЛ все же необходимо пластифицировать.

CR следует пластифицировать с помощью открытой мельницы, и эффект низкотемпературной тонкой пластификации является лучшим.

5. БИХ

Сорта с вязкостью по Муни от 38 до 75 обычно не нуждаются в пластификации.

Эффект механической пластификации в ИИХ невелик, но лучшего пластифицирующего эффекта можно добиться при использовании внутреннего смесителя при температуре выше 120 °С и добавлении пептизатора для высокотемпературной пластификации.

6. NBR

Для измельчения NBR следует использовать открытую мельницу при низкой температуре (ниже 40°C), небольшом расстоянии между валками (около 1 мм) и низкой производительности (около 1/2~1/3 производительности NR). Как правило, для пластификации не подходит открытая мельница, NBR легко образует гель.