El efecto de la vulcanización sobre la estructura y las propiedades del caucho.

Efecto de la vulcanización sobre la estructura y las propiedades:

En el proceso de producción de productos de caucho, la vulcanización es la última etapa. En este proceso, el caucho experimenta una serie de reacciones químicas complejas, pasando de una estructura lineal a una estructura reticulada, perdiendo la plasticidad del caucho mezclado y adquiriendo la alta elasticidad del caucho reticulado. De esta manera, se obtienen excelentes propiedades físicas y mecánicas, resistencia al calor, resistencia a los disolventes y resistencia a la corrosión, lo que mejora el valor de uso y el rango de aplicación de los productos de caucho.

Antes de la vulcanización: estructura lineal, interacción intermolecular por fuerza de van der Waals;

Propiedades: gran plasticidad, alta elongación y solubilidad;

Durante la vulcanización: la molécula se inicia y se produce una reacción de reticulación química;

Después de la vulcanización: estructura reticular, intermolecular con enlaces químicos;

Estructura:

(1) Enlace químico;

(2) Posición del enlace de entrecruzamiento;

(3) Grado de reticulación;

(4) Entrecruzamiento; .

Propiedades:

(1) Propiedades mecánicas (resistencia a la elongación constante. Dureza. Resistencia a la tracción. Elongación. Elasticidad);

(2) Propiedades físicas

(3) Estabilidad química después de la vulcanización;

Cambios en las propiedades del caucho:

Tomando como ejemplo el caucho natural, con el aumento del grado de vulcanización;

(1) Los cambios en las propiedades mecánicas (elasticidad. Resistencia al desgarro. Resistencia a la elongación. Resistencia al desgarro. Dureza) aumentan (elongación. Deformación permanente por compresión. Generación de calor por fatiga) disminuyen

(2) Cambios en las propiedades físicas, la permeabilidad al aire y la permeabilidad al agua disminuyen, no se disuelve, solo se hincha, mejora la resistencia al calor.

(3) Cambios en la estabilidad química

Mayor estabilidad química, razones

a. La reacción de reticulación hace que los grupos o átomos químicamente activos dejen de existir, lo que dificulta que se produzca la reacción de envejecimiento.

b. La estructura de red dificulta la difusión de moléculas pequeñas, lo que dificulta la difusión de los radicales del caucho.

Selección y determinación de las condiciones de vulcanización del caucho

1. Presión de vulcanización

(1) Es necesario aplicar presión cuando se vulcanizan los productos de caucho. El propósito es:

a. Evitar que el caucho genere burbujas y mejorar la compacidad del mismo;

b. Hacer que el material de caucho fluya y llene el molde para crear productos con patrones definidos.

c. Mejorar la adhesión entre cada capa (capa adhesiva y capa de tela o capa de metal, capa de tela y capa de tela) en el producto, y mejorar las propiedades físicas (como la resistencia a la flexión) del vulcanizado.

(2) En términos generales, la selección de la presión de vulcanización debe determinarse de acuerdo con el tipo de producto, la fórmula, la plasticidad y otros factores.

(3) En principio, se deben seguir las siguientes reglas: cuanto mayor sea la plasticidad, menor será la presión; cuanto mayor sea el espesor del producto, el número de capas y la estructura compleja, mayor será la presión; en el caso de productos delgados, menor será la presión, e incluso se puede utilizar la presión normal.

Existen varios métodos de vulcanización y presurización:

(1) La bomba hidráulica transfiere la presión al molde a través del vulcanizador plano y luego transfiere la presión al compuesto de caucho desde el molde.

(2) Presurizado directamente por un medio vulcanizante (como vapor)

(3) Presurizado por aire comprimido

(4) Inyección mediante máquina de inyección

2. Temperatura de vulcanización y tiempo de curado

La temperatura de vulcanización es la condición fundamental para la reacción de vulcanización. Esta temperatura influye directamente en la velocidad de vulcanización, la calidad del producto y los beneficios económicos de la empresa. A alta temperatura, la velocidad de vulcanización es rápida y la eficiencia de producción es alta; de lo contrario, la eficiencia de producción es baja.

El aumento de la temperatura de vulcanización puede provocar los siguientes problemas:

(1) Provoca el agrietamiento de la cadena molecular del caucho y la reversión de la vulcanización, lo que resulta en una disminución de las propiedades mecánicas del compuesto de caucho.

(2) Reducir la resistencia de los textiles en los productos de caucho.

(3) El tiempo de quemado del compuesto de caucho se acorta, el tiempo de llenado se reduce y el producto tiene una falta parcial de pegamento.

(4) Porque los productos gruesos aumentarán la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del producto, lo que dará como resultado una vulcanización desigual.