Jak probíhá vulkanizace?

VYTVRZOVÁNÍ, technologie proces, při kterém se plastová pryž mění na pryž. Vulkanizací se tvar výrobku zafixuje a získá potřebnou pevnost, pružnost, tvrdost, odolnost proti roztržení, únavovou odolnost a další užitečné užitné vlastnosti. S chem. vulkanizace je z hlediska spojení („zesíťování“) pružných makromolekul kaučuku do trojrozměrných prostorů. pletivo (tzv. vulkanizační pletivo) se vzácnými příčnými chemikáliemi. spojení. K tvorbě mřížky dochází pod vlivem speciálních. chem. agent a/nebo energie. faktor, například vysoká teplota, ionizující záření. Příčné vazby omezují nevratné pohyby makromolekul během srsti. zatížení (snížit plastický tok), ale nemění jejich schopnost být vysoce elastické. deformace (viz Vysoce elastický stav). Stupeň zesítění (hustota sítě zesítění) je charakterizován rovnovážnými moduly v tahu nebo smyku, které se určují při relativně malých deformacích, rovnovážném bobtnání v dobrém roztoku, jakož i obsahem makromolekul zbývajících v zesíťovaný vzorek mimo síť (solová frakce).

Struktura vulkanizační sítě. Vulkanizační mechanismus. Vulkanizace síť má složitou strukturu. V něm jsou spolu s uzly, ve kterých jsou spojeny dvě makromolekuly (tetrafunkční uzly), sledovány i uzly multifunkční (spojení více makromolekul v jednom uzlu). Vlastnosti sítí závisí na koncentraci příčných chemikálií. vazby, jejich rozdělení a chemie. struktur, stejně jako z průměrného mola. hmotnost a MWD vulkanizačního kaučuku, větvení jeho makromolekul, obsah solfrakce v síti atd. Optimální hustoty sítě je dosaženo za účasti pouze 1-2 % monomerních jednotek makromolekuly v zesíťování. Mohou se objevit vady pletiva. uvolnit konce makromolekul, které v něm nejsou zahrnuty, ale jsou k němu připojeny; křížové spojky spojující úseky stejného řetězu; přesahy nebo propletení řetězů apod.

Příčná chem. spoje – vlivem rozkladu vznikají mosty. vulkanizační činidla a jsou fragmenty molekul samotného činidla. Z chem. Složení těchto mostů závisí na mnoha faktorech. vykořisťování vlastnosti pryže, např. odolnost proti tepelné oxidaci stárnutí, rychlost akumulace zbytkových deformací za podmínek stlačení při zvýšené t-rah, odolnost vůči agresivnímu prostředí. Vliv chem. Složení a délka příčných vazeb na pevnost pryže za normálních teplot nebyla spolehlivě stanovena.

Struktura sítě vulkanizátů vyplněných tech. uhlík (saze), obtížnější než neplněné, kvůli silným fyzikálním a chemickým vlastnostem. interakce plněná guma. Pro takové vulkanizáty množství. vztah mezi parametry struktury sítě a provozními vlastnosti nebyly dosud nalezeny. Existuje však celá řada kvalit. a polomnožství. závislosti, které jsou široce používány k vývoji kaučukových formulací a predikci jejich chování během vulkanizace.

V praxi se pro zajištění vysokého výkonu zařízení snaží o minimum. trvání vulkanizace, ale za podmínek, které zajistí efektivní zpracování směsí a získání kaučuku s nejlepšími vlastnostmi. Celý proces je obvykle rozdělen do tří období: 1) indukce; 2) období tvorby mřížky; 3) revulkanizace (reverze). Podle délky indukce. období, kdy není pozorováno měřitelné zesítění, určuje odolnost kaučukové směsi proti předčasné vulkanizaci (subvulkanizaci). To ztěžuje zpracování směsi a vede ke zhoršení kvality produktů. Toto období je zvláště důležité při vulkanizaci vícevrstvých výrobků, protože S prodlužujícím se trváním se zintenzivňuje adheze jednotlivých vrstev směsi při tvorbě produktu a kovulkanizace vrstev.

Dokončení doby tvorby sítě odpovídá optimální vulkanizaci – době, během které se obvykle dosáhne vytvoření vulkanizátu s nejlepšími vlastnostmi. Technicky důležitou charakteristikou je vulkanizační plató, tedy časový úsek, během kterého se hodnoty měřeného parametru blízké optimu mění relativně málo. Převulkanizace je způsobena pokračujícím zahříváním kaučuku po spotřebování vulkanizačního činidla. Převulkanizace se projevuje dalším zvýšením tvrdosti vulkanizátu (např. při vulkanizaci polybutadienu kopolymery butadienu se styrenem nebo akrylonitrilem) nebo naopak jeho změkčením (při vulkanizaci polyisoprenu, butylkaučuku, popř. etylen-propylenový kaučuk). Tyto změny vlastností jsou spojeny s tepelnou restrukturalizací vulkanizace. síťovina, termo a termooxidační činidlo. přeměny makromolekul.

Elementární reakce probíhající při vulkanizaci jsou určeny chemicky. struktura kaučuku a vulkanizačního činidla, jakož i podmínky procesu. Obvykle, bez ohledu na povahu těchto procesů, existují 4 stupně vulkanizace. Na prvním, zahrnujícím hlavně indukci. období se vulkanizační činidlo přemění na aktivní formu: v důsledku jeho reakce s urychlovači a aktivátory procesu, tzv. aktivní vulkanizační činidlo (DAV). [Použití relativně stabilních komponent vulkanizačního systému je dáno jednak potřebou relativně dlouhého (až ročního) skladování v gumárnách, jednak zachováním plasticity kaučukové směsi po určitou dobu, neboť jinak by možnost lisování výrobku je vyloučeno.]

Samotné zesíťování zahrnuje dva stupně: a) aktivaci makromolekul jako výsledek jejich reakce s DAS, vedoucí ke vzniku volného polymeru. radikál, polymerní ion nebo aktivní meziprodukt. produkt přidání vulkanizačního činidla do makromolekuly; b) interakce dvě aktivované makromolekuly (nebo aktivované a neaktivované) za vzniku příčné vazby. Ve 4. etapě se „primární“ příčné vazby přeskupují do tepelně a chemicky stabilnějších struktur; při vulkanizaci speciálních pryží. destinace, např. polysiloxanové nebo fluorové kaučuky, k tomuto účelu slouží samostatná technol. provoz – expozice ve vzduchových termostatech.

Konkrétní Zvláštností uvažovaných roztoků je vysoce viskózní médium a také velký přebytek kaučuku oproti množství vulkanizačního činidla (obvykle 1-5 % hmotnosti kaučuku). Většina vulkanizačních činidel je špatně rozpustná (pevné látky) nebo špatně kompatibilní (kapaliny) s kaučukem; Proto se pro rovnoměrné rozptýlení vulkanizačního prostředku v kaučukovém médiu ve formě částic (kapek) o co nejmenší velikosti používají speciální prostředky. disperzanty, což jsou povrchově aktivní látky pro tento systém. Dobrým dispergačním činidlem je např. stearan zinečnatý, který vzniká v kaučukové směsi při smíchání kyseliny stearové se ZnO, používaný jako aktivátor při vulkanizaci síry. Přítomnost polárních skupin v makromolekule, polární nerozpustné látky v kaučukové směsi a řada dalších faktorů přispívá k lokální koncentraci i vulkanizačních činidel, která jsou v kaučuku pH rozpustná. Výsledkem je, že reakce způsobující vulkanizaci probíhají částečně jako homogenní (rozpuštěný DAS) a částečně jako heterogenní [reakce na rozhraní mezi kaučukem a částicí (kapka) DAS]. Předpokládá se, že heterogenní řešení vedou k vytvoření sítě s úzkou MWD segmentů makromolekul mezi příčnými vazbami, díky čemuž se zvyšuje elasticita a dynamika. odolnost a pevnost vulkanizátů. Statistický distribuce příčných vazeb, charakteristická pro homogenní roztoky, je výhodná při dosažení zhutnění. guma, max. Jejich důležitou vlastností je nízká akumulace zbytkových deformací během stlačení.

Protože podíl je heterogenní. r-tions závisí na struktuře vulkanizace. sítě, vlastnosti vulkanizátů jsou dány nejen chemickým mechanismem. r-tions, ale také velikostí a distribucí dispergovaných částic vulkanizačního činidla a DAS v kaučuku, intenzitou mezimolekul. interakce na rozhraní apod. Vliv těchto faktorů se projevuje při míchání kaučuku s přísadami a zpracování kaučukové směsi. Vlastnosti vulkanizátu proto závisí na „prehistorii“ konkrétního vzorku.

Технология vulkanizace. Vulkanizační systémy. Většina kaučukových směsí je vulkanizována při 130-200 °C za speciálních podmínek. jednotky (lisy, autoklávy, formovače-vulkanizéry, solné lázně, kotle, vstřikovací lisy atd.) využívající nejrůznější chladiva (přehřátá vodní pára, horký vzduch, elektrické vytápění atd.). Tmely, pryžové povlaky apod. jsou často vulkanizovány cca. 20 °C („studená“ vulkanizace).

Spektrum vulkanizačních činidel je poměrně široké a jejich výběr je dán chemií. struktura pryže, provozní podmínky výrobků a přijatelná technologie. způsob vulkanizace. Pro dienové kaučuky (homo- a kopolymery isoprenu nebo butadienu) max. tzv vulkanizace síry. Používá se při výrobě automobilových pneumatik a duší, mnoha dalších. druhy pryžové obuvi, pryžové zboží apod. Světová spotřeba síry na vulkanizaci přesahuje 100 tis. tun/rok (její průměrný obsah v pryžové směsi je 1,5 % hm.).

Naíb. důležité součásti sirného vulkanizačního systému – urychlovače vulkanizace; Změnou jejich druhu a množství (s povinnou přítomností aktivátoru vulkanizace – směsi ZnO s kyselinou stearovou) je možné v širokém rozsahu měnit rychlost vulkanizace, síťovou strukturu a vlastnosti kaučuku. Je to chem. struktura urychlovače určuje rychlost tvorby a reakce. schopnost DAV. V případě vulkanizace síry se jedná o polysulfidovou urychlovací sloučeninu (Usk) typu Usk-S_х-Usk nebo Usk-S_x-Zn-S_y-Usk. V důsledku reakcí DAV se vytvoří příčné vazby obsahující jednu nebo více se smethylenovými skupinami a/nebo dvojnými vazbami makromolekuly. atomy síry.

V průmyslu jako urychlovače vulkanizace síry nejvíce. Substituované thiazoly a sulfenamidy jsou široce používány (70 % z celkové spotřeby těchto složek). Například ty první 2-merkaptobenzthiazol, dibenzothiazolyldisulfid, poskytuje široké vulkanizační plató a vysokou odolnost pryže proti tepelné oxidaci. stárnutí. Sulfenamidy, např. N-cyklohexyl-2-benzothiazolylsulfenamid (sulfenamid C), morfolylthiabenzothiazol (sulfenamid M), snižují sklon směsí k předčasné vulkanizaci, zlepšují tvarovatelnost směsí a tuhost produktů a oddalují vedlejší procesy (např. destrukce a izomerizace pryž).

V přítomnosti například urychlovače ze skupiny thiuram. tetra-methylthiuramdisulfid, dipentamethylenthiuramtetrasulfid, kaučuk s vyšší tepelná odolnost. Tyto sloučeniny, které poskytují vysokou rychlost vulkanizace síry, jsou schopny vulkanizovat dienové kaučuky bez elementární síry. Ještě větší urychlení vulkanizace je pozorováno při použití tzv. ultraurychlovače – dithiokarbamáty a xantháty. V přítomnosti první (dimethyldithiokarbamát Zn, diethyldithiokarbamát diethylamin) kaučukové směsi m. m. krátkodobě vulkanizován při 110-125°C. Ve vodě rozpustní zástupci této skupiny sloučenin, např. Dimetyldithiokarbamát sodný se používá pro vulkanizaci latexových směsí a některých kaučukových lepidel. Xantháty, např. butyl xanthát Zn, použijte Ch. arr. v adhezivních kompozicích, které vulkanizují při 20-100 °C.

První urychlovače vulkanizace síry zavedené do praxe – aldehydaminy (kondenzační produkty anilinu s aldehydy) a guanidiny (především difenylguanidin) – se vyznačují opožděným účinkem. Díky tomu jsou vhodné pro získávání ebonitů a masivních výrobků. Difenylguanidin se navíc široce používá v kombinaci s thiazoly ke zvýšení aktivity thiazolů; Bylo vyvinuto velké množství dvojitých urychlovacích systémů, které poskytují účinnější vulkanizaci než každý z nich samostatně.

K účinnému snížení sklonu ke vznícení kaučukových směsí se sírovým vulkanizačním systémem se používají retardéry vulkanizace – N-HH-trosodifenylamin, anhydrid kyseliny ftalové, N-cyklohexylthioftalimid. Účinek těchto složek je snížen na snížení rychlosti reakce složek vulkanizačního systému s pryží nebo mezi sebou během tvorby DAS.

Za účelem získání pryže se speciální St. you v průmyslu rozšiřuje použití takových vulkanizačních činidel, jako jsou org. peroxidy, alkylfenol-formalde. pryskyřice, oligoesterakryláty a další nenasycené sloučeniny, org. polyhalogenderiváty, nitrososloučeniny aj. Roste také zájem o vulkanizaci pod vlivem záření. záření a další fyzikální faktory. Peroxid a záření pneumatiky se liší výše. tepelná odolnost a vylepšené dielektrikum. svatý ty; alkylfenol-formální vulkanizované kaučuky. pryskyřice – vysoce odolné vůči přehřáté páře.

Vulkanizace kaučuků obsahujících funkční skupiny v makromolekule. skupiny, je také možné pomocí sloučenin, které vstupují do chemických reakcí s těmito skupinami. okresů. Vinylpyridinové kaučuky se tak vulkanizují polyhalogenovými deriváty, kaučuky obsahujícími halogen (polychloropren, chlorsulfonovaný polyethylen, chlorbutylkaučuk, fluorkaučuky) s diaminy a polyoly a urethandiisokyanáty.

===
španělština literatura k článku „VULKANIZACE“: Hofmann V., Vulkanizační a vulkanizační činidla, přel. z němčiny, L., 1968; Blokh G. A., Organické vulkanizační urychlovače a vulkanizační systémy pro elastomery, L., 1978; Dontsov A. A., Procesy strukturování elastomerů, M., 1978; Dogadkin B.A., Dontsov A.A., Shershne in V.A., Chemistry of Elastomers, 2. vyd., M., 1981; Dontsov A. A., Shershnev V. A., „ZhVHO im. D. I. Mendělejev“, 1986, sv. 31, č. 1. A. A. Doncov.

Stránka „VULKANIZACE“ byla připravena na základě materiálů z chemické encyklopedie.

Pneumatiky jsou denně vystaveny zvýšenému zatížení a bezpečnost jízdy přímo závisí na jejich stavu. V tomto ohledu je v případě poškození nebo výrazného opotřebení výhodnější koupit nové pneumatiky. Pokud na to není dostatek peněz, lze provést vulkanizaci. Jedná se o typ opravy pneumatik, který zahrnuje přeměnu pryže na pryž.

Vulkanizace pneumatik se provádí při určité teplotě, což umožňuje dosáhnout určitých vlastností pryže:

• zvýšená pevnost a tvrdost
• požadovaná elasticita (liší se v závislosti na sezónnosti pneumatik)
• odolnost vůči nízké nebo vysoké teplotě

Při vulkanizaci pneumatik se používá nejen pryž (přírodní nebo umělá), ale také řada dalších látek, včetně:

• síry nebo jejích sloučenin
• změkčovadla
• organická plniva (množství a druh závisí na požadovaných technických vlastnostech pryže)
• barviva

Přesné složení směsi stanoví vulkanizační specialista s přihlédnutím k účelu směsi, například složení musí mít zlepšené vlastnosti z hlediska ochrany proti destrukci chemicky agresivními činidly apod.

Druhy a vlastnosti vulkanizace pneumatik

Většina autoservisů nabízí 2 typy vulkanizace:

• Studená, ve které je na poškozenou oblast instalována náplast pomocí lepidla
• Horké, což zahrnuje tepelné zpracování surové pryže nanesené na poškozenou oblast pneumatiky

Podívejme se blíže na vlastnosti obou metod

Studená vulkanizace

Tento způsob protektorování pneumatik je vhodný pro rychlé opravy a nevyžaduje teplo. Náplast je připevněna k „cementu“ (speciální lepidlo)

Studená vulkanizace pneumatik:

• demontáž kola, provedení diagnostiky závad
• čištění a odmašťování povrchu
• nanesení lepidla a instalace záplaty
• nahuštění pneumatiky a její montáž na ráfek

Protože 100% přilnutí náplasti ke gumě vyžaduje až 48 hodin, není vhodné hned po opravě jezdit na dlouhé vzdálenosti.

Horká vulkanizace

Složitější metoda opravy, která zahrnuje použití gumy a vysoké teploty. Vlivem tepelných účinků tvoří složky směsi jednu monolitickou vrstvu s vysokým stupněm odolnosti proti opotřebení a pevnosti

Horká vulkanizace zahrnuje následující kroky:

• demontáž pneumatiky
• čištění řezu nebo propíchnutí pomocí řezačky
• ošetření místa speciálními látkami včetně odmašťovače
• vysušení pracovního prostoru a následné vyplnění defektu gumou
• umístění pneumatiky do vulkanizátoru
• zpracování pryže při teplotách od 140°C do 150°C (doba závisí na tloušťce materiálu)
• instalace kordu pro udržení strukturální pevnosti a snížení rizika prasklin v místě opravy
• dokončení a montáž pneumatiky na kolo

Jak spolehlivé jsou pneumatiky po vulkanizaci?

Vulkanizace je považována za dobrý způsob opravy bočních řezů. Pokud byly práce provedeny za použití kvalitních materiálů, dodržení technologie a profesionálního vybavení, pak opravy mohou prodloužit životnost výrobku. Po vulkanizaci může kolo vydržet jednu až několik sezón (s výhradou provozních pravidel a nepřítomnosti dalšího poškození)

Pokud je volba ve prospěch studené vulkanizace pneumatik, je třeba věnovat velkou pozornost kvalitě složení lepidla. V případě hlubokého poškození je vhodné provést patkování a ošetření nejen zvenku, ale i zevnitř pneumatiky

Po opravě je důležité sledovat stav pneumatiky. Pokud se v místě defektu objeví kýla, měli byste rychle vyhledat opravu (v některých případech to již není vhodné a budete muset vyměnit pneumatiku za novou)

Je důležité si uvědomit, že vulkanizace mění strukturu kola a posouvá těžiště. Aby se předešlo nepříjemným následkům tohoto procesu v podobě předčasného opotřebení, prodloužení brzdné dráhy, vibrací při vysokých rychlostech atd. Po instalaci opravené pneumatiky je nutné pneumatiku vyvážit