Процесс вулканизации необходим для производства большинства полезных резиновых изделий, таких как шины и механические изделия. Невулканизированная резина, как правило, не отличается прочностью, не возвращается к своей первоначальной форме после значительной деформации и может быть очень липкой. Помимо натурального каучука, с течением времени появилось множество синтетических каучуков. В качестве компонентов систем вулканизации используется сера, оксиды металлов, смолы. Ниже рассмотрим применение вулканизирующих агентов в промышленности.
Автомобильная промышленность
Вулканизация — это химический процесс, используемый для усиления и придания формы резиновым деталям, включая шины, шланги, прокладки, упаковку и др. Автоклав используется для вулканизации деталей автомобиля различными способами. Он используется для подачи тепла, нагревания и давления, придавая однородность каждой детали.
Вулканизация без автоклава возможна, но процесс будет идти гораздо медленнее и может не дать качественного результата. На рынке представлено большое разнообразие аппаратов, можно найти как электрические, так и газовые модели.
В процессе вулканизации металлических деталей в металл подается тепло, чтобы расплавить его, а затем оставить остывать, чтобы он затвердел. Этот процесс происходит в герметичной камере, в которой металл находится под давлением. Металл вулканизируется под воздействием высоких температур, так как молекулы металла расширяются и плавятся. Затем, когда металл остывает, молекулы сжимаются и застывают. Аналогичная технология используется для вулканизации пластиковых деталей, но вместо нагрева подается электрический ток. Это расплавляет пластик и делает его более прочным.
Вулканизация без автоклава возможна, но процесс будет идти гораздо медленнее и может не дать качественного результата. На рынке представлено большое разнообразие аппаратов, можно найти как электрические, так и газовые модели.
В процессе вулканизации металлических деталей в металл подается тепло, чтобы расплавить его, а затем оставить остывать, чтобы он затвердел. Этот процесс происходит в герметичной камере, в которой металл находится под давлением. Металл вулканизируется под воздействием высоких температур, так как молекулы металла расширяются и плавятся. Затем, когда металл остывает, молекулы сжимаются и застывают. Аналогичная технология используется для вулканизации пластиковых деталей, но вместо нагрева подается электрический ток. Это расплавляет пластик и делает его более прочным.
Шинная промышленность
Если резина не вулканизирована, она не способна сохранять нужную форму. В этом случае резина представляет собой не более чем липкую массу, по консистенции и текстуре напоминающую жевательную резинку. В таком состоянии резина не является достаточно прочным материалом для изготовления таких изделий, как шины.
Вулканизируя резину, можно приспособить ее для различных целей, изменив ее свойства. Например, чтобы создать комплект шин, для получения более гибкой формы резины, чтобы создать уплотнительную прокладку для предотвращения утечки моторного масла и т. д.
Пар играет важную роль в процессе вулканизации шин. Процесс начинается с того, что каучуково-серная смесь помещается в форму для шин в камере автоклава. Как только камера закрывается, в форму подается пар под высоким давлением. Под воздействием сильного давления и тепла каучук и сера начинают скрепляться между собой. Под воздействием высокой температуры резина расширяется, заполняя форму, а затем затвердевает, образуя прочную готовую шину.
Вулканизируя резину, можно приспособить ее для различных целей, изменив ее свойства. Например, чтобы создать комплект шин, для получения более гибкой формы резины, чтобы создать уплотнительную прокладку для предотвращения утечки моторного масла и т. д.
Пар играет важную роль в процессе вулканизации шин. Процесс начинается с того, что каучуково-серная смесь помещается в форму для шин в камере автоклава. Как только камера закрывается, в форму подается пар под высоким давлением. Под воздействием сильного давления и тепла каучук и сера начинают скрепляться между собой. Под воздействием высокой температуры резина расширяется, заполняя форму, а затем затвердевает, образуя прочную готовую шину.
Текстильная промышленность
Вулканизированная резина становится менее липкой, а поскольку в процессе контролируемой вулканизации каучук обычно слегка плавится, это позволяет ему сцепляться с окружающими материалами. В значительной степени это заменяет цемент (клей). Если говорить о текстильной индустрии, то это отличное свойство для обуви. Вулканизация в основном используется при производстве кроссовок, но с помощью этой технологии можно изготовить разные виды обуви.
В обувной промышленности наиболее распространенным способом вулканизации является тепловой и химический. Для грамотной вулканизации каучук должен достичь температуры 170 градусов. Такая температура накладывает ограничения на то, какие материалы следует использовать для изготовления обуви. Ткани на основе полимеров, такие как полиэстер, полиамид, пластиковые люверсы и т. д., представляют большой риск расплавления в процессе. Однако существуют и термостойкие материалы на основе полимеров, пригодные для вулканизации.
Из-за высокой температуры колодки, используемые для производства вулканизата, изготавливаются из алюминия, что позволяет выдерживать тепло, а также равномерно распределять его по всему изделию.
Нижняя часть подошвы либо каленая, либо формованная. Каленые подошвы изготавливаются путем пропускания непрерывного листа невулканизированной резины через двухроликовый пресс. На верхнем валике вытравлен рисунок протектора, а нижний валик гладкий. После прессования подошвы вырезаются по форме с помощью вырубного штампа или вручную. Затем неотвержденные подошвы накладываются на верхнюю часть ботинка или кроссовок и вулканизируются вместе, образуя бесшовное постоянное химическое и физическое соединение.
В обувной промышленности наиболее распространенным способом вулканизации является тепловой и химический. Для грамотной вулканизации каучук должен достичь температуры 170 градусов. Такая температура накладывает ограничения на то, какие материалы следует использовать для изготовления обуви. Ткани на основе полимеров, такие как полиэстер, полиамид, пластиковые люверсы и т. д., представляют большой риск расплавления в процессе. Однако существуют и термостойкие материалы на основе полимеров, пригодные для вулканизации.
Из-за высокой температуры колодки, используемые для производства вулканизата, изготавливаются из алюминия, что позволяет выдерживать тепло, а также равномерно распределять его по всему изделию.
Нижняя часть подошвы либо каленая, либо формованная. Каленые подошвы изготавливаются путем пропускания непрерывного листа невулканизированной резины через двухроликовый пресс. На верхнем валике вытравлен рисунок протектора, а нижний валик гладкий. После прессования подошвы вырезаются по форме с помощью вырубного штампа или вручную. Затем неотвержденные подошвы накладываются на верхнюю часть ботинка или кроссовок и вулканизируются вместе, образуя бесшовное постоянное химическое и физическое соединение.
Медицинская промышленность
Эластомеры используются во многих важных и ответственных областях применения в медицинских приборах и упаковках фармацевтических препаратов. Их уникальные характеристики — гибкость, упругость, растяжимость и герметичность — оказались особенно подходящими для таких изделий, как перчатки, катетеры, наконечники шприцев, крышки флаконов с лекарствами, места для инъекций, трубки и шланги. Оценки общего объема потребления эластомеров в медицинских целях сильно разнятся, но, как правило, он составляет от 2 до 4% от общего объема потребления каучука для нешиномонтажной промышленности, или от 200 000 до 400 000 метрических тонн. Сюда входит натуральный каучуковый латекс, используемый в перчатках и презервативах.
Использование термопластичных эластомеров (ТПЭ) в медицине также постоянно растет. Класс ТПЭ, известный как термопластичные вулканизаты (ТПВ), находит все большее признание в медицинской промышленности в качестве замены терморезины. ТПВ — это комбинация термопластика и каучука, в которой каучуковая фаза сильно вулканизирована или сшита и тонко диспергирована в непрерывной термопластичной фазе, чтобы получить свойства и эксплуатационные характеристики, близкие к свойствам и эксплуатационным характеристикам стандартного термореактивного каучукового материала.
Использование термопластичных эластомеров (ТПЭ) в медицине также постоянно растет. Класс ТПЭ, известный как термопластичные вулканизаты (ТПВ), находит все большее признание в медицинской промышленности в качестве замены терморезины. ТПВ — это комбинация термопластика и каучука, в которой каучуковая фаза сильно вулканизирована или сшита и тонко диспергирована в непрерывной термопластичной фазе, чтобы получить свойства и эксплуатационные характеристики, близкие к свойствам и эксплуатационным характеристикам стандартного термореактивного каучукового материала.