Der Einfluss der Vulkanisation auf die Struktur und Eigenschaften von Gummi

Der Einfluss der Vulkanisation auf die Struktur und Eigenschaften von Gummi:

Die Vulkanisation ist ein wichtiger Schritt im Herstellungsprozess von Gummiprodukten, bei dem es sich um den Prozess der Umwandlung von einer linearen Struktur in eine Körperstruktur handelt, der umfassende Änderungen einschließlich physikalischer und mechanischer Eigenschaften, Temperaturbeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit mit sich bringt und so den Wert und die Anwendung steigert Sortiment des Produkts.

Struktur und Eigenschaften von Gummi unterliegen vor und nach der Vulkanisation erheblichen Veränderungen.Die Gummimoleküle haben vor der Vulkanisation eine lineare Struktur mit zwischen ihnen wirkenden Van-der-Waals-Kräften und weisen eine gute Plastizität und Dehnung sowie Löslichkeit auf.Während des Vulkanisationsprozesses werden Moleküle ausgelöst und durchlaufen chemische Vernetzungsreaktionen, wodurch eine Netzwerkstruktur entsteht, in der Moleküle durch chemische Bindungen verbunden werden.

Die Struktur und Eigenschaften von vulkanisiertem Gummi umfassen hauptsächlich:

Struktur: chemische Bindungen, Position der vernetzenden Bindungen, Vernetzungsgrad und Vernetzung

Leistung: Mechanische Eigenschaften (konstante Dehnfestigkeit, Härte, Zugfestigkeit, Dehnung, Elastizität), physikalische Eigenschaften, chemische Stabilität nach der Vulkanisation

Der Vulkanisationsprozess kann die Eigenschaften von Gummi erheblich verändern.Am Beispiel Naturkautschuk, da der Vulkanisationsgrad zunimmt:

Veränderungen der mechanischen Eigenschaften: erhöhte Elastizität, Zugfestigkeit, Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Härte, verminderte Dehnung, bleibende Kompressionsverformung und Ermüdungswärmeentwicklung

Veränderungen der physikalischen Eigenschaften: Die Luftdurchlässigkeit und Wasserdurchlässigkeit nehmen ab, können nicht aufgelöst werden, können nur aufquellen, die Hitzebeständigkeit verbessert sich, die chemische Stabilität verbessert sich, durch die Vernetzungsreaktion werden hochaktive Gruppen oder Atome eliminiert, was die Durchführung der Alterungsreaktion erschwert.Die Netzwerkstruktur behindert die Diffusion niederer Moleküle und erschwert so die Diffusion freier Gummiradikale.

Die Vulkanisationsbedingungen, einschließlich Druck, Temperatur und Zeit, sind die Schlüsselfaktoren, die die Vulkanisationsergebnisse bestimmen.Der Vulkanisationsdruck hat einen wichtigen Einfluss darauf, die Bildung von Blasen im Gummimaterial zu verhindern, die Kompaktheit des Gummimaterials zu verbessern und die Form mit dem Gummimaterial zu füllen.Es kann auch die Haftung zwischen verschiedenen Schichten (Gummischicht und Stoffschicht oder Metallschicht, Stoffschicht und Stoffschicht) im Produkt verbessern und die physikalischen Eigenschaften des vulkanisierten Gummis (z. B. Biegefestigkeit) verbessern.

Die Vulkanisationstemperatur ist die Grundbedingung der Vulkanisationsreaktion, die sich direkt auf die Vulkanisationsgeschwindigkeit, die Produktqualität und den wirtschaftlichen Nutzen des Unternehmens auswirken kann.Eine Erhöhung der Vulkanisationstemperatur kann die Vulkanisationsgeschwindigkeit beschleunigen und die Produktionseffizienz verbessern. Eine zu hohe Vulkanisationstemperatur kann jedoch zu Problemen wie dem Bruch der Gummimolekülkette, einer Umkehrung der Vulkanisation, verminderten mechanischen Eigenschaften von Gummimaterialien und einer verminderten Festigkeit von Textilien führen.Es kann auch die Anbrennzeit von Gummimaterialien verkürzen, was zu lokalem Gummimangel und einer ungleichmäßigen Vulkanisierung der Produkte führt.Daher sollten bei der Auswahl der Vulkanisationstemperatur Faktoren wie Gummityp, Vulkanisationssystem und Produktstruktur umfassend berücksichtigt werden.

Die Bestimmung der Vulkanisationsbedingungen – einschließlich Druck, Temperatur und Zeit – ist ein komplexer Prozess, der die Berücksichtigung mehrerer Faktoren erfordert.

Vulkanisationsdruck: Die Wahl des Vulkanisationsdrucks hängt hauptsächlich vom Design und den Anforderungen der Gummiprodukte ab.Im Allgemeinen wird die Auswahl des Drucks hauptsächlich durch die Form, Größe und Komplexität der Gummiprodukte bestimmt.Je höher der Druck, desto besser ist die Fließfähigkeit des Gummis, der die Form besser füllen kann.Gleichzeitig kann hoher Druck die Blasenbildung wirksam verhindern und die Kompaktheit des Produkts verbessern.Übermäßiger Druck kann jedoch zu einem übermäßigen Fließen des Gummimaterials führen, was zu einer Verformung der Produktform führen kann.

Schwefelungstemperatur: Die Vulkanisationstemperatur beeinflusst direkt die Geschwindigkeit und Qualität der Vulkanisationsreaktion.Je höher die Temperatur, desto schneller erfolgt die Vulkanisationsreaktion, es kann jedoch zum Bruch der Molekülketten des Gummis kommen, was sich auf die physikalischen Eigenschaften des Produkts auswirkt.Eine geeignete Vulkanisationstemperatur kann eine gute Vulkanisationsgeschwindigkeit gewährleisten, ohne das Gummimaterial erheblich thermisch zu schädigen.

Schwefelungszeit: Die Vulkanisationszeit steht in direktem Zusammenhang mit der Vulkanisationstemperatur.Höhere Temperaturen erfordern möglicherweise kürzere Vulkanisationszeiten und umgekehrt.Im Allgemeinen müssen bei der Auswahl der Vulkanisationszeit die Art des Gummimaterials, die Vulkanisationstemperatur und die Dicke des Produkts berücksichtigt werden.Die durch Versuche ermittelte optimale Vulkanisationszeit kann sicherstellen, dass Gummimaterialien optimale mechanische Eigenschaften und Alterungsbeständigkeit erreichen.

Insgesamt ist die Bestimmung der Vulkanisationsbedingungen ein Prozess, der eine umfassende Berücksichtigung verschiedener Faktoren wie der Art des Gummimaterials, der Produktform, der Vulkanisationsausrüstung usw. erfordert. In der tatsächlichen Produktion ist es normalerweise erforderlich, mehrere Experimente durchzuführen und die Vulkanisationsbedingungen schrittweise zu optimieren um die beste Produktleistung zu erzielen.