Kummitoodete survevormimisprotsessi käigus on hallituse õõnsuse saastumine (st hallituse saastumine) tavaline ja keeruline probleem. Hallituse õõnsuse saastumine võib põhjustada toodete pinnakvaliteedi langust, tootmise efektiivsuse vähenemist ja hallituse hoolduskulude suurenemist. Selles artiklis uuritakse sügavalt, kuidas kummiühendid põhjustavad hallituse õõnsuse saastumist mitmest aspektist, näiteks kummistühendite komponendid, vulkaniseerimisprotsess ja töötlemise tehnoloogia, ning viia läbi selle mehhanismi süstemaatiline analüüs, mõjutavad tegurid ja kontrollmeetmed.
1. Hallituse õõnsuse ilmingud ja mõjud saastumise
1.1 Hallituse õõnsuse saastumise peamised ilmingud
Hallituse õõnsuse saastumine näitab peamiselt järgmistel vormidel:
Süsinikadined: hallituse õõnsuse pinnale moodustuvad mustad koksijäägid, mille põhjuseks on kummiühendi teatud komponentide kõrge temperatuuri termiline lagunemine.
Õitsev saastumine: mõned liitvahendid (näiteks kiirendid, vananemisvahendid, täiteained jne) sadestuvad vulkaniseerimisprotsessi ajal või pärast seda, moodustades valge või pruuni hallituse saastumise.
Õlised saasteained: plastifikaatorid, pehmendajad või teatud madala molekulaarse raskuse polümeerid kummi valemi korral, moodustades rasvase saastumiskihi.
Kilpad: lukustamata või osaliselt kõrvetatud kummistühendid kleepuvad hallituse pinnale, muutes sellele järgneva demoldimise keeruliseks.
1.2 Hallituse õõnsuse saastumise mõjud
Toote pinna kvaliteedi mõjutamine: saasteained võivad põhjustada tootepinna defekte, näiteks mustad laigud, eredad laigud, karedus jne, mis mõjutab välimuse kvaliteeti.
Tootmise efektiivsuse vähendamine: sagedane hallitus - puhastusoperatsioonid suurendavad seisakuid ja vähendavad tootmise tõhusust.
Tootmiskulude suurendamine: hallituse puhastamine nõuab keemiliste puhastusvahendite kasutamist või mehaanilist töötlemist, suurendades tootmiskulusid.
Korraldust mõjutav eluiga: sagedane puhastamine võib kahjustada hallituse pinnakatte ja kiirendada hallituse kulumist.
2. Kummühendite põhjustatud hallituse õõnsuse peamised mehhanismid
2.1 Kummiühendite termiline lagunemine ja karboniseerimine
Kui kummimaterjalid on kõrgel temperatuuril vulkaniseeritud, toimub termiline lagunemine. Mõned komponendid, näiteks kummist põhiahel, vulkaniseerivad ained, kiirendid ja plastifikaatorid, võivad laguneda karbiidide moodustamiseks, mis ladestatakse hallituse pinnale. Peamised mehhanismid hõlmavad:
Kummist maatriksi termiline lagunemine: sellised kummid nagu NR (looduslik kumm), SBR (Styreen - butadieeni kumm) ja NBR (nitriil - butadieeni kumm) võivad laguneda, kuna lokaalne ülekuumeneb vulkaniseerumise temperatuuridel (150 - 180 aste), vormikorrarühmad.
Orgaaniliste ühendavate ainete kook: mõned orgaanilised vulkaniseerivad ained (näiteks DTDM, TMTD) ja kiirendid (näiteks CBS, TBBS) võivad laguneda kõrgel temperatuuril, moodustades ebastabiilsed produktid, näiteks väävel ja lämmastikoksiidid. Need ained süsinikuvad veelgi ja kleepuvad hallituse õõnsusega.
2.2 Ühendavate ainete sadestumine
Kummühendid sisaldavad mitmesuguseid liitvahendeid, näiteks vananemisvastaseid aineid, plastifikaatoreid ja täiteaineid. Need võivad sadestuda vulkaniseerimisprotsessi ajal lahustuvuse või termilise migratsiooni vähenemise tõttu, põhjustades saastumist:
Madala lahustuvuse sademed vananemisvastased ained: näiteks vananemisvastased ained 4010NA ja 4020 võivad kummiühendi siseküljelt rännata hallituse pinnale vulkaniseerimisprotsessi ajal, moodustades helekollase või pruuni saastumise.
Täitesaded: täiteained nagu kaltsiumkarbonaat ja ränidioksiid võib vulkaniseerimisprotsessi ajal sadestuda kummimaatriksist, kui need pole ühtlaselt hajutatud või lisatakse liigsetes kogustes, põhjustades saastumist.
2.3 Kummi plastifikaatorite ja pehmendajate eksatsioon
Kummist valemid sisaldavad sageli teatud koguses plastifikaatoreid (näiteks parafiiniõli, nafteenõli) ja pehmendajaid (näiteks asfalt, männi tõrva). Need ained võivad migreeruda pinnale suurenenud molekulaarse ahela liikumise tõttu vulkaniseerumise temperatuuridel, moodustades hallituse pinnale õlise saastumise ja mõjutades lammutamist.
2.4 Ebaühtlane rist - ühendamine vulkaniseerimisprotsessi ajal
Vulkaniseerimisprotsessi ajal, kui risti tihedus mõnes piirkonnas on liiga kõrge või liiga madal, võib see põhjustada kummistühendite kohalikku kõrvetamist või hallituse adhesiooni:
Kohalik üle - vulkaniseerumine: temperatuuri ebaühtlase jaotuse tõttu on vormi lokaalne temperatuur liiga kõrge, mille tulemuseks on kummiühendi ühendamine ja koksi saasteainete moodustumine.
Kohalik vulkaniseerumine: kui kummist ühendi valemi vulkaniseerumiskiirus on aeglane, ei pruugi mõned osad olla täielikult vulkaniseeritud, põhjustades ristumise ühendatud kummiühendit hallitusele ja mõjutades järgnevat tootmist.
3. Hallituse õõnsuse saastumist mõjutavate tegurite analüüs
Hallituse õõnsuse saastumist mõjutavad mitmed tegurid, sealhulgas peamiselt kummi valemid, vulkaniseerimisprotsessid, hallituse kujundamine ja tootmiskeskkond. Järgnev on nende tegurite üksikasjalik analüüs:
3.1 Valemite kujundamise mõju
Kummist valemite valimisel on otsene mõju hallituse õõnsuse saastumisele, mis kajastub peamiselt komponentide nagu vulkaniseerimissüsteemide, kiirendite, täiteainete, plastifikatsioonide ja vananemisvastaste ainete kasutamisel.
Vulkaniseerimissüsteem
Väävli vulkaniseerumine: traditsioonilised väävli vulkaniseerimissüsteemid (näiteks väävel + kiirendi) toodavad rohkem tooteid, näiteks vulkaniseerumise kiirendite vaba väävlit ja lagunemisprodukte, mis tõenäoliselt moodustavad hallituse õõnsuse pinnale saastumise.
Peroksiidi vulkaniseerumine: võrreldes väävli vulkaniseerumisega ei põhjusta peroksiidi vulkaniseerumine väävli sademeid ja võib tõhusalt vähendada hallituse õõnsuse saastumist. Selle vulkaniseerimiskiirus on aga aeglane ja sellel on kummitüüpidele teatud nõuded.
Vaigu vulkaniseerumine: teatud kummid (näiteks nitriil - butadieeni kumm ja stüreeni - butadieeni kumm) võivad kasutada vaigu vulkaniseerumist, kuid vaigujäägid võivad põhjustada saastumist.
Vulkaniseerumise kiirendid: vulkaniseerimiskiilurid võivad laguneda kõrgel temperatuuril ja tekitada tooteid, mis moodustavad tõenäoliselt hallituse saastumise.
TMTD (tetrametüültiuram disulfiid): vaba väävli- ja amiiniühendite tekitamiseks on lihtne temperatuuridel hõlpsasti lagundada ning see on kalduvus väävli sademete moodustamiseks.
CBS (N - tsükloheksüül - 2 - bensotütsoolsulfenamiid): sellel on hea termiline stabiilsus, kuid selle lagunemistooted võivad ikkagi põhjustada saastumist.
TBBS (N - Tert - butüül - 2 - bensotiasooli sulfenamiid): võrreldes CBS -iga on TBB -de lagunemiskiirus aeglasem ja saastumine on kergem.
Täiteainete mõju
Ränidioksiid: kõrge temperatuuriga vulkaniseerumisprotsessi ajal, kui ränidioksiid ei ole ühtlaselt hajutatud või kui seda kasutatakse liigsetes kogustes, võivad mõned täiteained sadestada ja saastada hallituse õõnsust.
Kaltsiumkarbonaat: kaltsiumkarbonaadil on jämedad osakesed ja seda on saastumise moodustamiseks lihtne hallituse pinnale settida. See on eriti kalduvus kõrgel temperatuuril ja kõrgel rõhul.
Süsinik must: üldiselt ei põhjusta see hallituse õõnsuse saastumist, kuid halb hajuvus võib suurendada saastumise riski.
Plastifikaatorite ja pehmendajate mõju
Madala - molekulaarse kaalu plastifikaatorid (näiteks parafiiniõli, nafteenõli): neid on lihtne kummimaatriksilt hallituse pinnale rännata ja moodustada õline kile.
Kõrged molekulaarsed kaalu plastifikaatorid (näiteks DOP, TOTM): neil on madal migratsioon ja need võivad vähendada saastumist.
Vananemisvastaste ainete mõju
Amiinipõhised vananemisvastased ained (näiteks IPPD, 6PPD): vulkaniseerimisprotsessi ajal on neid lihtne sadestada ja võivad reageerida oksiididega saastumise moodustamiseks.
Fenoolipõhised vananemisvastased ained (näiteks AO - 2246, BHT): neil on madal migratsioon, kuid need võivad kõrgel temperatuuril laguneda, mille tulemuseks on saastumine.
3.2 Vulkaniseerimisprotsessi mõju
Vulkaniseerimisprotsessi parameetrite valimine mõjutab otseselt hallituse õõnsuse astet, hõlmates peamiselt vulkaniseerumise temperatuuri, vulkaniseerumise aega, vulkaniseerumise rõhku jne.
Vulkaniseerumistemperatuur
When the temperature is too high (>180 kraadi): see võib põhjustada kummi ja liitvahendite lagunemist, moodustades karbiidid ja sademed. Plastiseerijad ja pehmendajad rändavad tõenäolisemalt hallituse õõnsuse pinnale, põhjustades õlist saastumist. Kiirendite halvenemine on kiirendatud ja rohkem toodetakse tooteid.
Kui temperatuur on liiga madal (<140°C): The vulcanization is incomplete, resulting in unvulcanized rubber adhering to the product surface. Low temperatures are likely to cause local uneven cross - linking, affecting demolding.
Vulkaniseerimise aeg
Kui vulkaniseerimisaeg on liiga pikk: kummist materjal võib oksüdatiivse lagunemise tõttu moodustada karbiide, suurendades saastumist.
Kui vulkaniseerumisaeg on liiga lühike: kummistühend ei ole täielikult vulkaniseeritud, mille tulemuseks on hallituse adhesiooniprobleemid ja raskendatud saastumine.
Vulkaniseerumisrõhk
Ebapiisav rõhk: see põhjustab kummi ja hallituse pinna vahel ebaühtlast adhesiooni, mõjutades lammutamist. Lihtne on põhjustada lukustamata kummist hallituse pinnale.
Liigne rõhk: see võib põhjustada kummiühendi kokkusurumist, muutes täiteained ja plastifikaatorid tõenäolisemaks.
3.3 Hallituse kujundamise mõju
Hallituse pinna karedus: liiga - kare pind suurendab kummiühendi adhesiooni ja süvendab saastumist. Väga lihvitud (RA <0. 2 μm) hallituspind võib vähendada saastumise akumuleerumist.
Hallitusmaterjal: roostevabast terasest valmistatud vormide kasutamine, kroom - plaaditud või titaannitriidiga kaetud materjalid võivad vähendada saastumise adhesiooni.
Hallituse heitgaasisüsteem: väljalaskeavade sobiv disain võib vähendada lenduvate ainete kogunemist, vähendades sellega saastumist.
4. Meetmed hallituse õõnsuse saastumise vähendamiseks
Vastuseks ülaltoodud saastumisteguritele võib hallituse õõnsuse saastumise vähendamiseks ja tootmise tõhususe parandamiseks võtta järgmisi meetmeid.
4.1 Valemite optimeerimine
Valige madala sademete ja hea termilise stabiilsusega kiirendid, näiteks TMTD asendamine TBB -dega.
Vähendage sademete suhtes kalduvaid täiteaineid, näiteks vähendades kaltsiumkarbonaadi kasutamist ja asendades selle sadestunud ränidioksiidiga.
Kasutage kõrgeid molekulaarseid kaaluplastilisi plastijaid ja vähendage madala molekulmassiga plastifikaatorite osakaalu.
Valige madala migratsiooniga vananemisvastased ained, näiteks amiinpõhised vananemisvastased ained fenoolipõhiste vananemisvahenditega.
4.2 Tootmisprotsessi optimeerimine
Kontrollige vulkaniseerumise temperatuuri mõistliku vahemikus (150 - 170 kraad), et vältida liigse temperatuuri põhjustatud lagunemist.
Kohandage vulkaniseerumisaega sobivalt, et vältida liiga pika vulkaniseerumisaja põhjustatud süsiniku saastumist.
Võtke vastu mõistlik heitgaasiprotsess, et vähendada lenduvate saasteainete kogunemist.
4.3 Haldi parandamine
Kasutage vormivastase saastumisvõime parandamiseks kroomi - plaadistamist, titaannitriidi või teflonkatteid.
Parandage vormi pinna viimistlust täppis poleerimise kaudu, et vähendada saastumist.
Haldi adhesiooniprobleemide vähendamiseks kasutage sobivaid vabastamisvahendeid, näiteks silikoonõli või fluoripõhiseid vabastamisaineid.
4.4 Regulaarne hallituse puhastamine
Kasutage spetsiaalseid hallituse puhastusvahendeid, näiteks orgaanilisi lahusteid (tolueen, etanool) ja aluseliste puhastusvahendite (naatriumhüdroksiidi lahus).
Kasutage selliseid meetodeid nagu ultraheli puhastamine ja liivapritsid kangekaelsete saasteainete eemaldamiseks.
Võtke kasutusele automaatne puhastamise tehnoloogia, et vähendada seisakuid ja parandada tootmise tõhusust.
Hallituse õõnsuse saastumise moodustamine on mitmete tegurite, sealhulgas valemi kujundamise, vulkaniseerimisprotsessi, hallituse kujundamise ning puhastamise ja hoolduse kombineeritud toime tulemus. Valemi optimeerimisega, protsessi parandamisel, hallituse struktuuri optimeerimisel ning regulaarse puhastamise ja hoolduse läbiviimisel saab hallituse õõnsuse saastumist tõhusalt vähendada, tootmise tõhusust saab parandada, tootmiskulusid saab vähendada ja kummitoodete kvaliteeti parandada.
