Файл: Восстановительный ремонт шин..pdf

они легче реагируют с озоном, чем полимер. Взаимодействие антиозонантов с озоном протекает на поверхности резин, причем продукты реакции образуют защитный слой, закрывающий доступ озона к по­ верхности резины. Хорошо защищают от озонного растрескивания изделия, не подвергающиеся многократным деформациям, так назы­ ваемые физические противостарители, к которым относятся парафин и различные воски. Такие вещества вводят в резиновые смеси в ко­ личествах, превышающих их растворимость в каучуке, вследствие чего они мигрируют на поверхность изделий, образуя на ней защит­ ный слой. Часто поверхность изделий, подвергающихся интенсивному воздействию озона, дополнительно покрывают слоем воска, наноси­ мым из раствора или расплава (подвергают «воскованию»). Иногда такую защиту сочетают со светозащитой, для чего воски окрашивают в желтый (или зеленый) цвет органическими красителями.

Для защиты от озонного растрескивания применяют также комби­ нации восков и химических антиозонантов. Такие комбинации до­ статочно эффективны и при динамических условиях работы изделий позволяют отказаться от их воскования.

Замедлители подвулканизации (антискорчинги). Скорость про­ цесса вулканизации, как и всякой химической реакции, зависит от температуры. С повышением температуры она возрастает. Обычно вулканизацию проводят при температурах выше 120—130 °С. Однако это не означает, что она не может протекать, хотя и сравнительно медленно, при более низких температурах. Такая подвулканизация создает известные трудности в технологии производства резин, поскольку при изготовлении резиновых смесей и при их технологи­ ческой обработке — каландровании и шприцевании развиваются довольно высокие температуры (до 100—110 °С и выше), причем дальнейшая интенсификация процессов связана с повышением ско­ ростей обработки, что в свою очередь связано с еще большим ростом температур. В результате даже кратковременного воздействия сравнительно высоких температур в резиновой смеси может начаться процесс образования поперечных связей между макромолекулами каучука, вызывающий снижение пластичности, клейкости и раство­ римости смеси и, следовательно, затрудняющий ее дальнейшее ис­ пользование. Такое явление называется преждевременной вулкани­ зацией или подвулканизацией (скорчингом). Для защиты от прежде­ временной вулканизации служат специальные вещества — замедли­ тели подвулканизации (антискорчинги). Основными представителями этой группы ингредиентов резиновых смесей являются фталевый ан­ гидрид, и N-нитрозодифениламин.

Приготовление резиновых смесей (смешение)

Приготовление резиновых смесей является одной из наиболее ответственных операций в технологии резинового производства. Ее назначение — равномерно распределить в массе каучука все ин­ гредиенты смеси в количествах, установленных ее рецептом. Резино­

7 2

вые смеси должны быть совершенно однородны по внешнему виду и по свойствам.

Равномерное (статистическое) распределение в каучуке сажи

идругих ингредиентов достигается в процессе смешения за счет того, что материалы подвергаются большим сдвиговым деформациям (порядка ІО5—ІО6 %).

Вто же время на качество смесей данного состава прежде всего влияет молекулярная природа каучука (степень регулярности, сред­ ний молекулярный вес, молекулярно-весовое распределение). Ис­ ходная структура полимера должна быть, по возможности, сохра­ нена в процессе смешения, так как именно она определяет свойства полуфабрикатов и эксплуатационные показатели резиновых изделий.

Качество смешения (однородность получаемых смесей) зависит также от свойств и точности дозирования всех компонентов, последо­ вательности их введения, конструктивных особенностей смеситель­ ного оборудования, продолжительности, температуры и других условий смешения.

Для облегчения введения в смеси некоторых сыпучих материалов

иуменьшения потерь при развеске тех ингредиентов, которые вво­ дятся в смеси в небольших количествах, часто прибегают к исполь­ зованию маточных смесей (маток) и паст. Матки применяют обычно для трудно распределяющихся ингредиентов, например окиси цинка, некоторых ускорителей. Матка представляет собой двухкомпонент­ ную смесь каучука и соответствующего ингредиента, содержание которого составляет 30—40%. Особенно часто применяются ускори­ тельные пасты, состоящие из ускорителя, смешанного с определен­ ным количеством жирных кислот или другого мягчителя. Применяют также «сухие» композиции из двух или нескольких порошкообраз­ ных ингредиентов (ускорителей, противостарителей и т. д.).

Подготовленные к смешению материалы — каучуки, регенерат, жидкие и порошкообразные ингредиенты, маточные смеси и пасты

развешивают в соответствии с технологической документацией, в которой указаны навески каждого ингредиента для соответству­ ющего смесительного оборудования. Приготовленные таким образом навески ингредиентов подают к смесительному оборудованию.

При массовом производстве резиновых смесей основным обору­ дованием являются закрытые резиносмесители (рис. III.2). Резиносмеситель представляет собой закрытую камеру 5, внутри которой навстречу друг другу вращаются два ротора 9. Каучук и другие материалы загружаются в камеру сверху через загрузочную воронку 4, захватываются лопастями вращающихся роторов и энергично перетираются, перемешиваются в зазорах между роторами и между роторами и стенками камеры. Поскольку в процессе смешения в резиносмесителе развиваются высокие температуры для предотвращения чрезмерного перегрева смесей стенки смесительной камеры охла­ ждают холодной водой.

Для выгрузки смеси служит разгрузочное отверстие в днище ка­ меры. Открывание и закрывание загрузочного и разгрузочного от­ верстий производится соответственно с помощью верхнего и нижнего

73

затворов. Верхний затвор 3, соединенный штоком 2 с поршнем 1 пневмоцилиндра, перемещается в вертикальном направлении, от­ крывая и закрывая загрузочную воронку 4. Опущенный верхний затвор давит на смесь либо только собственным весом (поплавковое

частоты вращения роторов позволяет сократить продолжительность смешения, но при этом температура в смесительной камере возрастает. При увеличении загрузки (объема вводимых материалов) также повышается темпе­ ратура. Загрузка камеры должна составлять 50—65% ее объема. При малых загрузках распределение ингредиентов происходит мед­ ленно, а при перегрузках развиваются слишком высокие темпера­ туры.

При построении режимов смешения необходимо иметь в виду, что термомеханическое воздействие, испытываемое каучуком в про­

7 4

цессе смешения, вызывает его частичную деструкцию, отрицательно сказывающуюся на свойствах смесей и тем более глубокую, чем выше температура и продолжительнее процесс. Поэтому, хотя с уве­ личением продолжительности смешения однородность смесей улуч­ шается, режим смешения должен быть, по возможности, коротким, а температура смесей не должна превышать определенных значений, специфичных для каждой смеси и выбранного способа смешения.

Приготовление смесей принадлежит к числу наиболее энергоем­ ких процессов резинового производства. Важнейшим показателем характеризующим его, являются удельные энергозатраты. Принято считать, что при нормальном ходе процесса на 1 кг готовой смеси затрачивается 0,1—0,2 квт-ч электроэнергии.

Последовательность введения ингредиентов. Как указывалось выше, на качество резиновых смесей влияет последовательность вве­ дения компонентов и продолжительность смешения. Поэтому для каждой смеси разрабатывается свой режим смешения, которым на­ ряду с продолжительностью смешения определяется порядок за­ грузки материалов. Обычно сначала в резиносмеситель загружают каучук, сажи, маточные смеси и регенерат. Затем (при одностадийном смешении) вводят противостарители, твердые мягчители, ускори­ тельные пасты и жирные кислоты (диспергаторы), наилучшим обра­ зом способствующие распределению в каучуке сажи. После этого вводят наполнители и жидкие мягчители. Если смесь содержит ка­ нальную сажу, то ее вводят непосредственно после жирных кислот, а жидкие мягчители добавляют только тогда, когда сажа хорошо распределилась в смеси. Такой порядок введения канальной сажи объясняется ее склонностью к образованию агломератов в присутствии жидких мягчителей. Сажи, хорошо распределяющиеся в каучуке (при наличии в смеси комбинации саж), обычно вводят первыми. Твердые мягчители (рубракс, канифоль и другие) нельзя вводить в конце цикла смешения, так как они плохо распределяются в кау­ чуке.

Сера при одностадийном смешении во избежание подвулканиза­ ции в резиносмеситель не вводится. При двустадийном смешении ее вводят в резиносмеситель вместе с ускорителями и жидкими мягчи­ телями на второй стадии процесса.

По окончании процесса смешения открывают нижний затвор резиносмесителя и выгружают из него готовую смесь. После этого смесь попадает на листовальные вальцы, устанавливаемые в агре­ гате с резиносмесителем. Вальцы (рис. Ш .З) состоят из станины 1, привода и двух горизонтально расположенных, вращающихся на­ встречу друг другу, гладких, полых внутри валков 11. Вальцы имеют специальное приспособление, позволяющее в известных пре­ делах регулировать расстояние (зазор) между валками. Для нагрева­ ния или охлаждения валков во внутреннюю полость их подается пар, горячая или холодная вода.

На листовальных вальцах смесь дополнительно перемешивают, подрезая слой смеси, облегающий валок, то с одной, то с другой стороны, вводят в нее серу, дополнительно перемешивают и снимают

75