Определение пластичности каучука и резиновых смесей на пластометре

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Усадка резиновой смеси при ее вулканизации зависит: от вида применяемого в ней каучука, ее состава, от наполнения, способа изготовления и от предварительной обработки смеси перед формованием. Прохождение смеси в процессе литья через литьевые отверстия при плунжерном литье является как бы дополнительной обработкой ее, подобно шприцеванию. [1]

Величина усадки резиновых смесей при вулканизации зависит от состава и характера составных частей ( материалов) резиновой смеси. [2]

Работа складывается из определения усадки резиновой смеси и проведения каландрования. [3]

Работа складывается из определения усадки резиновой смеси и шприцевания заготовок заданного профиля. [4]

Подбор профилирующих деталей связан с усадкой резиновых смесей , которая, в свою очередь, зависит от состава смеси, ее пластичности, скорости шприцевания и температуры процесса. Чем больше скорость, тем меньше смесь находится в профилирующем приспособлении и тем больше ее эластическая восстанавливаемость. Усадка возрастает с понижением пластичности смеси и уменьшением температуры шприцевания. [6]

Подбор профилирующих деталей связан с усадкой резиновых смесей , которая, в свою очередь, зависит от состава смеси, ее пластичности, скорости шприцевания и температуры процесса. Чем больше скорость, тем меньше смесь находится в профилирующем приспособлении и тем больше ее эластическое восстановление. Усадка возрастает с понижением пластичности смеси и уменьшением температуры шприцевания. [8]

В процессе охлаждения почти полностью завершается усадка резиновой смеси и снижается ее липкость к прокладочному материалу. [9]

Получение полуфабриката заданной конфигурации и размеров затрудняется усадкой резиновых смесей , выражающейся в самопроизвольном изменении их формы и размеров, вследствие эла-тического восстановления резиновых смесей, которое наблюдается при их выходе из зазора каландра и головки червячного пресса ж последующем хранении заготовок. [10]

Получение полуфабриката заданной конфигурации и размеров затрудняется усадкой резиновых смесей , выражающейся в самопроизвольном изменении их формы и размеров вследствие эластического восстановления резиновых смесей, которое наблюдается при их выходе из зазора каландра и последующем хранении заготовок. [11]

Для получения точного калибра необходимо знать и учитывать величину усадки резиновой смеси . [12]

Формы подбирают по заданной конфигурации и размерам изделия с учетом усадки резиновой смеси . Формы, устанавливаемые на одну плиту пресса, должны иметь строго одинаковую высоту. [13]

При введении наполнителя влияние содержания глобулярного микрогеля на вязкость и усадку резиновых смесей на основе СКФ-26 и особенно СКФ-32 в существенной мере нивелируется, что, по-видимому, связано с образованием связей каучук-наполнитель и относительно узким диапазоном изменения содержания глобулярной фракции, особенно в случае СКФ-32. Для СКФ-260, в котором содержание глобулярного микрогеля колеблется в пределах от 15 до 80 %, отмеченные закономерности изменения вязкости по Муни и усадки сохраняются и в случае наполненных смесей. [14]

При конструировании резино-металлических деталей и прессформ для них необходимо учитывать усадку резиновой смеси , определяемую опытным путем. [15]

Источник

Определение пластичности каучука и резиновых смесей на пластометре.

4.Метод определения склонности к подвулканизации (Монсанто).

Методы испытаний вулканизатов.

1. Метод определения условного предела прочности при растяжении ГОСТ 270-75

2. Метод определения сопротивления раздиру ГОСТ 262-79.

3. Метод определения твердости по ТМ-2 ГОСТ 263-75.

4. Метод определения сопротивления резин образованию и разрастанию трещин при изгибе ГОСТ 9983-74.

5. Метод определения сопротивления резин истиранию при скольжении на машине МИ-2

6. Метод определения эластичности ГОСТ 6950-73.

Методы исследования технологических свойств резиновых смесей.

Технологические свойства характеризуют поведение каучуков и резиновых смесей при обработке на вальцах, в резиносмесителях, каландрах, шприц-машинах и на другом технологическом оборудовании. Это поведение, определяемое в свою очередь их способностью приобретать гладкую поверхность, сохранять приданную форму после обработки, зависит от скорости формования, усадки резиновой смеси, ее адгезии к металлической поверхности рабочих органов машин, клейкости, склонности к преждевременной вулканизации, реологических и адгезионных свойств материалов.

Определение усадки резиновых смесей

Резиновую смесь разогревают на вальцах в течении 5-6 минут и срезают в виде листа толщиной 1-2 мм. В момент снятия резинового листа на его поверхность, с нижней стороны зазора вальцов, наносится шаблоном окружность диаметром 50 мм. В результате усадки резиновой смеси окружность обращается в эллипс с малой остью d2. Усадка резиновых смесей происходит во времени и практически через 2 часа после снятия резинового листа.

Усадка резиновых смесей рассчитывается по формуле:

Где d1- диаметр шаблона, d2- малая ось эллипса. Величину замеряют не ранее, чем через 2 часа после снятия резинового листа с вальцов.

Читайте также: Прокладки для воды гост

Определение расчетной теоретической плотности резиновых смесей

В лабораторный журнал выписывают заданный рецепт смеси в массовых частях на 100 масс.ч. каучука, затем, пользуясь справочными данными таблиц плотности ингредиентов, находят объемы, приходящиеся на долю каждого ингредиента и суммарный объем всей смеси.

Зная массу смеси и ее объем, определяют ее теоретическую плотность по формуле:

d= P/V, где d- плотность смеси, кг/м³; P- масса смеси, кг; V-объем смеси, м³.

Методы исследований.

Методы испытаний резиновых смесей.

1. Метод определения пластоэластических свойств на пластометре

2. Определение усадки резиновых смесей.

3.Определение плотности расчетным методом.

4.Метод определения склонности к подвулканизации (Монсанто).

Методы испытаний вулканизатов.

1. Метод определения условного предела прочности при растяжении ГОСТ 270-75

2. Метод определения сопротивления раздиру ГОСТ 262-79.

3. Метод определения твердости по ТМ-2 ГОСТ 263-75.

4. Метод определения сопротивления резин образованию и разрастанию трещин при изгибе ГОСТ 9983-74.

5. Метод определения сопротивления резин истиранию при скольжении на машине МИ-2

6. Метод определения эластичности ГОСТ 6950-73.

Методы исследования технологических свойств резиновых смесей.

Определение усадки резиновых смесей

Усадка резиновых смесей рассчитывается по формуле:

Определение расчетной теоретической плотности резиновых смесей

Зная массу смеси и ее объем, определяют ее теоретическую плотность по формуле:

d= P/V, где d- плотность смеси, кг/м³; P- масса смеси, кг; V-объем смеси, м³.

Определение пластичности каучука и резиновых смесей на пластометре.

Пластометр предназначен для определения пластичности каучука или резиновой смеси. К стальной нижней плите 13 — основанию прибора — прикреплены две направляющие колонки 8, соединенные вверху планкой 5. Верхняя плита 9 вместе с грузом 7 и штоком 4 образуют жесткую систему, способную с помощью рычажков 15 и серег 6 двигаться возвратно-поступательно вдоль направляющих колонок. При этом поступательное движение штока передаточным механизмом преобразуется во вращательное движение, фиксируемое стрелкой индикатора 2 часового типа; полный оборот стрелки соответствует перемещению штока на 1 мм. Гайка 1 предназначена для установки стрелки индикатора на нуль. К неподвижной стальной плите 13 прикреплен рычаг 12, на одном конце которого находится площадка 14 для установки образца в центре плиты прибора, а на другом — ручка 11. При установке образцов рычаг поворачивают так, чтобы выступ 10 упирался в плиту, а площадка располагалась точно против середины верхней плиты. В грузе и плите имеются углубления для установки термометра 16 (или термопары). Сжимающее усилие, создаваемое грузом, равно 49 Н.

Для испытания используют образцы, имеющие форму цилиндра диаметром 16±0,5 мм и высотой 10±0,5 мм.

Для определения пластичности образцы каучука или невулканизованных резиновых смесей сжимают между плоскопараллельными плитами под нагрузкой 49 Н при 70 °С. Высоту образца измеряют до испытания, после нагружения, после снятия нагрузки и «отдыха». Пластометр устанавливают горизонтально в термостате на металлической подставке.

В углубление груза 7 и плиты 9 вставляют термометр 16 или термопару. Площадку 14 помещают строго в центре прибора и опускают на нее плиту 9. Индикатор устанавливают на нуль. Необходимо, чтобы температура плит пластометра во время испытания равнялась 70±1°С. Перед тем как поместить образец в термостат, измеряют толщиномером его высоту с точностью ±0,1 мм при 23+2 °С. Перед испытанием образец прогревают при 70±1°С втечение 3 мин.

Испытуемый образец помещают строго в центре пластометра с помощью подвижной площадки 14. По истечении 3 мин по показанию индикатора 2 с точностью до 0,01 мм фиксируют высоту образца , находившегося под нагрузкой. Затем с образца снимают груз и пластинки (или прокладки из кальки или целлофана), помещают его на деревянную площадку и после «отдыха» при комнатной температуре в течение 3 мин толщиномером с точностью +0,01 мм измеряют высоту образца h₂. Продолжительность «отдыха» может устанавливаться нормативно-технической документацией. Испытанию подвергается не менее двух образцов.

Пластичность Р вычисляют по формуле:

Где S – мягкость; R – отношение остаточной деформации к общей деформации сжатия.

Мягкость рассчитывают по формуле:

Где h₀ – начальная высота образца при 23±2 0 С, мм; h₁ – высота образца, находившегося под нагрузкой в течении 3 мин, мм.

Отношение остаточной деформации к общей деформации сжатия R определяют по формуле:

где h₂ – высота образца после снятия груза и «отдыха» в течении 3 мин при 23±2 0 С, мм.

Если не требуется отдельно определять показатели S и R, то пластичность P можно вычислить по формуле:

Пластичность выражают в условных единицах; значения пластичности колеблются от 0 до 1.

Для каучука наряду с пластичностью Р определяют эластическое восстановление R 1 :

Источник

Усадка резиновой смеси

Каждый человек, который изучал техпроцесс изготовления продукции из резины, сталкивался с термином «усадка резиновой смеси». Ее часто указывают в паспортах на материалы и в справочниках, фиксируя в виде некоторого диапазона величин. Что же такое усадка? Этим термином обозначается как сопровождающий вулканизацию эффект, в ходе которого объем готового материала изменяется (в сторону его уменьшения), так и параметр, фиксирующий степень такого изменения (выражается в процентах). Если говорить простым языком, то усадка — это причина, по которой в итоге вулканизации резины в пресс-формах всегда обнаруживается меньше материала, чем было загружено изначально.

Почему происходит усадка? Дело в том, что любая резиновая смесь — это многокомпонентный продукт, проходящий процедуру вулканизации. В его составе числятся каучуки, пластификаторы, вулканизаторы, масла и другие добавки. Они взаимодействуют друг с другом в момент, когда происходит сшивание молекул каучука, а затем остывают при комнатной температуре. Происходит сначала химическая, а затем термическая усадка. Одним из неотъемлемых побочных эффектов этих реакций становится изменение количества исходного сырья. Заметить уменьшение смеси удается уже после остывания формующих полостей с содержимым внутри них. Если говорить научным языком, то такие последствия являются итогом разницы коэффициентов термического расширения каучука и материала формы, в которой он вулканизируется.

Несмотря на то, что усадка резины неизбежна при вулканизации каучука, ее масштабы могут изменяться в зависимости от специфики процедуры, используемых ингредиентов и настроек оборудования. Степень усадки может быть, как больше, так и меньше. На нее влияют:

• состав резиновой смеси, качество каждого компонента, объем полимеров;
• класс используемых каучуков;
• температура вулканизации;
• объем жидкости в сырье.

Технологи, работающие с резиновыми смесями, хорошо знают, что на усадку могут влиять также некоторые характеристики конкретного изделия. Например, толщина стенок резины. Усадка будет больше в случае, если производилась обработка тонкостенной заготовки. Изделия с толстыми стенами меньше потеряют в объеме.

Резинотехнические предприятия всегда принимают в расчет усадку, используют специальные формулы для вычисления ее степени. Это помогает максимизировать качество готовой продукции, предварительно рассчитать объем исходного сырья для получения изделий с конкретными габаритами.

Особенно важно уделить внимание усадке, если для формования материала используется нестандартная технология, например, листование, которое предполагает эластическое восстановление. В данном случае усадка может изменяться в зависимости от степени пластичности полуфабриката, его структуры и даже от специфики хранения готовых резиновых листов.

Если по недосмотру или халатности не будет выполнен расчет усадки, возникает высокая вероятность брака. Резиновые изделия, сделанные без учета их поствулканизационной усадки, могут страдать наличием значительных зазоров, потерей функциональности, ухудшением герметичности уплотнений, снижением эксплуатационного срока и другими неприятными эффектами.

Чтобы эффекты от усадки РС не были неприятным сюрпризом, требуется не только выполнить правильные расчеты, но и сделать соответствующие зазоры (припуски) в формах, куда загружается сырье. Принято производить формующие полости для резины примерно на 1-4% больше, чем они должны были быть, если бы усадка отсутствовала.

Учитывая, что науке давно известно про последствия расширения материалов вследствие термического и химического воздействий, она успела обнаружить способы снижения усадочных эффектов. На различных заводах РТИ применяют как отдельные методики, так и комплексы средств, призванных сохранить объем резиновой смеси в ходе ее термообработки.

Наилучшим образом себя зарекомендовали такие технологии:

• процедура пероксидной вулканизации, обеспечивающая высокие водо- и кислотостойкость, а также помогающая удержать каучук в первоначальных пределах;
• введение специальных добавок и наполнителей, уменьшающих степень усадки резины;
• корректировка температур, при которых обрабатываются каучуки, в сторону их снижения (например, проведение вулканизационных работ при отрицательных температурах помогает в значительной степени уменьшить сжатие уплотнительных компонентов, а иногда и вовсе избежать усадки);
• термостатирование (нагрев в воздушных термостатах), проводимое после вулканизации и остывания материала помогает уменьшить усадку легких пористых резинотехнических изделий;
• нагрев в высокочастотном переменном электрическом поле помогает снизить усадку, но для достижения такого результата важно правильно рассчитать время выдержки изделия, частоту и напряженность поля.

Стоит иметь в виду, что далеко не всегда экономически целесообразно использовать техники снижения усадки (многие из них требуют дополнительных расходов и закупки нового оборудования). Иногда с финансовой точки зрения выгоднее выполнить стандартные расчеты усадки и заказать под резинотехническую продукцию формы увеличенных габаритов (с припусками).

Источник

4. Гост 12535-84 — Смеси резиновые. Метод определения вулканизационных характеристик на вулкаметре.

Образцы для испытаний могут быть любой формы, обеспечивающей полное заполнение испытательной камеры, объёмом от 8,0 до 8,5 см 2 , что соответствует массе около 10 г. Образцы получают прессованием при температуре не выше 50С или вырубают при помощи круглого ножа. Время выдержки резиновой смеси перед заготовкой образцов, время выдержки образца перед испытанием и их количество устанавливается в нормативно-технической документации.

Прибор с колеблющимся ротором с биконическим диском, состоящий из следующих основных узлов: испытательная камера (черт.1), представляющая собой две цилиндрические полуформы с калиброванными температурными датчиками, изготовленными из стали, закрепленных в двух плоскопараллельных обогреваемых плитах, в которых расположены термонагреваемые элементы.

ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ.

Ротор помещают в отверстие нижней полуформы. По шаблону, прилагаемому к прибору, проверяют правильность его установки и смыкают полуформы. Устанавливают амплитуду колебаний ротора 1. Устанавливают заданную температуру и нагревают камеру. Устанавливают диапазон измерения крутящего момента в зависимости от ожидаемого значения максимального крутящего момента. Устанавливают скорость движения пера самопишущего прибора по шкале времени в зависимости от ожидаемого значения оптимального времени вулканизации.

Полуформы размыкают после достижения заданного значения температуры, включают привод ротора, помещают образец на колеблющийся ротор и смыкают полуформы. Время выполнения операции должно быть не более 15 с. В момент смыкания полуформ включают самопишущее устройство, на диаграмме которого регистрируется кривая кинетики вулканизации. Момент включения самопишущего устройства принимают за начало отсчета времени вулканизации. По истечении времени испытания полуформы размыкают и извлекают образец.

Минимальный крутящий момент M_L , определяют по вулканизационной кривой по наименьшему значению крутящего момента.

Время начала вулканизации определяют по шкале времени от начала записи кривой до момента времени, соответствующего увеличению M_L на 0,1 Н*м при амплитуде колебаний ротора I  и на 0,2 Н*м — при амплитудах 3 и 5.

Максимальный крутящий момент Мн (M_HF, М_HR), Н*м, определяют по вулканизационной кривой.

Разность максимального и минимального крутящих моментов (М), Н*М, вычисляют по формуле:

M=M_H (HF; HR) — M_L

Время достижения заданной степени вулканизации определяют по формуле: M_L +(y100) * M.

Оптимальное время вулканизации определяют но шкале времени от начала записи вулканизационной кривой до момента времени, соответствующего значению кроящего момента M_L+0,9M.

Показатель скорости вулканизации вычисляют по формуле:

R_v=100t_c₍₉₀₎—t_s ,

где t_c₍₉₀₎ — оптимальное время вулканизации, мин;

t_s — время, начала вулканизации, мин.

5. Определение усадки резиновых смесей.

Резиновую смесь разогревают на вальцах в течение 5-6 минут, срезают в виде листа толщиной 1-2 мм. В момент снятия резинового листа на его поверхность, с нижней стороны зазора вальцов, наносится шаблоном окружность диаметром 50 мм. В результате усадки резиновой смеси окружность (рис. А) обращается в эллипс (рис. Б) с малой остью d2. Усадка резиновых смесей происходит во времени и практически завершается через 2 часа после снятия

Усадка резиновых смесей рассчитывается по формуле:

X = (d1 – d2) / d1*100% ,

где d1 – диаметр шаблона; d2 – малая ось эллипса.

Величину замеряют не ранее, чем через 2 часа после снятия резинового листа с вальцов.

Источник