Пластикация каучука

Каучук

Пластикация – технологический процесс и само явление, в результате которого повышается пластичность каучука (легкость деформирования и способность сохранять форму после снятия деформирующей нагрузки), снижается его вязкость и эластическое восстановление, а также влияет на физические свойства резиновых смесей и вулканизатов. С повышением пластичности, облегчается формование, снижается вязкость раствора каучука (можно получить более концентрированные клеи при меньшем расходе растворителя), но в то же время ухудшаются механические свойства, сопротивление истиранию, увеличивается остаточная деформация. При изготовлении резиновых смесей надо использовать каучук с определенными пластическими свойствами, с учетом назначения резинового изделия. Первоначальное повышение пластичности каучука происходит из-за разрушения глобулярной структуры в процессе механической обработки, но если структура не является глобулярной, пластикация объясняется деструкцией макромолекул каучука и снижением его молекулярной массы под действием механических напряжений и окислительных процессов. Разрыв макромолекул под действием механических напряжений возможен, если размер этих макромолекул превышает некоторое минимальное значение, определяемое природой и структурой полимера и скоростью деформации. Разрыв макромолекул каучука под действием механических напряжений возможен, если размер этих макромолекул превышает некоторое минимальное значение, определяемое природой и структурой полимера и скоростью деформации. Разрыву молекулярных цепей каучука при механической обработке способствует образование физических «зацеплений» и захлестов (переплетений) макромолекул, число которых повышается с увеличением молекулярной массы полимера и его разветвленности. При использовании химических пластификаторов увеличивается эффект пластикации, так как предотвращаются рекомбинация радикалов и их взаимодействие с молекулами полимера. В качестве ускорителей пластикации широкое применение находят некоторые ароматические меркаптаны и дисульфиды. Эффективным ускорителем пластикации является меркаптобензтиазол. При использовании ускорителей пластикации увеличивается скорость деструкции натурального каучука как при низких, так и при высоких температурах; наибольшую активность они проявляют при температуре выше 80 °С. На 100 масс.ч. каучука приходится 0,1—0,3 масс. ч. ускорителей пластикации.

Подготовка каучуков

Для механизации и автоматизации дозировки каучуков, поступающих в виде кип, брикетов или рулонов, их гранулируют или режут на куски определенной формы и массы. Кипы или брикеты закристаллизовавшихся каучуков (натуральные, хлоропреновые каучуки (с регулярной структурой) при хранении кристаллизуются, что приводит к повышению жесткости и, как следствие, затрудняет резку и дальнейшую переработку) разогревают до температуры 40-500С, иногда разрезая на куски, чтобы сократить время прогрева до 10 – 24ч. Если количество потребляемого каучука небольшое декристаллизацию проводят в распарочных камерах 5*6*5м, камеры которых обогреваются горячим воздухом. Кипы натурального каучука прогревают либо при Т=700С в течение 35 – 50ч, либо при Т=500С летом 50ч, а зимой 72ч. Минусы такого способа заключаются в неравномерном прогреве каучука по массе, окислении поверхности каучука, а плюсы – в простоте конструкции и обслуживания.

При большом потреблении каучука, его декристаллизуют на специальных установках в поле токов высокой частоты (высокочастотное электрическое поле с переменной частотой 20 – 75МГц). Эти установки бывают двух видов: непрерывного (состоят из нескольких последовательно расположенных камер, через которые по транспортеру движутся кипы каучука) и периодического действия (состоят из одной камеры). Степень декристаллизации каучука проверяют путем погружения в кипу металлической иглы при постоянном давлении, если игла не может проколоть кипу за определенное время, то кипа поступает на повторную декристаллизацию.

Каучуки, разрезанные на куски, обычно декристаллизуют в распарочных камерах непрерывного действия, обогреваемых воздухом. (схема1)

Схема 1.

Воздушная камера непрерывного действия для декристаллизации НК

1— теплоизолирующие стенки камеры; 2 —подвесной конвейер; 3 входной и выходной проемы для конвейера; 4 — натяжная станция конвейера; 5, 7 — рольганги; 6 — вертикальные ножи для резки каучука; 8 — наружная ветвь конвейера; 9 — отборочный ленточный транспортер; 10 — помещение для установки вентиляторов, создающих тепловую завесу.

Принцип действия

Кипы НК рольгангом 7 подаются к гидравлическим ножам вертикального типа, где режутся на 6 частей. Рольгангом 5, нарезанные куски НК подают на подвесной конвейер 2 (он расположен в несколько ярусов) и далее через входное отверстие в разогревательную камеру 1. Разогретые куски проходят всю камеру (продолжительность прогрева зависит от температуры в камере и закристаллизованности каучука, например, НК при1000С 4 -6ч) и сбрасываются на отборочный ленточный траспортер. НК режут на вертикальных или вертикальных ножах с гидравлическим приводом, которые иногда имеют многолучевые головки, на которых закреплено несколько радиально расположенных лезвий. Брикеты или рулоны синтетического каучука режут с помощью дисковых ножей, которые имеют до 4-х дисковых устройств.

Технические способы пластикации каучука.

1. Термопластикация каучуков.

Ее проводят при повышенной температуре и в присутс