Počas procesu kompresného formovania výrobkov z gumy je kontaminácia dutiny plesní (tj znečistenie plesní) bežným a trnitým problémom. Kontaminácia dutiny plesní môže viesť k poklesu kvality povrchu výrobkov, k zníženiu účinnosti výroby a zvýšeniu nákladov na údržbu plesní. Tento článok dôkladne preskúma, ako gumové zlúčeniny spôsobujú kontamináciu dutiny plesní z viacerých aspektov, ako sú komponenty gumových zlúčenín, vulkanizácia procesu a technológia spracovania, a vykonávať systematickú analýzu jej mechanizmu, ovplyvňujúce faktory a kontrolné opatrenia.
1. Prejavy a vplyvy kontaminácie dutiny plesní
1.1 Hlavné prejavy kontaminácie dutiny plesní
Kontaminácia dutiny plesne sa zobrazuje hlavne v nasledujúcich formách:
Uhlíkové znečistenie: Na povrchu dutiny plesne sa tvoria zvyšky čiernych koksovania, zvyčajne spôsobené tepelnou degradáciou určitých zložiek v gumovej zlúčenine.
Kvitnúce znečistenie: Niektoré zložené činidlá (ako sú urýchľovače, anti - starnúce látky, plnivá atď.) Zráža sa počas alebo po vulkanizácii, čím sa vytvárajú biele alebo hnedé znečistenie plesní.
Olejové kontaminanty: plastifikátory, zmäkčovače alebo určité polyméry s nízkym obsahom molekulárnej hmotnosti v gumovom vzorec, ktoré tvoria mastnú kontaminačnú vrstvu.
Adhézne?
1.2 Vplyv kontaminácie dutiny plesní
Ovplyvnenie kvality povrchu produktu: Kontaminanty môžu spôsobiť defekty na povrchu produktu, ako sú čierne škvrny, jasné škvrny, drsnosť atď., Ktoré ovplyvňujú kvalitu vzhľadu.
Zníženie účinnosti výroby: Časté plesne - čistiace operácie zvyšujú prestoje a znižujú účinnosť výroby.
Zvyšujúce sa výrobné náklady: Čistenie formy vyžaduje použitie chemických čistiacich prostriedkov alebo mechanického spracovania, čo zvyšuje náklady na údržbu výroby.
Ovplyvnenie životnosti plesní: Časté čistenie môže poškodiť povrchový povlak formy a zrýchliť opotrebenie formy.
2
2.1 Tepelná degradácia a karbonizácia zlúčenín gumy
Ak sa gumové materiály vulkanizujú pri vysokých teplotách, dochádza k tepelnej degradácii. Niektoré komponenty, ako je hlavný reťazec gumy, vulkanizujúce činidlá, urýchľovače a plastifikátory, sa môžu rozložiť na tvorbu karbidov, ktoré sa ukladajú na povrchu formy. Medzi hlavné mechanizmy patrí:
Tepelná degradácia gumovej matice: Gumy ako NR (Prírodná guma), SBR (styrén - butadién gumy) a NBR (nitril - butadiénové guma) sa môžu rozkladať v dôsledku lokálneho prehriatia pri vulkanizácii ({{{{{{{{}}), podobne ako zvyšky.
Kokovanie organických zložených činidiel: Niektoré organické vulkanizujúce činidlá (ako sú DTDM, TMTD) a urýchľovače (ako sú CBS, TBBS) sa môžu pri vysokých teplotách rozkladať pri vysokých teplotách, aby sa vytvorili nestabilné produkty, ako je síra a oxidy dusíka. Tieto látky ďalej karbonizujú a dodržiavajú dutinu plesní.
2.2 Zrážanie zložených látok
Gumové zlúčeniny obsahujú rôzne zložené činidlá, ako sú anti - starnúce látky, plastifikátory a plnivá. Počas vulkanizácie môžu zrážať v dôsledku zníženia rozpustnosti alebo tepelnej migrácie, čo spôsobuje kontamináciu:
Zrážanie s nízkou rozpustnosťou anti - starnutia látok: Napríklad anti - starnúce činidlá 4010NA a 4020 môžu migrovať z vnútornej strany gumovej zlúčeniny na povrch plesne počas procesu vulkanizácie, čím tvoria svetlo žltú alebo hnedú kontamináciu.
Zrážanie výplne: Filere, ako je uhličitan vápenatý a oxid kremičitý, sa môžu zrážať z gumovej matrice počas procesu vulkanizácie, ak nie sú rovnomerne dispergované alebo sa pridávajú v nadmerných množstvách, čo spôsobuje kontamináciu.
2.3 Exudácia gumových plastifikátorov a zmäkčovačov
Gumové vzorce často obsahujú určité množstvo plastifikátorov (ako je parafínový olej, naftenický olej) a zmäkčovače (ako je asfalt, borovicový decht). Tieto látky sa môžu migrovať na povrch v dôsledku zvýšeného pohybu molekulárneho reťazca pri teplotách vulkanizácie, tvoriace mastnú kontamináciu na povrchu formy a ovplyvňujúce demolding.
2.4 Nerovnomerný kríž - Prepojenie počas procesu vulkanizácie
Počas procesu vulkanizácie, ak je hustota prepojenia v niektorých oblastiach príliš vysoká alebo príliš nízka, môže to viesť k miestnemu spáleniu gumovej zlúčeniny alebo priľnavosti do formy:
Local Over - Vulkanizácia: V dôsledku nerovnomerného rozloženia teploty je miestna teplota formy príliš vysoká, čo vedie k nadmernému prepojeniu gumovej zlúčeniny a tvorbe kontaminantov koksovania.
Lokálne pod - vulkanizácia: Ak je rýchlosť vulkanizácie vzorca zloženia gumy pomalá, niektoré časti nemusia byť úplne vulkanizované, čo spôsobuje nekričnú gumovú zlúčeninu, ktorá sa dodržiava na plesni a ovplyvňuje následnú výrobu.
3. Analýza faktorov ovplyvňujúcich kontamináciu dutiny plesní
Generovanie kontaminácie dutiny plesní je ovplyvnené viacerými faktormi, najmä vrátane gumových vzorcov, vulkanizácie procesov, návrhov plesní a výrobných prostredí. Nasleduje podrobná analýza týchto faktorov:
3.1 Vplyv návrhu vzorca
Výber gumových vzorcov má priamy vplyv na kontamináciu dutiny plesní, najmä v používaní komponentov, ako sú vulkanizácie, urýchľovače, plnivá, plastifikátory a anti -starnutia.
Vulkanizácia
Vulkanizácia síry: Tradičné systémy vulkanizácie síry (ako je napríklad sulfur + akcelerátor) produkujú viac podľa produktov, ako sú voľné výrobky síry a degradácie vulkanizácie urýchľovačov, ktoré pravdepodobne vytvoria kontamináciu na povrchu dutiny plesní.
Vulkanizácia peroxidu: V porovnaní s vulkanizáciou síry, vulkanizácia peroxidu nespôsobuje zrážanie síry a môže účinne znížiť kontamináciu dutiny plesní. Jeho vulkanizácia je však pomalá a má určité požiadavky na typy gumy.
Vulkanizácia živice: Niektoré gumy (ako je nitril - butadién guma a styrén - butadién gumy) môžu používať vulkanizáciu živice, ale zvyšky živice môžu spôsobiť kontamináciu.
Vulkanizácia urýchľovačov: Vulkanizácia urýchľovačov sa môže rozkladať pri vysokých teplotách a generovať podľa produktov, ktoré pravdepodobne tvoria znečistenie plesní.
TMTD (tetrametyltiuramový disulfid): Je ľahké rozložiť sa pri vysokých teplotách, aby sa vytvorilo voľné zlúčeniny síry a amínu a je náchylné na tvorbu zrážiek síry.
CBS (N - cyklohexyl - 2 - benzottiazol sulfenamid): Má dobrú tepelnú stabilitu, ale jeho produkty degradácie môžu stále spôsobiť kontamináciu.
TBBS (N - TERT - butyl - 2 - benzothiazol sulfenamid): V porovnaní s CBS je rýchlosť rozkladu TBBS pomalšia a kontaminácia je ľahšia.
Vplyv výplne
SILICA: Počas procesu vulkanizácie vysokej teploty, ak nie je oxid kremičitý rovnomerne rozptýlený alebo sa používa v nadmerných množstvách, niektoré výplne môžu zrážať a kontaminovať dutinu plesní.
Uhličitan vápenatý: uhličitan vápenatý má hrubé častice a ľahko sa usadí na povrchu formy, aby sa vytvorila kontaminácia. Je obzvlášť náchylný na spustenie pri vysokej teplote a vysokom tlaku.
Tarblová čierna: Vo všeobecnosti nespôsobuje kontamináciu dutiny plesní, ale zlá dispergovateľnosť môže zvýšiť riziko kontaminácie.
Vplyv plastifikátorov a zmäkčovačov
Nízko - molekulárne plastifikátory (ako je parafínový olej, nafténický olej): Ľahko sa migrujú z gumovej matrice na povrch formy a tvoria mastný film.
Vysoké - molekulové plastifikátory (napríklad DOP, TOTM): majú nízku migráciu a môžu znížiť kontamináciu.
Vplyv anti - starnúcich agentov
Anti - starnúce činidlá na báze amínu (ako je IPPD, 6ppd): počas procesu vulkanizácie sa ľahko zrážajú a môžu reagovať s oxidmi za vzniku kontaminácie.
Anti - starnúce látky na báze fenolu (napríklad AO - 2246, BHT): Majú nízku migráciu, ale môžu sa pri vysokých teplotách degradovať, čo vedie k kontaminácii.
3.2 Vplyv procesu vulkanizácie
Výber parametrov procesu vulkanizácie priamo ovplyvňuje stupeň kontaminácie dutiny plesní, najmä vrátane vulkanizácie teploty, vulkanizácie, vulkanizácie tlaku atď.
Vulkanizácia
When the temperature is too high (>180 stupňov): Môže spôsobiť rozklad gumových a zložených činidiel, ktoré tvoria karbidy a zrazeniny. Plastifikátory a zmäkčovače s väčšou pravdepodobnosťou migrujú na povrch dutiny plesne, čo spôsobuje mastnú kontamináciu. Degradácia urýchľovačov je zrýchlená a generujú sa viac produktov.
Keď je teplota príliš nízka (<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.
Vulkanizácia
Ak je čas vulkanizácie príliš dlhý: gumový materiál môže tvoriť karbidy v dôsledku oxidačnej degradácie, čo zvyšuje kontamináciu.
Ak je čas vulkanizácie príliš krátky: gumová zlúčenina nie je úplne vulkanizovaná, čo vedie k problémom s adhéziou plesní a zhoršenej kontaminácii.
Vulkanizácia
Nedostatočný tlak: Spôsobuje nerovnomernú adhéziu medzi gumou a povrchom formy, čo ovplyvňuje demolding. Je ľahké spôsobiť, že nezastávajúca guma zostane na povrchu formy.
Nadmerný tlak: Môže spôsobiť, že gumová zlúčenina skončila - stlačená, čím sa plnivá a plastifikátory zrážajú.
3.3 Vplyv dizajnu foriem
Drsnosť povrchu plesní: A príliš - hrubý povrch zvýši adhéziu gumovej zlúčeniny a zhorší kontamináciu. Vysoko leštený (Ra <0. 2 μm) povrchu formy môže znížiť akumuláciu kontaminácie.
Materiál formy: Použitie foriem vyrobených z nehrdzavejúcej ocele, chrómu alebo z materiálov potiahnutých nitridom môže znížiť kontamináciu.
Výfukový systém plesní: Vhodný návrh výfukových otvorov môže znížiť akumuláciu prchavých látok, čím sa zníži kontaminácia.
4. Opatrenia na zníženie kontaminácie dutiny plesní
V reakcii na vyššie uvedené faktory kontaminácie sa môžu prijať nasledujúce opatrenia na zníženie kontaminácie dutiny plesní a zlepšenie účinnosti výroby.
4.1 Optimalizácia vzorcov
Vyberte urýchľovače s nízkym zrážkam a dobrou tepelnou stabilitou, ako je nahradenie TMTD za TBBS.
Znížte plnivá náchylné na zrážky, ako je zníženie použitia uhličitanu vápenatého a jeho výmenu vyzrážaným oxidom kremičitým.
Používajte plastifikátory s vysokou molekulovou hmotnosťou a znížte podiel plastifikátorov s nízkou molekulovou hmotnosťou.
Vyberte anti - starnúce činidlá s nízkou migráciou, ako napríklad nahradenie anti - starnutia látok na báze amínu anti -starnutiami činidlami na báze fenolu.
4.2 Optimalizácia výrobného procesu
Ovládajte teplotu vulkanizácie v primeranom rozsahu (150 - 170), aby ste zabránili degradácii spôsobenej nadmernou teplotou.
Primerane upravte čas vulkanizácie, aby sa zabránilo kontaminácii karbonizácie spôsobenej príliš dlhým vulkanizácie.
Prijmite primeraný výfukový proces na zníženie akumulácie prchavých kontaminantov.
4.3 Vylepšenie plesní
Na zlepšenie anti - kontaminačnej schopnosti formy používajte chrómové pokovovanie, nitrid titánu alebo teflónové povlaky.
Vylepšite povrchovú úpravu formy presným leštením, aby ste znížili kontaminačnú adhéziu.
Na zníženie problémov s adhéziou plesní používajte vhodné uvoľňovacie činidlá, ako napríklad silikónový olej alebo uvoľňovacie činidlá na báze fluóru.
4.4 Pravidelné čistenie plesní
Používajte špeciálne čistky na čistenie plesní, ako sú organické rozpúšťadlá (toluén, etanol) a alkalické čistiace prostriedky (roztok hydroxidu sodného).
Na odstránenie tvrdohlavých kontaminantov používajte metódy, ako je ultrazvukové čistenie a pieskovanie.
Prijmite online technológiu automatického čistenia na zníženie prestojov a zvýšenie efektívnosti výroby.
Tvorba kontaminácie dutiny plesní je výsledkom kombinovaného pôsobenia viacerých faktorov vrátane návrhu vzorcov, vulkanizácie, návrhov a čistenia a údržby. Optimalizáciou vzorca, zlepšenia procesu, optimalizácie štruktúry foriem a vykonávaním pravidelného čistenia a údržby sa môže účinne znížiť kontaminácia dutiny plesní, môže sa zlepšiť účinnosť výroby, môžu sa znížiť náklady na výrobu a môže sa zvýšiť kvalita gumových výrobkov.
