Technisch gesehen ist der Vulkanisationsprozess die Umwandlung von „Rohgummi“ in Gummi. Als chemische Reaktion werden lineare Kautschuk-Makromoleküle, die unter äußeren Einflüssen leicht an Stabilität verlieren, in ein einziges Vulkanisationsnetzwerk integriert. Es entsteht im dreidimensionalen Raum durch chemische Kreuzbindungen.

Eine solche „vernetzte“ Struktur verleiht Gummi zusätzliche Festigkeitseigenschaften. Seine Härte und Elastizität, Frost- und Hitzebeständigkeit verbessern sich mit abnehmender Löslichkeit in organischen Stoffen und Quellung.

Das resultierende Netz hat eine komplexe Struktur. Es umfasst nicht nur Knoten, die Paare von Makromolekülen verbinden, sondern auch solche, die mehrere Moleküle gleichzeitig vereinen, sowie chemische Kreuzbindungen, die sozusagen „Brücken“ zwischen linearen Fragmenten sind.

Ihre Bildung erfolgt unter Einwirkung spezieller Mittel, deren Moleküle teilweise als Baustoff wirken und bei hoher Temperatur chemisch miteinander und Gummimakromolekülen reagieren.

Materialeigenschaften

Die Leistungseigenschaften des resultierenden vulkanisierten Kautschuks und der daraus hergestellten Produkte hängen weitgehend von der Art des verwendeten Reagens ab. Zu diesen Eigenschaften gehören die Beständigkeit gegenüber aggressiven Umgebungen, die Verformungsrate während der Kompression oder des Temperaturanstiegs und die Beständigkeit gegenüber thermisch-oxidativen Reaktionen.

Die resultierenden Bindungen schränken die Beweglichkeit von Molekülen unter mechanischer Einwirkung irreversibel ein und erhalten gleichzeitig eine hohe Elastizität des Materials mit der Fähigkeit zur plastischen Verformung. Die Struktur und Anzahl dieser Bindungen wird durch die Methode der Kautschukvulkanisation und die dafür verwendeten chemischen Mittel bestimmt.

Der Prozess ist nicht monoton, und einzelne Indikatoren der vulkanisierten Mischung erreichen in ihrer Veränderung zu unterschiedlichen Zeiten ihr Minimum und Maximum. Das am besten geeignete Verhältnis physikalischer und mechanischer Eigenschaften des resultierenden Elastomers wird als Optimum bezeichnet.

Die vulkanisierbare Zusammensetzung enthält neben Kautschuk und chemischen Mitteln eine Reihe zusätzlicher Substanzen, die zur Herstellung von Kautschuk mit gewünschten Gebrauchseigenschaften beitragen. Sie werden nach ihrem Verwendungszweck in Beschleuniger (Aktivatoren), Füllstoffe, Weichmacher (Weichmacher) und Antioxidantien (Antioxidantien) eingeteilt. Beschleuniger (meistens Zinkoxid) erleichtern die chemische Wechselwirkung aller Bestandteile der Gummimischung, tragen dazu bei, den Verbrauch von Rohstoffen und die Verarbeitungszeit zu reduzieren und die Eigenschaften von Vulkanisatoren zu verbessern.

Füllstoffe wie Kreide, Kaolin, Ruß erhöhen die mechanische Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Abriebfestigkeit und andere physikalische Eigenschaften des Elastomers. Indem sie das Volumen des Ausgangsmaterials auffüllen, reduzieren sie dadurch den Kautschukverbrauch und senken die Kosten des resultierenden Produkts. Weichmacher werden zugesetzt, um die Verarbeitbarkeit von Verarbeitungskautschukmischungen zu verbessern, ihre Viskosität zu verringern und das Volumen von Füllstoffen zu erhöhen.

Weichmacher können auch die dynamische Lebensdauer von Elastomeren und die Abriebfestigkeit erhöhen. Antioxidantien, die den Prozess stabilisieren, werden in die Zusammensetzung der Mischung eingeführt, um das „Altern“ von Kautschuk zu verhindern. Verschiedene Kombinationen dieser Substanzen werden bei der Entwicklung spezieller Rohkautschukformulierungen verwendet, um den Vulkanisationsprozess vorherzusagen und zu korrigieren.

Arten der Vulkanisation

Die am häufigsten verwendeten Kautschuke (Butadien-Styrol, Butadien und Naturkautschuk) werden in Kombination mit Schwefel durch Erhitzen der Mischung auf 140-160°C vulkanisiert. Dieser Vorgang wird als Schwefelvulkanisation bezeichnet. Schwefelatome sind an der Bildung intermolekularer Vernetzungen beteiligt. Bei Zugabe von bis zu 5 % Schwefel zur Mischung mit Kautschuk entsteht ein weiches Vulkanisat, das zur Herstellung von Autoschläuchen, Reifen, Gummischläuchen, Bällen usw. verwendet wird.

Wenn mehr als 30 % Schwefel hinzugefügt werden, wird ein ziemlich harter, wenig elastischer Ebonit erhalten. Als Beschleuniger werden bei diesem Verfahren Thiuram, Captax etc. verwendet, deren Vollständigkeit durch die Zugabe von Aktivatoren aus Metalloxiden, meist Zink, gewährleistet wird.

Strahlungsvulkanisation ist ebenfalls möglich. Es wird mittels ionisierender Strahlung unter Verwendung von Elektronenströmen durchgeführt, die von radioaktivem Kobalt emittiert werden. Dieses schwefelfreie Verfahren führt zu Elastomeren mit besonderer chemischer und thermischer Beständigkeit. Für die Herstellung von Spezialkautschuken werden unter den gleichen Prozessparametern wie bei der Schwefelzugabe organische Peroxide, Kunstharze und andere Verbindungen zugesetzt.

Im industriellen Maßstab wird die in eine Form eingebrachte vulkanisierbare Masse bei erhöhtem Druck erhitzt. Dazu werden die Formen zwischen die beheizten Platten der hydraulischen Presse gestellt. Bei der Herstellung von nicht geformten Produkten wird die Mischung in Autoklaven, Kessel oder einzelne Vulkanisatoren gegossen. Das Erhitzen von Gummi für die Vulkanisation in dieser Ausrüstung erfolgt mit Luft, Dampf, erhitztem Wasser oder elektrischem Hochfrequenzstrom.

Größte Abnehmer von Gummiprodukten sind seit vielen Jahren Unternehmen der Automobil- und Landtechnik. Der Sättigungsgrad ihrer Produkte mit Gummiprodukten ist ein Indikator für hohe Zuverlässigkeit und Komfort. Darüber hinaus werden Teile aus Elastomeren häufig bei der Herstellung von Sanitärinstallationen, Schuhen, Schreibwaren und Kinderprodukten verwendet.

Das Kontrollverfahren bezieht sich auf die Herstellung von Gummiprodukten, nämlich auf Verfahren zum Kontrollieren des Vulkanisationsprozesses. Das Verfahren wird durchgeführt, indem die Vulkanisationszeit in Abhängigkeit von der Zeit eingestellt wird, um den maximalen Schermodul der Kautschukmischung während der Vulkanisation der Proben auf dem Rheometer und der Abweichung des Zugmoduls von Kautschuk in fertigen Produkten von dem spezifizierten Wert zu erhalten. Auf diese Weise können Sie die störenden Auswirkungen auf den Vulkanisationsprozess gemäß den Eigenschaften der Ausgangskomponenten und den Regimeparametern der Prozesse zur Gewinnung einer Gummimischung und Vulkanisation herausarbeiten. Das technische Ergebnis besteht in der Erhöhung der Stabilität der mechanischen Eigenschaften von Gummiprodukten. 5 krank.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Gummiprodukten, nämlich Verfahren zur Steuerung des Vulkanisationsprozesses.

Der Herstellungsprozess von Gummiprodukten umfasst die Stufen der Gewinnung von Gummimischungen und deren Vulkanisation. Die Vulkanisation ist einer der wichtigsten Prozesse in der Kautschuktechnologie. Die Vulkanisation wird durchgeführt, indem die Kautschukmischung in Pressen, Spezialkesseln oder Vulkanisatoren bei einer Temperatur von 130–160°C für eine bestimmte Zeit gehalten wird. Dabei werden die Kautschukmakromoleküle durch chemische Querbindungen zu einem räumlichen Vulkanisationsnetzwerk verbunden, wodurch aus der plastischen Kautschukmischung ein hochelastischer Kautschuk wird. Durch hitzeaktivierte chemische Reaktionen zwischen Kautschukmolekülen und vulkanisierenden Komponenten (Vulkanisatoren, Beschleuniger, Aktivatoren) entsteht ein räumliches Netzwerk.

Die Hauptfaktoren, die den Vulkanisationsprozess und die Qualität der Endprodukte beeinflussen, sind die Natur der Vulkanisationsumgebung, die Vulkanisationstemperatur, die Dauer der Vulkanisation, der Druck auf der Oberfläche des vulkanisierten Produkts und die Heizbedingungen.

Bei der bestehenden Technologie wird das Vulkanisationsregime üblicherweise im Voraus durch Berechnung und experimentelle Verfahren entwickelt und ein Programm für den Vulkanisationsprozess bei der Herstellung von Produkten festgelegt. Für die pünktliche Umsetzung des vorgeschriebenen Regimes ist der Prozess mit Steuerungs- und Automatisierungswerkzeugen ausgestattet, die das vorgeschriebene starre Programm für das Vulkanisationsregime am genauesten umsetzen. Die Nachteile dieses Verfahrens sind die Instabilität der Eigenschaften der hergestellten Produkte aufgrund der Unmöglichkeit, eine vollständige Reproduzierbarkeit des Prozesses zu gewährleisten, aufgrund der Begrenzung der Genauigkeit von Automatisierungssystemen und der Möglichkeit, Modi zu wechseln, sowie Änderungen in der Eigenschaften der Gummimischung im Laufe der Zeit.

Ein bekanntes Vulkanisationsverfahren mit Temperaturregelung in Dampfkesseln, Platten oder Formmänteln durch Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit von Wärmeträgerflüssigkeiten. Die Nachteile dieses Verfahrens sind die große Streuung der Eigenschaften der resultierenden Produkte durch die Verschiebung der Betriebsweisen sowie Änderungen in der Reaktivität der Kautschukmischung.

Es gibt ein bekanntes Verfahren zur Steuerung des Vulkanisationsprozesses durch kontinuierliche Überwachung der Prozessparameter, die seinen Verlauf bestimmen: die Temperatur der Wärmeträger, die Temperatur der Oberflächen des vulkanisierten Produkts. Der Nachteil dieses Verfahrens ist die Instabilität der Eigenschaften der resultierenden Produkte aufgrund der Instabilität der Reaktivität, die dem Formen der Kautschukmischung zugeführt wird, und das Erhalten unterschiedlicher Eigenschaften des Produkts während der Vulkanisation unter den gleichen Temperaturbedingungen.

Es gibt ein bekanntes Verfahren zum Einstellen des Vulkanisationsmodus, einschließlich Bestimmen des Temperaturfelds in dem vulkanisierten Produkt aus kontrollierten externen Temperaturbedingungen auf den vulkanisierenden Oberflächen von Produkten durch Berechnungsverfahren, Bestimmen der Kinetik der nicht-isothermen Vulkanisation von dünnen Laborplatten durch die Dynamik Modul der harmonischen Verschiebung in den gefundenen nicht-isothermen Bedingungen, Bestimmung der Dauer des Vulkanisationsprozesses, bei welcher optimalen Einstellung der wichtigsten Gummieigenschaften, Bestimmung des Temperaturfeldes für mehrschichtige Standardmuster, die ein Reifenelement hinsichtlich der Zusammensetzung simulieren und Geometrie, Gewinnung der Kinetik der nicht-isothermen Vulkanisation von Mehrschichtplatten und Bestimmung der äquivalenten Vulkanisationszeit gemäß dem zuvor ausgewählten optimalen Eigenschaftsniveau, Vulkanisation von Mehrschichtproben auf einer Laborpresse bei konstanter Temperatur während der äquivalenten Vulkanisationszeit und Analyse von die erhaltenen Eigenschaften. Dieses Verfahren ist wesentlich genauer als die in der Industrie verwendeten Verfahren zur Berechnung der Effekte und äquivalenten Vulkanisationszeiten, jedoch umständlicher und berücksichtigt nicht die Änderung der Instabilität der Reaktivität der zur Vulkanisation zugeführten Kautschukmischung.

Es gibt ein bekanntes Verfahren zur Regulierung des Vulkanisationsprozesses, bei dem die Temperatur an den den Vulkanisationsprozess begrenzenden Abschnitten des Produkts gemessen wird, der Vulkanisationsgrad aus diesen Daten berechnet wird, wenn der angegebene und der berechnete Vulkanisationsgrad gleich sind, der Vulkanisierungszyklus stoppt. Der Vorteil des Systems ist die Anpassung der Vulkanisationszeit an wechselnde Schwankungen im Temperaturverlauf der Vulkanisation. Der Nachteil dieses Verfahrens ist eine große Streuung in den Eigenschaften der resultierenden Produkte aufgrund der Heterogenität der Kautschukmischung in Bezug auf die Reaktivität zur Vulkanisation und die Abweichung der in der Berechnung verwendeten Vulkanisationskinetikkonstanten von den realen Kinetikkonstanten der verarbeiteten Gummimischung.

Es gibt ein bekanntes Verfahren zur Steuerung des Vulkanisationsprozesses, das darin besteht, die Temperatur in der kontrollierten Schulterzone auf dem R-C-Gitter unter Verwendung von Randbedingungen zu berechnen, die auf Messungen der Oberflächentemperatur der Formen und des Temperaturmembranhohlraums basieren, wobei die äquivalenten Vulkanisationszeiten berechnet werden die den Vulkanisationsgrad im kontrollierten Bereich bestimmen, stoppt der Prozess, wenn die äquivalente Zeitvulkanisation auf den realen Prozess angewendet wird. Die Nachteile des Verfahrens sind seine Komplexität und eine breite Streuung der Eigenschaften der resultierenden Produkte aufgrund von Änderungen in der Reaktivität zur Vulkanisation (Aktivierungsenergie, präexponentieller Faktor der kinetischen Konstanten) der Kautschukmischung.

Dem vorgeschlagenen am nächsten kommt ein Verfahren zur Steuerung des Vulkanisationsprozesses, bei dem synchron zum realen Vulkanisationsprozess, entsprechend den Randbedingungen, basierend auf Temperaturmessungen an der Oberfläche einer Metallform, die Temperatur in den vulkanisierten Produkten berechnet wird Auf einem gitterelektrischen Modell werden die berechneten Temperaturwerte auf ein Volkameter eingestellt, auf dem parallel zur Hauptleitung während des Vulkanisationsprozesses die Kinetik der nicht-isothermen Vulkanisation einer Probe aus einer verarbeiteten Charge der Kautschukmischung untersucht wird ein bestimmter Vulkanisationsgrad erreicht ist, werden Steuerbefehle auf dem Vulcameter für die Produkt-Vulkanisationseinheit erzeugt [AS UdSSR Nr. 467835]. Die Nachteile des Verfahrens liegen in der großen Komplexität der Umsetzung am technologischen Prozess und der begrenzten Anwendungsbreite.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Stabilität der Eigenschaften hergestellter Produkte zu erhöhen.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass während der Vulkanisation von Proben der verarbeiteten Kautschukmischung unter Laborbedingungen auf dem Rheometer und die Vulkanisationszeit von Kautschukprodukten auf der Produktionslinie zeitabhängig korrigiert wird, um den maximalen Schubmodul der Kautschukmischung zu erhalten die Abweichung des Gummi-Zugmoduls in den hergestellten Produkten vom angegebenen Wert.

Die vorgeschlagene Lösung ist in Abb.1-5 dargestellt.

Fig. 1 zeigt ein Funktionsdiagramm des Steuersystems, das das vorgeschlagene Steuerverfahren implementiert.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm des Steuersystems, das das vorgeschlagene Steuerverfahren implementiert.

Abbildung 3 zeigt eine Zeitreihe der Zugfestigkeit der Jubo-Kupplung, die bei OJSC "Balakovorezinotekhnika" hergestellt wurde.

Bild 4 zeigt die charakteristischen kinetischen Kurven für Schermomentbilder der Kautschukmischung.

Abbildung 5 zeigt die Zeitreihe der Änderungen der Vulkanisationsdauer von Proben der Kautschukmischung bis 90 Prozent des erreichbaren Schubmoduls des Vulkanisats.

Auf dem Funktionsdiagramm des Systems, das das vorgeschlagene Steuerverfahren implementiert (siehe Abbildung 1), die Phase der Vorbereitung der Kautschukmischung 1, die Phase der Vulkanisation 2, das Rheometer 3 zur Untersuchung der Kinetik der Vulkanisation von Proben der Kautschukmischung , das mechanisch-dynamische Analysegerät 4 (oder Zugmaschine) zur Bestimmung des Gummidehnungsmoduls für fertige Produkte oder Proben von Satelliten, Steuergerät 5.

Das Steuerverfahren wird wie folgt implementiert. Proben von Chargen der Gummimischung werden auf einem Rheometer analysiert und die Werte der Vulkanisationszeit, bei der das Gummischermoment einen maximalen Wert hat, werden an die Steuervorrichtung 5 gesendet. Wenn sich die Reaktivität der Gummimischung ändert, wird die Steuerung Gerät korrigiert die Vulkanisationszeit der Produkte. So werden Störungen entsprechend den Eigenschaften der Ausgangskomponenten herausgearbeitet, die die Reaktivität der resultierenden Kautschukmischung beeinflussen. Der Zugmodul von Gummi in Fertigprodukten wird durch dynamisch-mechanische Analyse oder auf einer Zugprüfmaschine gemessen und ebenfalls dem Steuergerät zugeführt. Die Ungenauigkeit der erhaltenen Korrektur sowie das Vorhandensein von Änderungen in der Temperatur von Wärmeträgern, Wärmeaustauschbedingungen und anderen störenden Einflüssen auf den Vulkanisationsprozess werden durch Einstellen der Vulkanisationszeit in Abhängigkeit von der Abweichung des Kautschuk-Zugmoduls herausgearbeitet in den hergestellten Produkten ab dem angegebenen Wert.

Das Blockdiagramm des Steuersystems, das dieses Steuerverfahren implementiert und in Fig. 2 dargestellt ist, enthält eine Direktsteuerkanal-Steuervorrichtung 6, eine Rückkopplungskanal-Steuervorrichtung 7, ein Vulkanisierungsprozess-Steuerobjekt 8, eine Transportverzögerungsverbindung 9, um sie aufzunehmen Berücksichtigung der Zeitdauer zum Bestimmen der Eigenschaften des Kautschuks von Endprodukten, einen Rückkopplungskanal-Vergleicher 10, einen Addierer 11 zum Summieren von Anpassungen an die Vulkanisationszeit über den Vorwärtssteuerkanal und den Rückkopplungskanal, einen Addierer 12 zum Berücksichtigen der Effekte von unkontrollierten Störungen des Vulkanisationsprozesses.

Bei Änderung der Reaktivität der Kautschukmischung ändert sich der Schätzwert τ max und das Steuergerät korrigiert dabei über den direkten Steuerkanal 1 die Vulkanisationszeit um den Wert Δτ 1 .

In einem realen Prozess unterscheiden sich die Vulkanisationsbedingungen von den Bedingungen auf dem Rheometer, daher unterscheidet sich die Vulkanisationszeit, die erforderlich ist, um den maximalen Drehmomentwert im realen Prozess zu erhalten, auch von der, die auf dem Gerät erhalten wird, und dieser Unterschied variiert mit der Zeit aufgrund der Instabilität der Vulkanisationsbedingungen. Diese Störungen f werden durch den Rückkopplungskanal verarbeitet, indem eine Korrektur Δτ 2 durch die Steuervorrichtung 7 der Rückkopplungsschleife in Abhängigkeit von der Abweichung des Gummimoduls in den hergestellten Produkten von dem Sollwert E ass eingeführt wird.

Die Verbindung der Transportverzögerung 9 berücksichtigt bei der Analyse der Dynamik des Systems den Einfluss der Zeit, die erforderlich ist, um die Eigenschaften des Kautschuks des Endprodukts zu analysieren.

Abbildung 3 zeigt die Zeitreihe der bedingten Bruchkraft der Juba-Kupplung, hergestellt von Balakovorezinotekhnika OJSC. Die Daten zeigen das Vorhandensein einer großen Streuung von Produkten für diesen Indikator. Die Zeitreihe kann als Summe dreier Komponenten dargestellt werden: Niederfrequenz x 1 , Mittelfrequenz x 2 , Hochfrequenz x 3 . Das Vorhandensein einer Niederfrequenzkomponente weist auf die unzureichende Effizienz des bestehenden Prozesssteuerungssystems und die grundsätzliche Möglichkeit hin, ein effektives Rückkopplungssteuerungssystem aufzubauen, um die Streuung der Endproduktparameter in Bezug auf ihre Eigenschaften zu reduzieren.

Abbildung 4 zeigt die charakteristischen experimentellen kinetischen Kurven für das Schermoment während der Vulkanisation von Proben der Kautschukmischung, erhalten auf dem Rheometer MDR2000 „Alfa Technologies“. Die Daten zeigen die Heterogenität der Gummimischung in Bezug auf die Reaktivität gegenüber dem Vulkanisationsprozess. Die Zeitspanne bis zum Erreichen des maximalen Drehmoments reicht von 6,5 Minuten (Kurven 1.2) bis über 12 Minuten (Kurven 3.4). Die Streuung beim Abschluss des Vulkanisationsprozesses reicht vom Nichterreichen des momentanen Maximalwerts (Kurven 3.4) bis zum Vorhandensein des Übervulkanisationsprozesses (Kurven 1.5).

Abbildung 5 zeigt eine Zeitreihe von Vulkanisationszeiten bis zu einem maximalen Schermoment von 90 %, die durch Untersuchung der Vulkanisation von Gummimischungsproben auf dem MDR2000-Rheometer von Alfa Technologies erhalten wurden. Die Daten zeigen das Vorhandensein einer niederfrequenten Änderung der Härtungszeit, um das maximale Schermoment des Vulkanisats zu erhalten.

Das Vorhandensein einer großen Variation in den mechanischen Eigenschaften der Juba-Kupplung (Abbildung 3) zeigt die Relevanz der Lösung des Problems der Erhöhung der Stabilität der Eigenschaften von Gummiprodukten, um ihre Betriebszuverlässigkeit und Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern. Das Vorhandensein einer Instabilität der Reaktivität der Gummimischung gegenüber dem Vulkanisationsprozess (Abb.4,5) weist auf die Notwendigkeit hin, die Zeit im Vulkanisationsprozess von Produkten aus dieser Gummimischung zu ändern. Das Vorhandensein von niederfrequenten Anteilen in der Zeitreihe der bedingten Bruchkraft von Fertigprodukten (Bild 3) und in der Vulkanisationszeit zur Erzielung des maximalen Schermoments des Vulkanisats (Bild 5) weist auf die grundsätzliche Möglichkeit zur Verbesserung der Qualitätsindikatoren hin des fertigen Produkts durch Einstellen der Vulkanisationszeit.

Betrachtet bestätigt das Vorhandensein in der vorgeschlagenen technischen Lösung:

Das technische Ergebnis, d.h. Die vorgeschlagene Lösung zielt darauf ab, die Stabilität der mechanischen Eigenschaften von Gummiprodukten zu erhöhen, die Anzahl fehlerhafter Produkte zu verringern und dementsprechend die spezifischen Verbrauchsraten der Ausgangskomponenten und der Energie zu verringern.

Wesentliche Merkmale, die darin bestehen, die Dauer des Vulkanisationsprozesses in Abhängigkeit von der Reaktivität der Kautschukmischung gegenüber dem Vulkanisationsprozess und in Abhängigkeit von der Abweichung des Kautschuk-Zugmoduls in fertigen Produkten von dem spezifizierten Wert einzustellen;

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Vulkanisierenanung-- der technologische Prozess der Wechselwirkung von Kautschuken mit einem Vulkanisationsmittel, bei dem die Kautschukmoleküle zu einem einzigen räumlichen Gitter vernetzt werden. Vulkanisationsmittel können sein: Schwefel, Peroxide, Metalloxide, Verbindungen vom Amintyp usw. Um die Vulkanisationsgeschwindigkeit zu erhöhen, werden verschiedene Beschleunigungskatalysatoren verwendet.

Während der Vulkanisation nehmen die Festigkeitseigenschaften von Kautschuk, seine Härte, Elastizität, Hitze- und Frostbeständigkeit zu, der Quellungsgrad und die Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln nehmen ab. Das Wesen der Vulkanisation ist die Kombination von linearen Kautschuk-Makromolekülen zu einem einzigen "vernetzten" System, dem sogenannten Vulkanisationsnetzwerk. Als Ergebnis der Vulkanisation werden Vernetzungen zwischen Makromolekülen gebildet, deren Anzahl und Struktur von Methode B abhängen. Während der Vulkanisation ändern sich einige Eigenschaften der vulkanisierten Mischung nicht monoton mit der Zeit, sondern durchlaufen ein Maximum oder Minimum. Der Vulkanisationsgrad, bei dem die beste Kombination verschiedener physikalischer und mechanischer Eigenschaften von Kautschuk erreicht wird, wird als optimale Vulkanisation bezeichnet.

Bei der Vulkanisation handelt es sich in der Regel um eine Mischung von Kautschuk mit verschiedenen Stoffen, die dem Kautschuk die notwendigen Gebrauchseigenschaften verleihen (Füllstoffe wie Ruß, Kreide, Kaolin, aber auch Weichmacher, Antioxidantien etc.).

Allzweckkautschuke (Natur-, Butadien-, Butadien-Styrol) werden in den meisten Fällen durch Erhitzen mit elementarem Schwefel bei 140-160°C (Schwefelkautschuk) vulkanisiert. Die resultierenden intermolekularen Vernetzungen erfolgen über ein oder mehrere Schwefelatome. Wenn Kautschuk 0,5-5% Schwefel zugesetzt wird, erhält man ein weiches Vulkanisat (Autoschläuche und -reifen, Bälle, Schläuche usw.); Die Zugabe von 30-50% Schwefel führt zur Bildung eines harten, unelastischen Materials - Ebonit. Die Schwefelvulkanisation kann durch Zugabe kleiner Mengen organischer Verbindungen, der sogenannten Vulkanisationsbeschleuniger - Captax, Thiuram usw. - beschleunigt werden. Die Wirkung dieser Substanzen zeigt sich nur in Gegenwart von Aktivatoren - Metalloxiden (meistens Zinkoxid) - vollständig.

In der Industrie wird die Schwefelvulkanisation durch Erhitzen des vulkanisierten Produkts in Formen unter hohem Druck oder in Form von nicht geformten Produkten (in "freier" Form) in Kesseln, Autoklaven, einzelnen Vulkanisatoren und kontinuierlichen Vulkanisationsapparaten durchgeführt. usw. Bei diesen Geräten erfolgt die Erwärmung durch Dampf, Luft, überhitztes Wasser, Strom, Hochfrequenzströme. Die Formen werden in der Regel zwischen beheizten hydraulischen Pressplatten platziert. Die Schwefelvulkanisation wurde von C. Goodyear (USA, 1839) und T. Gancock (Großbritannien, 1843) entdeckt. Zur Vulkanisation von Spezialkautschuken werden organische Peroxide (z. B. Benzoylperoxid), Kunstharze (z. B. Phenol-Formaldehyd), Nitro- und Diazoverbindungen und andere verwendet; die Verfahrensbedingungen sind die gleichen wie bei der Schwefelvulkanisation.

Die Vulkanisation ist auch unter dem Einfluss ionisierender Strahlung möglich - g-Strahlung von radioaktivem Kobalt, einem Strom schneller Elektronen (Strahlungsvulkanisation). Die Methoden der schwefelfreien und Strahlenbleiche ermöglichen es, Kautschuke mit hoher thermischer und chemischer Beständigkeit zu erhalten.

In der Polymerindustrie wird die Vulkanisation bei der Extrusionsherstellung von Gummi verwendet.

Vulkanisation auf pReparatureReifen

Der technologische Prozess der Reifenreparatur besteht darin, beschädigte Stellen für das Aufbringen von Reparaturmaterialien vorzubereiten, Reparaturmaterialien auf beschädigte Stellen aufzubringen und reparierte Stellen zu vulkanisieren.

Die Vulkanisation reparierter Bereiche ist einer der wichtigsten Arbeitsgänge bei der Reifenreparatur.

Das Wesen der Vulkanisation liegt in der Tatsache, dass beim Erhitzen auf eine bestimmte Temperatur in unvulkanisiertem Gummi ein physikalischer und chemischer Prozess auftritt, wodurch der Gummi Elastizität, Festigkeit, Elastizität und andere notwendige Eigenschaften erhält.

Beim Vulkanisieren von zwei mit Gummikleber zusammengeklebten Gummistücken werden sie zu einer monolithischen Struktur, und die Stärke ihrer Verbindung unterscheidet sich nicht von der Haftfestigkeit des Grundmaterials in jedem Stück. Gleichzeitig müssen die Gummistücke gepresst werden, um die erforderliche Festigkeit zu gewährleisten - unter einem Druck von 5 kg / cm 2 gepresst.

Damit der Vulkanisationsprozess stattfinden kann, reicht es nicht aus, nur eine Erwärmung auf die erforderliche Temperatur zu erzeugen, d. h. auf 143 + 2 °; Der Vulkanisationsprozess findet nicht sofort statt, daher müssen erhitzte Reifen für eine bestimmte Zeit auf der Vulkanisationstemperatur gehalten werden.

Die Vulkanisation kann auch bei Temperaturen unter 143 °C erfolgen, dies dauert jedoch länger. Wenn die Temperatur beispielsweise nur um 10 ° gegenüber der angegebenen abfällt, sollte die Vulkanisationszeit verdoppelt werden. Um die Zeit für das Vorwärmen während der Vulkanisation zu verkürzen, werden elektrische Manschetten verwendet, die eine gleichzeitige Erwärmung von beiden Seiten des Reifens ermöglichen, während die Vulkanisationszeit verkürzt und die Qualität der Reparatur verbessert wird. Bei einseitiger Erwärmung dicker Reifen kommt es zu einer Übervulkanisation von Gummiabschnitten in Kontakt mit der Vulkanisationsausrüstung und zu einer Untervulkanisation von Gummis auf der gegenüberliegenden Seite. Die Vulkanisationszeit beträgt je nach Schadensart und Reifengröße 30 bis 180 Minuten bei Reifen und 15 bis 20 Minuten bei Schläuchen.

Für die Vulkanisation in Fahrzeugflotten wird ein stationäres Vulkanisationsgerät Modell 601, hergestellt von der GARO Treuhand, verwendet.

Der Arbeitssatz des Vulkanisationsgeräts umfasst Korsetts für Sektoren, Korsettstraffung, Laufflächen- und Seitenprofilverkleidungen, Klemmen, Druckpolster, Sandsäcke, Matratzen.

Bei einem Dampfdruck im Kessel von 4 kg / cm 2 beträgt die erforderliche Oberflächentemperatur der Vulkanisationsausrüstung 143 "+ 2 °. Bei einem Druck von 4,0-4,1 kg / cm 2 muss das Sicherheitsventil öffnen.

Vulkanisationsgeräte müssen vor Inbetriebnahme durch einen Kesselwärter geprüft werden.

Reifeninnenschäden werden auf Sektoren, Außenschäden auf Brammen mit Profilbelägen vulkanisiert. Durch Beschädigung (bei Vorhandensein von Elektromanschetten werden sie auf einer Platte mit Profilbelag aufvulkanisiert, bei fehlenden Elektromanschetten separat: zuerst von innen auf den Sektor, dann von außen auf eine Platte mit Profilbelag.

Die Elektromanschette besteht aus mehreren Gummischichten und einer äußeren Schicht aus gummiertem Wulst, in deren Mitte eine Spirale aus Nichromdraht zum Heizen und ein Thermostat zum Aufrechterhalten einer konstanten Temperatur (150 °) angeordnet sind.

Vulkanisierungsindustrie Reifenreparatur

Reis. 4. Stationärer Vulkanisierapparat GARO Modell 601: 1 - Sektor; 2 - Platinenplatte; 3 - Dampfkessel; 4 - kleine Klemmen für Kameras; 5 - Halterung für Kameras; 6 - Manometer; 7 - Klemme für Reifen; 8 - Feuerraum; 9 - Schauglas; 10 -- Handkolbenpumpe; 11 - Saugrohr

Vor der Vulkanisation werden die Grenzen des reparierten Bereichs des Reifens markiert. Um das Anhaften zu beseitigen, pudern Sie es mit Talkum sowie einem Sandsack, einer Elektromanschette und Vulkanisationsgeräten (Sektoren, Profilbeläge usw.) in Kontakt mit dem Reifen.

Beim Vulkanisieren auf einem Sektor wird das Crimpen durch Anziehen des Korsetts und beim Vulkanisieren auf einer Platte mit einem Sandsack und einer Klemme erreicht.

Profilbeläge (Lauffläche und Wulst) werden entsprechend dem reparierten Teil des Reifens und seiner Größe ausgewählt.

Die Elektromanschette befindet sich während der Vulkanisation zwischen dem Reifen und dem Sandsack.

Der Zeitpunkt des Beginns und des Endes der Vulkanisation wird mit Kreide auf einer speziellen Tafel markiert, die an der Vulkanisationsanlage installiert ist.

Reparierte Reifen müssen folgende Anforderungen erfüllen:

1) Reifen sollten keine unreparierten Stellen haben;

2) Auf der Innenseite des Reifens dürfen keine Schwellungen und Spuren von Delaminierung von Flecken, Untervulkanisation, Falten und Verdickungen vorhanden sein, die den Betrieb der Kammer beeinträchtigen.

3) die entlang der Lauffläche oder Seitenwand aufgebrachten Gummiabschnitte müssen vollständig auf eine Härte von 55–65 Shore vulkanisiert sein;

4) Abschnitte der Lauffläche über 200 mm, die während der Reparatur wiederhergestellt wurden, müssen ein Muster aufweisen, das mit der gesamten Lauffläche des Reifens identisch ist; das Muster vom Typ „Geländewagen“ muss unabhängig von der Größe der runderneuerten Fläche angebracht werden;

5) die Form der Reifenwülste darf nicht verzerrt werden;

6) Verdickungen und Vertiefungen, die die äußeren Abmessungen und die Oberfläche des Reifens verzerren, sind nicht zulässig;

7) reparierte Abschnitte sollten keine Rückstände aufweisen; es dürfen Schalen oder Poren mit einer Fläche von bis zu 20 mm 2 und einer Tiefe von bis zu 2 mm in einer Menge von nicht mehr als zwei pro Quadratdezimeter vorhanden sein;

8) Die Qualität der Reifenreparatur sollte ihre garantierte Laufleistung nach der Reparatur sicherstellen.

Vulkanisation auf pReparatureKameras

Ähnlich wie beim Reifenreparatur-Workflow besteht der Schlauchreparatur-Workflow darin, beschädigte Bereiche zum Flicken, Flicken und Aushärten vorzubereiten.

Der Arbeitsumfang zum Vorbereiten von Schadstellen zum Ausbessern umfasst: Erkennen verdeckter und sichtbarer Schäden, Entfernen alter unvulkanisierter Ausbesserungen, Abrunden von Kanten mit scharfen Ecken, Aufrauen des Gummis um die Schadstelle, Säubern der Kammern von Raustaub.

Reis. 5. Sektor für die Vulkanisierung von Reifen: 1 - Sektor; 2 - Reifen; 2 - Korsett; 4 - Zug

Reis. 6. Vulkanisation von Onboard-Reifenschäden auf der Seitenplatte: 1 - Reifen; 2 - Seitenplatte: 3 - Seitenverkleidung; 4 – Sandsack; 5 - Metallplatte; 6 - Klemme

Sichtbare Beschädigungen werden durch äußere Prüfung bei gutem Licht festgestellt und mit einem wasserfesten Bleistift umrissen.

Um versteckte Schäden, also kleine, für das Auge unsichtbare Einstiche, zu erkennen, wird die Kammer im aufgeblasenen Zustand in ein Wasserbad getaucht und durch die austretenden Luftbläschen die Einstichstelle bestimmt, die ebenfalls mit einem chemischen Bleistift umrissen wird . Die beschädigte Oberfläche der Kammer wird mit einem Karborundstein oder einer Drahtbürste in einer Breite von 25–35 mm von den Schadensgrenzen aufgeraut, um das Eindringen von grobem Staub in die Kammer zu verhindern. Raue Stellen werden mit einer Bürste gereinigt.

Reparaturmaterialien für die Reparatur von Kammern sind: unvulkanisierter Kammergummi 2 mm dick, für die Reparatur ungeeigneter Kammergummi und gummierter Wulst. Rohes, unvulkanisiertes Gummi dichtet alle Einstiche und Risse bis zu einer Größe von 30 mm ab. Gummi für Kameras repariert Beschädigungen von mehr als 30 mm. Dieser Gummi sollte elastisch sein, ohne Risse und mechanische Beschädigungen. Rohgummi wird mit Benzin aufgefrischt, mit Klebstoff in einer Konzentration von 1: 8 beschichtet und 40-45 Minuten getrocknet. Die Kammern werden mit einer Drahtbürste oder einem Karborundstein auf einer Aufrauhmaschine aufgeraut, danach von Staub gereinigt, mit Benzin aufgefrischt und 25 Minuten getrocknet, dann zweimal mit Leim mit einer Konzentration von 1: 8 beschichtet und nach jedem Auftragen getrocknet für 30--40 Minuten bei einer Temperatur von 20--30°. Der Käfer wird einmal mit Leim einer Konzentration von 1: 8 bestrichen und dann getrocknet.

Der Flicken wird so ausgeschnitten, dass er das Loch von allen Seiten 20–30 mm bedeckt und 2–3 mm kleiner ist als die Grenzen der aufgerauten Oberfläche. Es wird auf einer Seite auf den reparierten Abschnitt der Kammer aufgelegt und nach und nach mit einer Walze über die gesamte Fläche gerollt, so dass zwischen ihm und der Kammer keine Luftblasen entstehen. Achten Sie beim Anbringen von Flicken darauf, dass die zu verklebenden Oberflächen absolut sauber, frei von Feuchtigkeit, Staub und Fett sind.

In Fällen, in denen die Kammer einen Spalt von mehr als 500 mm aufweist, kann sie repariert werden, indem das beschädigte Teil herausgeschnitten und an seiner Stelle das gleiche Teil aus einer anderen Kammer derselben Größe eingesetzt wird. Diese Reparaturmethode wird Kamera-Docking genannt. Die Fugenbreite muss mindestens 50 mm betragen.

Beschädigte Außengewinde in Ventilkörpern werden mit Schneideisen und Innengewinde mit Gewindebohrern wiederhergestellt.

Wenn das Ventil ausgetauscht werden muss, wird es zusammen mit dem Flansch ausgeschnitten und ein anderes Ventil an einer neuen Stelle vulkanisiert. Die Lage des alten Ventils wird als normaler Schaden repariert.

Die Vulkanisation der Schadstellen erfolgt auf einem Vulkanisationsgerät Typ 601 oder auf einem GARO Vulkanisationsgerät für Vulkanisierkammern. Aushärtezeit für Flicken beträgt 15 Minuten und für Flansche 20 Minuten bei 143+2°.

Bei der Vulkanisation wird die Kammer mit einer Klammer durch eine Holzauskleidung auf die Plattenoberfläche gedrückt. Die Auflage sollte 10-15 mm größer sein als der Flicken.

Wenn die reparierte Stelle nicht auf die Platte passt, wird sie in zwei oder drei aufeinanderfolgenden Installationen (Raten) vulkanisiert.

Nach der Vulkanisation werden die Zuflüsse auf der nicht aufgerauhten Oberfläche mit einer Schere abgeschnitten und die Ränder der Flicken und Grate auf dem Stein der Aufrauhmaschine entfernt.

Reparierte Kameras müssen folgende Anforderungen erfüllen:

1) eine mit Luft gefüllte Kammer muss sowohl entlang des Kammerkörpers als auch an der Stelle, an der das Ventil angebracht ist, luftdicht sein;

2) die Flicken müssen dicht vulkanisiert, frei von Blasen und Porosität sein, ihre Härte muss der des Schlauchgummis entsprechen;

3) die Kanten von Flicken und Flanschen sollten keine Verdickungen und Delaminationen aufweisen;

4) Das Gewinde des Ventils muss intakt sein.

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Das Konzept der nichtmetallischen Materialien. Zusammensetzung und Klassifizierung von Kautschuken. Nationaler wirtschaftlicher Wert von Kautschuk. Kautschuke für allgemeine und spezielle Zwecke. Vulkanisation, Stadien, Mechanismen und Technologie. Verformungsfestigkeit und Reibungseigenschaften von Kautschuken und Kautschuken.

Seminararbeit, hinzugefügt am 29.11.2016


Kinetik der Gummivulkanisation. Besonderheiten der Vulkanisation von Mischungen auf Basis einer Kombination von SKD-SKN-40-Kautschuken durch herkömmliche Schwefelvulkanisationssysteme. Mechanismus des Polymerabbaus. Merkmale der Zerstörung von Polymeren in verschiedenen physikalischen und Phasenzuständen.

Praxisbericht, hinzugefügt am 06.04.2015


Sorten von Gummi, Merkmale seiner Anwendung in Industrie und Fertigungstechnik. Der Einfluss der Einführung zusätzlicher Inhaltsstoffe und der Verwendung der Vulkanisation bei der Herstellung von Kautschuk auf die endgültigen Eigenschaften des Produkts. Arbeitsschutz am Arbeitsplatz.

Dissertation, hinzugefügt am 20.08.2009


Gewinnung dynamischer thermoplastischer Elastomere durch Mischen von Kautschuk mit Thermoplast bei gleichzeitiger Vulkanisation des Elastomers im Mischprozess (dynamisches Vulkanisationsverfahren). Merkmale der Wirkung der Kautschukkonzentration auf die Eigenschaften mechanischer Mischungen.

Seminararbeit, hinzugefügt am 08.06.2011


Technologie zur Herstellung von Kunststoffprodukten durch Pressen. Die Hauptgruppen von Kunststoffen, ihre physikalischen Eigenschaften, Nachteile und Verarbeitungsmethoden. Besondere Eigenschaften von Gummi, abhängig von der verwendeten Gummiart. Das Wesen und die Bedeutung der Vulkanisation.

Laborarbeit, hinzugefügt am 06.05.2009


Analyse des Maschinendesigns. Das Wesen des Vulkanisationsprozesses und der Betrieb der Ausrüstung. Die Form ist abfallarm und das Verfahren zur Gewinnung von Teilen mit ihrer Hilfe. Der Inhalt der Arbeit zur Reparatur des mechanischen Teils. Entwicklung von Modernisierungs- und Verbesserungsvorschlägen.

Seminararbeit, hinzugefügt am 22.12.2014


Das Konzept und die Hauptphasen des Kabelspleißprozesses, Methoden und Prinzipien seiner Implementierung. Die Arbeitsfolge beim Kaltspleißen von Kabeln mit der Mischung K115N oder K-15, durch freies Erhitzen, gefolgt von Vulkanisation.

Zusammenfassung, hinzugefügt am 12.12.2009


Zweck, Gerät, Funktionsprinzip eines Schneckengetriebes mit einer oberen Schnecke. Chemische Zusammensetzung und Eigenschaften von Stahl 20X. Messwerkzeuge, die bei der Reparatur verwendet werden. Sicherheit bei der Reparatur von technologischen Geräten.

Dissertation, hinzugefügt am 28.04.2013


Technologie zur Herstellung von Brennstoffpellets und -briketts, Holzkohle, Hackschnitzeln, Brennholz. Biogas, Bioethanol, Biodiesel: Merkmale der Produktion und Richtungen der praktischen Verwendung, notwendige Ausrüstung und Materialien, Perspektiven für die Verwendung in Komi.

Seminararbeit, hinzugefügt am 28.10.2013


Die wichtigsten Technologien für die Verarbeitung von Autoreifen und Gummiprodukten. Mögliche Verwendungsmöglichkeiten für Krümelgummi. Einsatzgebiete der Schnur. Liste der Ausrüstung für die Verarbeitung von Reifen durch Pyrolyse und mechanische Verfahren.

Die Bestimmung der Vulkanisationskinetik ist bei der Herstellung von Gummiprodukten von großer Bedeutung. Die Vulkanisierbarkeit von Gummimischungen ist nicht identisch mit ihrer Scorchfähigkeit, und um sie zu bewerten, sind Methoden erforderlich, die es ermöglichen, nicht nur den Beginn (durch abnehmende Fließfähigkeit), sondern auch die optimale Vulkanisation bei Erreichen des Maximalwerts eines Indikators zu bestimmen , zum Beispiel der dynamische Modulus.39

Die übliche Methode zur Bestimmung der Vulkanisierbarkeit besteht darin, mehrere Proben aus der gleichen Kautschukmischung mit unterschiedlicher Dauer der Wärmebehandlung herzustellen und beispielsweise in einem Zugprüfgerät zu prüfen. Am Ende des Tests wird eine Vulkanisationskinetikkurve aufgetragen. Diese Methode ist sehr arbeits- und zeitaufwändig.39

Rheometertests beantworten nicht alle Fragen, und für eine höhere Genauigkeit müssen die Ergebnisse der Bestimmung von Dichte, Zugfestigkeit und Härte statistisch aufbereitet und mit Kurven gegengeprüft werden Vulkanisationskinetik. Ende der 60er Jahre. Im Zusammenhang mit der Entwicklung der Kontrolle der Herstellung von Mischungen mit Rheometern, der Verwendung größerer geschlossener Gummimischer und der in einigen Branchen erheblich verkürzten Mischzyklen wurde es möglich, Tausende von Tonnen Nachfüllungen von Gummimischungen pro herzustellen Tag.

Auch bei der Geschwindigkeit, mit der sich das Material durch die Anlage bewegt, wurden deutliche Verbesserungen festgestellt. Diese Fortschritte haben zu einem Rückstand bei der Testtechnologie geführt. Eine Anlage, die täglich 2.000 Chargen von Mischungen herstellt, erfordert die Durchführung eines Tests für etwa 00 Kontrollparameter (Tabelle 17.1), wenn man von 480 ausgeht

Definition von Kinetik Vulkanisation von Gummi Mischungen

Bei der Auslegung thermischer Vulkanisationsmodi werden simultane und miteinander verbundene thermische (dynamische Änderung des Temperaturfeldes entlang des Produktprofils) und kinetische (Ausbildung des Vulkanisationsgrades des Kautschuks) Prozesse simuliert. Als Parameter zur Bestimmung des Vulkanisationsgrades kann jeder physikalische und mechanische Indikator gewählt werden, für den es eine mathematische Beschreibung der Kinetik der nicht-isothermen Vulkanisation gibt. Jedoch aufgrund von Unterschieden in der Vulkanisationskinetik für jeden417

Der erste Teil von Kapitel 4 beschreibt die bestehenden Methoden zur Bewertung der Auswirkung der Härtungswirkung zeitveränderlicher Temperaturen. Eine Annäherung an die der Bewertung zugrunde liegenden vereinfachenden Annahmen, die in der Industrie akzeptiert sind, ergibt sich aus der Betrachtung der allgemeinen Muster der Eigenschaftsänderungen von Kautschuk während der Vulkanisation (Vulkanisationskinetik für verschiedene Eigenschaftsindikatoren, ermittelt durch Labormethoden).

Die Bildung von Gummieigenschaften während der Vulkanisation von mehrschichtigen Produkten verläuft anders als bei dünnen Platten, die für mechanische Labortests aus einem homogenen Material verwendet werden. Beim Vorhandensein von Materialien unterschiedlicher Verformbarkeit hat der komplexe Spannungszustand dieser Materialien einen großen Einfluss. Der zweite Teil von Kapitel 4 widmet sich dem mechanischen Verhalten von Materialien eines mehrschichtigen Produkts in Vulkanisationsformen sowie Methoden zur Bewertung der erreichten Vulkanisationsgrade von Gummi in Produkten.7
Es sollte auch beachtet werden, dass bei der Bestimmung Vulkanisationskinetik gemäß dieser Eigenschaft ist der Testmodus nicht gleichgültig. Beispielsweise hat Standardgummi aus Naturkautschuk bei 100°C ein anderes Optimum, Plateau und eine andere Verteilung der Reißfestigkeitsindikatoren als bei 20°C, je nachdem Grad der Vulkanisation.

Wie aus der im vorangegangenen Abschnitt durchgeführten Betrachtung der Abhängigkeit der Grundeigenschaften von Kautschuk von seinem Vernetzungsgrad hervorgeht, kann die Beurteilung der Kinetik und des Vulkanisationsgrades auf verschiedene Weise erfolgen. Die verwendeten Methoden werden in drei Gruppen eingeteilt: 1) chemische Methoden (Bestimmung der Menge an umgesetztem und nicht umgesetztem Vulkanisationsmittel durch chemische Analyse von Kautschuk) 2) physikalisch-chemische Methoden (Bestimmung thermischer Effekte der Reaktion, Infrarotspektren, Chromatographie, Lumineszenzanalyse). usw.) 3) mechanische Methoden (Bestimmung mechanischer Eigenschaften, einschließlich speziell entwickelter Methoden zur Bestimmung der Vulkanisationskinetik).

Radioaktive Isotope (markierte Atome) lassen sich leicht nachweisen, indem die Radioaktivität des Produkts gemessen wird, das sie enthält. Zur Untersuchung der Vulkanisationskinetik werden die Reaktionsprodukte nach einer bestimmten Reaktionszeit von Kautschuk mit radioaktivem Schwefel (Vulkanisationsmittel) einer 25-tägigen kalten Dauerextraktion mit Benzol unterzogen. Das nicht umgesetzte Härtungsmittel wird mit dem Extrakt entfernt und die Konzentration des verbleibenden gebundenen Mittels wird aus der Radioaktivität des Reaktionsendprodukts bestimmt.

Die zweite Gruppe von Methoden dient der Bestimmung der tatsächlichen Vulkanisationskinetik.

GOST 35-67. Gummi. Verfahren zur Bestimmung der Kinetik Vulkanisation von Gummimischungen.

Die Entwicklung neuer Polymerisationsverfahren in den letzten Jahren hat zur Schaffung von Kautschuktypen mit fortschrittlicheren Eigenschaften beigetragen. Eigenschaftsänderungen sind hauptsächlich auf Unterschiede in der Struktur von Kautschukmolekülen zurückzuführen, und dies erhöht natürlich die Rolle der Strukturanalyse. Die spektroskopische Bestimmung von 1,2-, cis-, A- und 1,4-Kornstrukturen in Synthesekautschuken ist von gleicher praktischer und theoretischer Bedeutung wie die Analyse der physikalisch-chemischen und anwendungstechnischen Eigenschaften eines Polymers. Die Ergebnisse der quantitativen Analyse ermöglichen die Untersuchung 1) des Einflusses des Katalysators und der Polymerisationsbedingungen auf die Struktur des Kautschuks 2) der Struktur unbekannter Kautschuke (Identifikation) 3) der Änderung der Mikrostruktur während der Vulkanisation (Isomerisierung) und der Kinetik der Vulkanisation 4) die beim oxidativen und thermischen Abbau von Kautschuk ablaufenden Vorgänge (Strukturveränderungen beim Trocknen von Kautschuk, Alterung) 5) die Wirkung von Stabilisatoren auf die Stabilität des Kautschuk-Molekülgerüstes und die bei der Pfropfung und Plastifizierung von Kautschuk ablaufenden Vorgänge 6) die Verhältnis von Monomeren in Kautschukcopolymeren und diesbezüglich eine qualitative Aussage über die Verteilung von Blöcken entlang der Länge in Butadien-Styrol-Copolymeren (Trennung von Block- und statistischen Copolymeren).357

Bei der Auswahl von Vulkanisationsbeschleunigern für organischen Kautschuk für die industrielle Verwendung sollte Folgendes berücksichtigt werden. Der Beschleuniger wird für eine bestimmte Gummisorte gewählt, da je nach Gummisorte und -struktur eine unterschiedliche Wirkung des Beschleunigers auf die Vulkanisationskinetik beobachtet wird.16

Um die Kinetik der Vulkanisation in allen Stadien des Prozesses zu charakterisieren, ist es ratsam, die Änderung der elastischen Eigenschaften der Mischung zu beobachten. Als einer der Indikatoren für elastische Eigenschaften bei Tests, die im stationären Belastungsmodus durchgeführt werden, kann der dynamische Modul verwendet werden.

Einzelheiten zu diesem Indikator und Methoden zu seiner Bestimmung werden in Abschnitt 1 von Kapitel IV erörtert, der den dynamischen Eigenschaften von Gummi gewidmet ist. Angewendet auf das Problem der Steuerung von Kautschukmischungen durch die Kinetik ihrer Vulkanisation, reduziert sich die Bestimmung des dynamischen Moduls auf die Beobachtung des mechanischen Verhaltens einer Kautschukmischung, die einer mehrfachen Scherverformung bei erhöhter Temperatur ausgesetzt ist.

Die Vulkanisation wird von einer Erhöhung des dynamischen Moduls begleitet. Der Abschluss des Prozesses wird durch das Aufhören dieses Wachstums bestimmt. So kann die kontinuierliche Überwachung der Änderung des dynamischen Moduls der Gummimischung bei Vulkanisationstemperatur als Grundlage für die Bestimmung der sogenannten optimalen Vulkanisation (Modulo) dienen, die eine der wichtigsten technologischen Eigenschaften jeder Gummimischung ist. 37

Im Tisch. 4 zeigt die Werte des Temperaturkoeffizienten der Vulkanisationsgeschwindigkeit von Naturkautschuk, bestimmt aus der Bindungsgeschwindigkeit von Schwefel. Der Temperaturkoeffizient der Vulkanisationsgeschwindigkeit kann auch aus den kinetischen Kurven der Änderungen der physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Gummi während der Vulkanisation bei unterschiedlichen Temperaturen berechnet werden, beispielsweise durch den Modulwert. Die Werte der aus der Kinetik der Moduländerung berechneten Koeffizienten sind in derselben Tabelle angegeben.76

Das Verfahren zur Bestimmung des Vulkanisationsgrades (T) auf dem Produktabschnitt begrenzt den Vulkanisationsprozess. Dabei werden Verfahren und Vorrichtungen zur optimalen Steuerung der Vulkanisationsmodi von Produkten unterschieden, bei denen die Kinetik der nicht-isothermen Vulkanisation bestimmt wird 419

Bestimmungsort (T). Es sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die es ermöglichen, die Kinetik der nicht-isothermen Vulkanisation 419 zu bestimmen

Die mit den beschriebenen Verfahren erhaltenen kinetischen Kurven werden verwendet, um solche Parameter wie Geschwindigkeitskonstanten, Temperaturkoeffizienten und Aktivierungsenergie des Prozesses gemäß den Gleichungen der formalen Kinetik chemischer Reaktionen zu berechnen. Lange Zeit glaubte man, dass die meisten kinetischen Kurven durch eine Gleichung erster Ordnung beschrieben werden. Es wurde festgestellt, dass der Temperaturkoeffizient des Verfahrens durchschnittlich gleich 2 ist und die Aktivierungsenergie je nach Vulkanisationsmittel und Molekülstruktur des Kautschuks zwischen 80 und kJ/mol variiert. Eine genauere Bestimmung der kinetischen Kurven und deren formalkinetische Analyse durch W. Scheele 52 zeigte jedoch, dass in fast allen Fällen die Reaktionsordnung kleiner als 1 und gleich 0,6–0,8 ist und die Vulkanisationsreaktionen komplex und mehrstufig sind.

Curometer Modell VII von Wallace (Großbritannien) bestimmt die Kinetik der Vulkanisation von Kautschukmischungen unter isothermen Bedingungen. Die Probe wird zwischen Platten gelegt, von denen eine um einen bestimmten Winkel versetzt ist. Der Vorteil dieses Designs besteht darin, dass es keine Porosität in der Probe gibt, weil sie unter Druck steht, und die Möglichkeit, kleinere Proben zu verwenden, was die Aufwärmzeit verkürzt.499

Die Untersuchung der Vulkanisationskinetik von Kautschukmischungen ist nicht nur von theoretischem Interesse, sondern auch von praktischer Bedeutung für die Beurteilung des Verhaltens von Kautschukmischungen während der Verarbeitung und Vulkanisation. Um die Art der technologischen Prozesse in der Produktion zu bestimmen, sollten die Indikatoren für die Vulkanisierbarkeit von Gummimischungen bekannt sein, d.h. ihre Tendenz zur vorzeitigen Vulkanisation - der Beginn der Vulkanisation und ihre Geschwindigkeit (für die Verarbeitung) und für den eigentlichen Vulkanisationsprozess - zusätzlich zu den oben genannten Indikatoren - das Optimum und die Plateauvulkanisation, der Umkehrbereich.

Das Buch wurde auf der Grundlage von Vorlesungen zusammengestellt, die führende amerikanische Forscher vor US-Kautschukingenieuren an der Universität Akron gehalten haben. Der Zweck dieser Vorlesungen war eine systematische Darstellung der verfügbaren Informationen über die theoretischen Grundlagen und die Technologie der Vulkanisation in zugänglicher und ziemlich vollständiger Form.

Dementsprechend werden zu Beginn des Buches die Entstehungsgeschichte des Themas und die Charakteristika von Änderungen der Grundeigenschaften von Kautschuk, die während der Vulkanisation auftreten, dargestellt. Darüber hinaus werden bei der Darstellung der Vulkanisationskinetik chemische und physikalische Methoden zur Bestimmung der Vulkanisationsgeschwindigkeit, des Vulkanisationsgrades und des Temperaturkoeffizienten kritisch betrachtet. Der Einfluss der Werkstückabmessungen und der Wärmeleitfähigkeit von Gummimischungen auf die Vulkanisationsgeschwindigkeit wurde diskutiert.8

Instrumente zur Bestimmung der Vulkanisationskinetik arbeiten üblicherweise entweder im Modus eines bestimmten Amplitudenwerts der Verschiebung (Volkameter, Viskurometer oder Rheometer) oder im Modus eines bestimmten Amplitudenwerts der Belastung (Curometer, SERAN). Dementsprechend werden die Amplitudenwerte der Last oder Verschiebung gemessen.

Da Proben 25 üblicherweise für Labortests verwendet werden, hergestellt aus Platten mit einer Dicke von 0,5–2,0 mm, die nahezu unter isothermen Bedingungen (Г == = onst) vulkanisiert werden, wird die Vulkanisationskinetik für sie bei einer konstanten Vulkanisationstemperatur gemessen. Auf der kinetischen Kurve werden die Dauer der Induktionsperiode, der Zeitpunkt des Beginns des Vulkanisationsplateaus oder Optimums, die Größe des Plateaus und andere charakteristische Zeiten bestimmt.

Jeder von ihnen entspricht nach (4.32) bestimmten Vulkanisationseffekten. Als äquivalente Vulkanisationszeiten gelten solche Zeiten, die bei einer Temperatur von 4 kV = onst zu den gleichen Wirkungen wie bei variablen Temperaturen führen. Auf diese Weise

Wenn die Vulkanisationskinetik bei T = onst durch Gleichung (4.20a) gegeben ist, wobei t die Zeit der tatsächlichen Reaktion ist, kann das folgende Verfahren vorgeschlagen werden Definitionen der Kinetik nicht-isotherme Vulkanisationsreaktion.

Die Betriebskontrolle des Vulkanisationsprozesses ermöglicht die Implementierung spezieller Geräte zur Bestimmung der Vulkanisationskinetik - Vulkanometer (Kurometer, Rheometer), die die Amplitude der Scherbelastung (im Modus einer bestimmten Amplitude der harmonischen Verschiebung) oder die Scherverformung kontinuierlich festlegen ( im Modus einer gegebenen Scherlastamplitude). Die am weitesten verbreiteten Geräte sind vom Vibrationstyp, insbesondere Monsanto 100- und 100S-Rheometer, die ein automatisches Testen ermöglichen, wobei ein kontinuierliches Diagramm der Änderungen der Eigenschaften der Mischung während der Vulkanisation gemäß ASTM 4-79, MS ISO 3417-77, GOST erhalten wird 35-84.492

Die Wahl des Aushärtungs- oder Vulkanisationsmodus erfolgt normalerweise durch Untersuchung der Kinetik der Änderungen einer beliebigen Eigenschaft des ausgehärteten Systems von elektrischem Widerstand und dielektrischem Verlustfaktor, Festigkeit, Kriechen, Elastizitätsmodul unter verschiedenen Arten von Spannungszuständen, Viskosität, Härte, Wärmebeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Quellung, dynamisch-mechanische Eigenschaften, Brechungsindex und eine Reihe anderer Parameter, -. Weit verbreitet sind auch die Methoden der DTA und TGA, der chemischen und thermomechanischen Analyse, der dielektrischen und mechanischen Relaxation, der thermometrischen Analyse und der Differentialscanningkalorimetrie.

Alle diese Methoden können bedingt in zwei Gruppen unterteilt werden: Methoden, mit denen Sie die Geschwindigkeit und Tiefe des Aushärtungsprozesses steuern können, indem Sie die Konzentration reaktiver funktioneller Gruppen ändern, und Methoden, mit denen Sie eine Änderung einer beliebigen Eigenschaft des Systems steuern und steuern können seinen Grenzwert einstellen. Die Verfahren der zweiten Gruppe haben den gemeinsamen Nachteil, dass sich die eine oder andere Eigenschaft des Härtungssystems nur in bestimmten Stadien des Prozesses deutlich manifestiert, sodass die Viskosität des Härtungssystems nur bis zum Gelierpunkt gemessen werden kann, während die meisten die physikalischen und mechanischen Eigenschaften beginnen sich erst nach dem Gelierpunkt klar zu manifestieren. Andererseits hängen diese Eigenschaften stark von der Messtemperatur ab, und wenn eine Eigenschaft kontinuierlich während des Prozesses überwacht wird, wenn es notwendig ist, die Reaktionstemperatur im Verlauf der Reaktion zu ändern oder die Reaktion im Wesentlichen nicht isotherm verläuft, zu erreichen die Vollständigkeit der Reaktion, dann wird die Interpretation der Messergebnisse der Kinetik der Eigenschaftsänderung in einem solchen Prozess schon recht komplex.37

Eine Untersuchung der Kinetik der Copolymerisation von Ethylen mit Propylen im System VO I3-A12(C2H5)3C1e zeigte, dass seine Modifizierung mit Tetrahydrofuran es unter bestimmten Bedingungen ermöglicht, die integrale Ausbeute des Copolymers zu erhöhen. Dieser Effekt beruht auf der Tatsache, dass der Modifikator durch Änderung des Verhältnisses zwischen Kettenwachstums- und -terminierungsgeschwindigkeit die Bildung von Copolymeren mit höherem Molekulargewicht fördert. Dieselben Verbindungen werden in einer Reihe von Fällen bei der Copolymerisation von Ethylen und Propylen mit Dicyclopentadien, Norbornen und anderen Cyclodienen verwendet. Die Anwesenheit elektronenspendender Verbindungen in der Reaktionssphäre während der Herstellung von ungesättigten Terpolymeren verhindert die späteren langsameren Reaktionen der Vernetzung von Makromolekülen und ermöglicht es, Copolymere mit guten Vulkanisationseigenschaften zu erhalten.45

Kinetik der Schwefeladdition. Die kinetischen Weber-Kurven, wie aus Abb. , haben die Form unterbrochener Linien.

Weber erklärte diese Art von Kurven damit, dass zu bestimmten Zeitpunkten der Vulkanisation verschiedene stöchiometrische Verbindungen von Kautschuk mit Schwefel gebildet werden - Sulfide der Zusammensetzung KaZ, KaZr. Ka33 usw. Jedes dieser Sulfide wird mit seiner eigenen Geschwindigkeit gebildet, und die Bildung eines Sulfids mit einem bestimmten Schwefelgehalt beginnt erst, wenn die vorherige Stufe der Bildung eines Sulfids mit einer geringeren Anzahl von Schwefelatomen beendet ist.

Spätere und gründlichere Untersuchungen von Spence und Young führten jedoch zu den einfacheren kinetischen Kurven, die in Abb. und. Wie aus diesen ersichtlich ist302

Die Ergebnisse der Bestimmung der strukturellen Parameter des Vulkanisationsnetzes unter Verwendung der Sol-Gel-Analyse, insbesondere die Daten zur Kinetik der Änderungen in der Gesamtzahl der Netzketten (Fig. 6A), zeigen, dass das wichtigste Merkmal von Dithiodimorpholin-Vulkanisaten ist ist eine deutlich geringere Reversion und damit eine geringere Abnahme der Festigkeitseigenschaften von Vulkanisaten bei Erhöhung der Aushärtetemperatur. Auf Abb. 6B zeigt die Kinetik der Änderung der Zugfestigkeit von Mischungen bei 309

Science Noobs - Kinetischer Sand

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ELEKTRISCHE MEMBRANPUMPE energiesparende elektrische Bohrlochpumpeneinheit ANKER

Kusnezow A.S. 1 , Kornjuschko V.F. 2

1 Doktorand, 2 Doktor der Technischen Wissenschaften, Professor, Leiter der Abteilung für Informationssysteme in der Chemischen Technologie, Technische Universität Moskau

PROZESSE DER MISCHUNG UND STRUKTURIERUNG VON ELASTOMERSYSTEMEN ALS STEUEROBJEKTE IN EINEM CHEMISCH-TECHNOLOGISCHEN SYSTEM

Anmerkung

In dem Artikel wird aus systemanalytischer Sicht die Möglichkeit betrachtet, die Prozesse des Mischens und Strukturierens zu einem einzigen chemisch-technologischen System zur Gewinnung von Produkten aus Elastomeren zu kombinieren.

Stichworte: Mischen, Strukturieren, System, Systemanalyse, Management, Steuerung, chemisch-technologisches System.

Kusnezow EIN. S. 1 , Kornuschko v. F. 2

1 Doktorand, 2 PhD in Ingenieurwissenschaften, Professor, Leiter der Abteilung für Informationssysteme in der chemischen Technologie, Staatliche Universität Moskau

MISCH- UND STRUKTURIERUNGSPROZESSE ALS STEUEROBJEKTE IN CHEMISCH-TECHNISCHEN SYSTEMEN

Abstrakt

Der Artikel beschreibt die Möglichkeit, auf der Grundlage der Systemanalyse die Misch- und Vulkanisationsprozesse im einheitlichen verfahrenstechnischen System der Gewinnung von Elastomerprodukten zu kombinieren.

Schlüsselwörter: Mischen, Strukturieren, System, Systemanalyse, Regie, Steuerung, verfahrenstechnisches System.

Einführung

Die Entwicklung der chemischen Industrie ist ohne die Schaffung neuer Technologien, eine Steigerung der Produktion, die Einführung neuer Technologien, den sparsamen Umgang mit Rohstoffen und allen Arten von Energie sowie die Schaffung abfallarmer Industrien nicht möglich.

Industrielle Prozesse finden in komplexen chemisch-technologischen Systemen (CTS) statt, bei denen es sich um eine Reihe von Geräten und Maschinen handelt, die zu einem einzigen Produktionskomplex zur Herstellung von Produkten kombiniert sind.

Die moderne Herstellung von Produkten aus Elastomeren (Gewinnung eines Elastomerverbundwerkstoffs (ECM) oder Gummis) ist durch das Vorhandensein einer großen Anzahl von Stufen und technologischen Vorgängen gekennzeichnet, nämlich: Vorbereitung von Gummi und Zutaten, Wiegen von Feststoffen und Schüttgütern, Mischen von Gummi mit Zutaten, Formen einer Rohkautschukmischung - Halbfabrikat, und eigentlich der Prozess der räumlichen Strukturierung (Vulkanisation) der Kautschukmischung - Rohlinge, um ein Endprodukt mit einer Reihe von festgelegten Eigenschaften zu erhalten.

Alle Prozesse zur Herstellung von Produkten aus Elastomeren sind eng miteinander verbunden, daher ist die genaue Einhaltung aller etablierten technologischen Parameter erforderlich, um Produkte in angemessener Qualität zu erhalten. Die Gewinnung konditionierter Produkte wird durch die Anwendung verschiedener Methoden zur Überwachung der wichtigsten technologischen Größen in der Produktion in den zentralen Werkslabors (CPL) erleichtert.

Die Komplexität und Mehrstufigkeit des Prozesses zur Gewinnung von Produkten aus Elastomeren und die Notwendigkeit, die wichtigsten technologischen Indikatoren zu kontrollieren, implizieren, den Prozess der Gewinnung von Produkten aus Elastomeren als ein komplexes chemisch-technologisches System zu betrachten, das alle technologischen Phasen und Vorgänge umfasst Elemente von Analyse der Hauptphasen des Prozesses, ihrer Verwaltung und Kontrolle.

1. Allgemeine Eigenschaften von Misch- und Strukturierungsprozessen

Dem Erhalt von Endprodukten (Produkten mit bestimmten Eigenschaften) gehen zwei technologische Hauptprozesse des Systems zur Herstellung von Produkten aus Elastomeren voraus, nämlich: der Mischprozess und tatsächlich die Vulkanisation der Rohkautschukmischung. Die Überwachung der Einhaltung der technologischen Parameter dieser Prozesse ist ein obligatorisches Verfahren, das den Erhalt von Produkten in angemessener Qualität, die Intensivierung der Produktion und die Verhinderung der Ehe sicherstellt.

In der Anfangsphase gibt es Gummi - eine Polymerbasis und verschiedene Zutaten. Nach dem Abwiegen des Kautschuks und der Zutaten beginnt der Mischvorgang. Der Mischvorgang ist das Mahlen der Inhaltsstoffe und reduziert sich auf eine gleichmäßigere Verteilung derselben im Gummi und eine bessere Dispergierung.

Der Mischvorgang erfolgt auf Walzen oder in einem Gummimischer. Als Ergebnis erhalten wir ein Halbzeug – eine Rohkautschukmischung – ein Zwischenprodukt, das anschließend einer Vulkanisation (Strukturierung) unterzogen wird. Auf der Stufe der Rohkautschukmischung wird die Gleichmäßigkeit des Mischens kontrolliert, die Zusammensetzung der Mischung überprüft und ihre Vulkanisationsfähigkeit bewertet.

Die Gleichmäßigkeit des Mischens wird durch den Indikator der Plastizität der Gummimischung überprüft. Aus verschiedenen Teilen der Kautschukmischung werden Proben entnommen und der Plastizitätsindex der Mischung bestimmt, der bei verschiedenen Proben etwa gleich sein sollte. Die Plastizität der Mischung P muss innerhalb der Fehlergrenzen mit der im Pass angegebenen Rezeptur für eine bestimmte Gummimischung übereinstimmen.

Die Vulkanisationsfähigkeit der Mischung wird auf Vibrorheometern unterschiedlicher Konfiguration überprüft. Das Rheometer ist dabei ein Objekt der physikalischen Modellierung des Prozesses der Strukturierung elastomerer Systeme.

Als Ergebnis der Vulkanisation entsteht ein fertiges Produkt (Gummi, ein elastomerer Verbundwerkstoff. Gummi ist also ein komplexes Mehrkomponentensystem (Abb. 1.)

Reis. 1 - Zusammensetzung des Elastomermaterials

Der Strukturierungsprozess ist ein chemischer Prozess der Umwandlung einer rohen plastischen Kautschukmischung in einen elastischen Kautschuk aufgrund der Bildung eines räumlichen Netzwerks chemischer Bindungen sowie ein technologischer Prozess zum Erhalt eines Artikels, eines Kautschuks oder eines elastomeren Verbundmaterials durch Fixierung der erforderlichen Form um die gewünschte Funktion des Produkts sicherzustellen.

1. Aufbau eines Modells eines chemisch-technologischen Systems
   Herstellung von Produkten aus Elastomeren

Jede chemische Produktion ist eine Abfolge von drei Hauptoperationen: die Vorbereitung der Rohstoffe, die eigentliche chemische Umwandlung, die Isolierung der Zielprodukte. Diese Abfolge von Operationen ist in einem einzigen komplexen chemisch-technologischen System (CTS) verkörpert. Ein modernes Chemieunternehmen besteht aus einer Vielzahl miteinander verbundener Teilsysteme, zwischen denen Unterordnungsbeziehungen in Form einer hierarchischen Struktur mit drei Hauptstufen bestehen (Abb. 2). Die Herstellung von Elastomeren ist keine Ausnahme, und das Ergebnis ist ein fertiges Produkt mit den gewünschten Eigenschaften.

Reis. 2 - Subsysteme des chemisch-technologischen Systems zur Herstellung von Produkten aus Elastomeren

Die Grundlage für den Aufbau eines solchen Systems, wie auch jedes chemisch-technologischen Systems von Produktionsprozessen, ist ein systematischer Ansatz. Eine systematische Betrachtung eines einzelnen typischen Prozesses der chemischen Technologie ermöglicht es, eine wissenschaftlich fundierte Strategie für eine umfassende Analyse des Prozesses zu entwickeln und darauf aufbauend ein detailliertes Programm zur Synthese seiner mathematischen Beschreibung für die weitere Implementierung von Steuerungsprogrammen zu erstellen .

Dieses Schema ist ein Beispiel für ein chemisch-technologisches System mit einer Reihenschaltung von Elementen. Gemäß der akzeptierten Klassifizierung ist die kleinste Ebene ein typischer Prozess.

Bei der Herstellung von Elastomeren werden als solche Prozesse getrennte Produktionsschritte betrachtet: der Prozess des Wiegens von Zutaten, das Schneiden von Gummi, das Mischen auf Walzen oder in einem Gummimischer, das räumliche Strukturieren in einem Vulkanisationsgerät.

Die nächste Ebene stellt die Werkstatt dar. Für die Herstellung von Elastomeren kann sie dargestellt werden als bestehend aus Subsystemen zur Rohstoffversorgung und -aufbereitung, einem Block zum Mischen und Gewinnen eines Halbzeugs sowie einem Endblock zur Strukturierung und Fehlererkennung.

Gerade auf dieser Ebene werden die Hauptproduktionsaufgaben zur Sicherstellung der geforderten Qualität des Endprodukts, die Intensivierung technologischer Prozesse, die Analyse und Kontrolle von Misch- und Strukturierungsprozessen, die Verhinderung von Verheiratungen durchgeführt.

1. Auswahl der wichtigsten Parameter für die Steuerung und Verwaltung technologischer Prozesse des Mischens und Strukturierens

Der Strukturierungsprozess ist ein chemischer Prozess der Umwandlung einer rohen plastischen Kautschukmischung in einen elastischen Kautschuk aufgrund der Bildung eines räumlichen Netzwerks chemischer Bindungen sowie ein technologischer Prozess zum Erhalt eines Artikels, eines Kautschuks oder eines elastomeren Verbundmaterials durch Fixierung der erforderlichen Form um die gewünschte Funktion des Produkts sicherzustellen.

In den Prozessen der Herstellung von Produkten aus Elastomeren sind die kontrollierten Parameter: Temperatur Tc während des Mischens und der Vulkanisation Tb, Druck P während des Pressens, Zeit τ der Verarbeitung der Mischung auf den Walzen sowie Vulkanisationszeit (optimal) τopt..

Die Temperatur des Halbzeugs auf den Walzen wird durch ein Nadelthermoelement oder ein Thermoelement mit selbstregistrierenden Instrumenten gemessen. Es gibt auch Temperatursensoren. Es wird normalerweise durch Ändern des Kühlwasserflusses für die Walzen durch Einstellen des Ventils gesteuert. In der Produktion werden Kühlwasser-Durchflussregler eingesetzt.

Der Druck wird durch Verwendung einer Ölpumpe mit einem installierten Drucksensor und einem geeigneten Regler gesteuert.

Die Festlegung der Parameter für die Herstellung der Mischung erfolgt durch die Walze gemäß den Regelkarten, die die erforderlichen Werte der Prozessparameter enthalten.

Die Qualitätskontrolle des Halbzeugs (Rohmischung) erfolgt durch die Spezialisten des Zentralen Werkslabors (CPL) des Herstellers gemäß Mischungspass. Gleichzeitig sind die vibrorheometrischen Daten sowie die Analyse der rheometrischen Kurve, die eine grafische Darstellung des Prozesses darstellt, das Hauptelement zur Überwachung der Mischqualität und zur Beurteilung der Vulkanisationsfähigkeit der Kautschukmischung und werden als berücksichtigt ein Element der Steuerung und Einstellung des Prozesses der Strukturierung von Elastomersystemen.

Das Verfahren zur Bewertung der Vulkanisationseigenschaften wird vom Technologen gemäß dem Pass der Mischung und den Datenbanken der rheometrischen Tests von Kautschuken und Kautschuken durchgeführt.

Die Kontrolle des Erhalts eines konditionierten Produkts - die Endphase - wird von Spezialisten der Abteilung für technische Qualitätskontrolle von Fertigprodukten gemäß den Testdaten der technischen Eigenschaften des Produkts durchgeführt.

Bei der Kontrolle der Qualität einer Gummimischung einer bestimmten Zusammensetzung gibt es einen bestimmten Wertebereich von Eigenschaftsindikatoren, abhängig davon, welche Produkte mit den erforderlichen Eigenschaften erhalten werden.

Ergebnisse:

1. Die Verwendung eines systematischen Ansatzes bei der Analyse der Prozesse zur Herstellung von Produkten aus Elastomeren ermöglicht es, die Parameter, die für die Qualität des Strukturierungsprozesses verantwortlich sind, am vollständigsten zu verfolgen.
2. Die Hauptaufgaben zur Sicherstellung der geforderten Kennzahlen technologischer Prozesse werden auf Werkstattebene gestellt und gelöst.

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