Svet-Stranek.cz
MIROSLAV NOVÁK - KONSTRUKČNÍ KANCELÁŘ

TECHNOLOGIE VÝROBY TECHNICKÉ PRYŽE:NEJLEPŠÍ FORMY NA PRYŽ

TECHNOLOGIE VÝROBY TECHNICKÉ PRYŽE

GUMÁRENSKÁ SMĚS

je meziproduktem při výrobě pryže. Je to složitá disperzní soustava přísad homogenně rozptýlených nebo i rozpuštěných v základní gumárenské surovině - kaučuku. Dodržení homogenity směsi, to je co nejdokonalejší stejnoměrné rozptýlení všech použitých přísad ve směsi je velmi důležité. Základní složkou směsi je tedy kaučuk.

 

A. KAUČUK

1. Přirodní kaučuk - PK : složka mléčné šťávy (latexu) kaučukovníku

 

2. Syntetický kaučuk - SK

 a) Butadien-styrenový - SBR : pro všeobecné použití, horší pevnost než PK, vyšší odolnost proti stárnutí za  zvýšených teplot.

 b) Polybutadienový - BR : tvrdá pryž v kombinaci s PK - lepší odolnost proti oděru. Použití v běhounu pneumatik.

 c) Butadien-akrylonitrilový - NBR : odolává bobtnání , vzdorující olejům a rozpouštědlům.Nižší mrazuvzdornost  a horší odrazová pružnost.

 d) Butyl kaučuk (isobutylen-isoprenový) - IIR : dobrá nepropustnost pro plyny, dobrá chemická i  tepelná odolnost.  Nízká odrazová pružnost.

 e) Chloroprenový - CR : vysoká odolnost proti oxidaci (stárnutí v ozonu), snížená hořlavost, dobrá nepropust-  nost pro plyny. Odolává olejům a benzínu.

 f) Isoprenový - IR : stejné chemické složení jako PK. Lehká zpracovatelnost.

 g) Etylen-propylenový - EPDM : vysoká odolnost proti stárnutí (oxidaci)

 a chemickým vlivům. V poslední době se  vyrábí jako brimek (EPT) s různými  olefiny.

 h) Silikonový - SI : vysoká odolnost proti teplotám (-70 až +250 C), odolnost proti stárnutí, ozonu a chemická  zdravotní nezávadnost. Vysoká elektrická pevnost.

 i) Polyuretanový - AU : vysoká pevnost, houževnatost a odolnost proti oděru, ozonu, oleji.

 j) Thiokolový : vysoká odolnost proti botnání.

 k) Fluorokaučuky : skupina kaučuků s vysokou odolností proti teplu, olejům a agresivním chemikáliím. 

 

B. REGENERÁT

 

Výrobou regenerátu se řeší problém využití odpadu opotřebovaných pryžových výrobků.

Zlepšuje zpracovatelnost směsí, ale snižuje mechanické vlastnosti vulkanisátů.

Dvojí způsob zpracování

 - způsob technický (zpracovávají se vzdušnice, technická pryž z PK)

 - způsob vysokotlaký (pneumatiky a technická pryž)

 

C. OSTATNÍ KOMPONENTY SMĚSI

 

1. Vulkanizační prostředky

Látky, které svým chemickým účinkem způsobují změny ve struktuře uhlovodíkových řetězců, jejíž výsledkem je pryž (vulkanizace). Většina druhů kaučuků se vulkanizují pomocí síry. Jiné se vulkanizují organickými peroxidy, oxidy kovů, syntetickými pryskyřicemi. Síru je možno nahradit donory síry, při vulkanizaci uvolňují síru.

 

2. Urychlovače vulkanizace

Umožňují regulaci a nastavení vulkanizačního procesu. Mají vliv na výsledné hodnoty pryže.

Dle účinku na : pomalé, střední, rychlé, velmi rychlé, ultraurychlovače, urychlovače se zpožděným účinkem. Výběr druhů urychlovačů má vliv na ekonomiku výroby, výsledné hodnoty

pryže.

 

3. Aktivátory vulkanizace

Zlepšují účinnost urychlovačů. Převážně oxidy kovů (zinková běloba -ZnO), organické látky (stearin nebo stearát zinečnatý).

 

4. Retardery

Svou kyselou povahou snižují vulkanizační rychlost. Nahrazují se také urychlovači se zpožděným účinkem (kyselina benzoová, anhydrid kyseliny ftalové aj.)

 

5. Plniva

Látky práškovitého charakteru, ve vyšším množství do směsi. Tvoří podstatnou část přísad, převážně ztužující účinek a ovlivňuje tvrdost, pevnost, strukturní pevnost, modul a oděr vulkanizátu. Účinek je závislý na velikosti částic, specifickém povrchu, sekundární struktuře a chemickém složení. Nejpoužívanější jsou saze - kanálové, lampové, retardové, technické, acetylenové, forsunkové.

Při výrobě světlé nebo transparentní pryže - světlá plniva (křemičitá plniva - světlé saze). Mají ztužující účinek - ztužovadla.

Prostá plniva

oxid hořečnatý, kaolin, křída, baryt. Účel - dosažení snadné zpracovatelnosti a zlevnění směsi.

 

6. Změkčovadla

Kapalné nebo tuhé látky ropného původu, pro zlepšení zpracovatelnosti a elastických vlastností výrobků. Způsobují zvýšení plasticity směsi, snadnější zpracovatelnost směsí bez nebezpečí navulkanizování (snížení teplot při zpracování), zvyšují lepivost - usnadňují konfekci, zlepšují mrazuvzdornost, dovolují upravovat tvrdost vulkanizátu v širokém rozmezí. U olejivzdorných pryží zvyšují odolnost proti botnání a mrazu.

 a) ropného původu - ozokerin, ceresin, parafin, minerální oleje 

 b) rostlinného původu - kalafuna, smrkový dehet, faktis

 c) syntetické pryskyřice - koresin, rubresin

 d) organické estery - dibutylftalát, dibutylsebakát, dioktylftalát

Tuhé parafiny - pronikají po vulkanizaci na povrch vulkanizátu , kde tvoří slabou vrstvu, která chrání výlisek před stárnutím.

 

7. Antioxidanty

Omezují přirozené stárnutí pryže - vliv kyselin , zvýšená teplota , vliv ozonu, vlivy povětrnostní, vliv světlem, vliv statistického a dynamického namáhání

 

8. Peptisační činidla

Pro změkčení kaučuků, urychlení plastifikačního procesu - prováděný v hnětičích.Účinek velký při vyšších teplotách (130 C).

 

9. Barviva, pigmenty

Pro přípravu barevných směsí.

Jsou to : červeň H, kadmiová žluť, okry, ultramarin, citrónová žluť (minerální a anorganický pigment) nebo vulkánová organická barviva

 

10. Nadouvadla

Do směsi pro houbovou nebo mechovou pryž. Při vulkanizaci dutých předmětů (míče, hračky). Jsou organického nebo anorganického původu - vysoké teploty je rozkládají na plynné látky.

 

11. Separační prostředky (práškovadla)

Zamezují lepení kaučuku a jeho směsí při manipulaci a skladování. Při vulkanizaci brání spojení dvou směsí nebo přilepení směsi na formu.

Jako práškovadla se používá : klouzek (mletý mastek) , křída (mikromletý vápenec) , slída , stearan zinečnatý , škrob, brusný prach z pryže příslušné skupiny.

 


 

PŘÍPRAVA GUMÁRENSKÝCH SMĚSÍ:

 

Při přípravě je potřeba bránit vnesení vody (vlhkosti) do směsi.

 

1. Příprava surovin před navažováním

 Kaučuk předehřát na 60 C po dobu 24 hod. Přírodní kaučuk mechnicky zpracovat (lámání) za působení kyslíku - dochází ke štěpení (zkracování) molekul kaučuku, snížení molekulární hmotnosti = zvýšení plasticity.

 - Regenerát se seká na menší kousky

 - Saze se dopravují potrubím, zakrytý dopravník

 - Plniva se prosévají přes síta (nečistoty)

 - Tuhá změkčovadla (parafin, ceresin) , tekutá se dopravují potrubím,

 hustší se předehřívají

 - Síra se pro některé směsi prosévá

 - Urychlovače musí vyhovovat dané normě, přidávají se přímo

 

2. Míchání gumárenských směsí

 Hlavním cílem je vytvořit homogenní směs. Důležité - teplota, pořadí přísad, množství přísad , doba promíchávání jednotlivých složek

 Provádí se :

 a) na dvouválcových kalandrech : Při míchání jsou válce chlazeny vodou

 - směsi , které vyžadují vysokou čistotu (duše atd.)

 - směsi , které obsahují speciální kaučuky - míchání na chladných válcích (NBR a CR směsi)

 - směsi vysoce plněné , které není možno připravit na hnětiči

 b) ve hnětacích strojích (mixrech): Nelze NBR a CR - citlivé na vysokou teplotu

 - v míchací komoře, chlazené, za tlaku

 - směsi se dopravují násypkou

 Výhody : větší bezpečnost práce, lepší prašnost, krátká míchací doba,

 menší spalovací energie, míchání velkého množství najednou = lepší rovnoměrnost výrobku

 c) na rotomilech


 

 

ČÍSLOVÁNÍ DRUHŮ GUMÁRENSKÝCH SMĚSÍ

 

První číslo = třída pryže - většinou 3 (techn. pryž)

Druhé číslo = způsob zpracování

 1 - lisovací

 2 - vytlačovací

 3 - pro vstřikolisy

 4 - pro bubnové lisy

Třetí číslo = kvalita

 0 - zdravotně nezávadná pryž pro potravinářské a zdravotní

 účely. Neobsahuje síru.

 1 - PK střední kvality - zvýšená pružnost , snáší dobře

 dynamické namáhání

 2 - SBR nastavovaný olejem , menší množství regenerátu , plní

 se sazemi, minerálními plnivy

 3 - SBR + vysoký obsah regenerátu

 4 - Kralex (SBR) + saze. Zvýšená odolnost proti obrušivosti.

 Dávkovat po malých částech

 5 - NBR - olejivzdorná , benzinuvzdorná. Vulkanizační teplota

 nesmí přestoupit 165 C = vypařují se změkčovadla.

 Pro lepené - styčný povrch oživit acetonem, toluenem nebo

 cyklohexanonem.

 6 - a) směsi NBR + SBR, olejivzdorné a mrazuvzdorné

 b) směsi s CR (Neopren)

 7 - teplovzdorné pryže (do 130 C)

 8 - PK + saze. Velmi houževnaté, ohřívat na kalandru v malých

 částech.

 9 - ozonuvzdorné, obsahují CR v kombinaci s jiným kaučukem

Čtvrté číslo = vynásobeno desíti udává tvrdost pryže v Shore (-5Sh +4Sh)

Páté číslo = barevný odstín

 1 - bílá 6 - hnědá

 2 - žlutá, šedá 7 - zelená

 3 - oranžová 8 - modrá

 4 - červená 9 - nevybarvená

 5 - karmínová 0 - zvláštní požadavek


 

TVAROVÁNÍ SMĚSI A PŘÍPRAVA NÁLOŽÍ

 

Při těchto výrobních pochodech dostává směs tvar a rozměry vhodné pro další zpracování (konfekci, vulkanizaci a pod.) Tzn. tažení směsí, vytlačování, dubnování, sekání a řezání náloží, pogumování textilu.


 

VULKANIZACE

 

S vyjímkou směsí , ze kterých se připravují lepidla , se všechny gumárenské směsi vulkanizují. Během vulkanizace dochází k vzájemnému působení různých přísad. U dienových polymerů = běžných kaučuků , v jejichž molekule se nacházejí dvojné vazby, bylo prokázáno, že vulkanizace je proces související s vytvářením příčných sirných vazeb, právě v místě těchto dvojných vazeb.

 

Sírová vulkanizace:

Vytvořením sirného můstku dojde (C-S-C) ke spojení dvou sousedních molekul a tím vznikne prostorová síť. Proto při vulkanizaci dochází k podstatným změnám vlastností zvulkanizivané pryže, proti surovému nezvulkanizovanému kaučuku.

 

Bezsírová vulkanizace tzv. radikálová :

u sírové dochází ke spojení kaučukových molekul a tím vytvoření prostorovésítě provedeno pomocí sirných vazeb C-S-C, dochází při radikálové vulkanizaci především po spojení uhlíkových atomů C-C. Tato vazba je stálejší a proto tyto vulkanizáty mají některé vlastnosti lepší = odolnost proti tepelné destrukci, nižší trvalá deformace a pod. Této radikálové vulkanizace se běžně používá u kaučuků, které nemají dvojné vazby - SIR, EPDM.

 

Nejdůležitější změny, které nastávají vulkanizaci

 

a) Změna mechanických vlastností - získání elasticity ; vzrůst mechanické a strukturní pevnosti ; zvýšení modulu ; vznik odolnosti proti opotřebení ; snížení trvalého protažení, tažnosti a trvalé deformace

b) Změna citlivosti k teplotě - surový kaučuk je za tepla lepivý, měkký ; za chladu tuhý a nepružný. Vulkanizát je  elastický v širokém rozmezí teplot.

c) Změna v botnání a rozpustnosti - nevulkanizovaný kaučuk se poměrně snadno rozpouští v různých rozpouště-  dlech. Vulkanizát je nerozpustný, pouze omezeně botná, což je závislé na stupni vulkanizace, druhu kaučuku a na povaze rozpouštědla.

d) Změna fyzikálních vlastností - jako  speciváha, index lomu, tepelná vodivost, tepelná roztažnost! Při vulkanizaci probíhají dva procesy, oxidačně termické odbourání  molekuly vlivem tepelné degradace a zlepšení vlastnosti kaučuku vlivem navazování síly a jeho přechodem na pryž.

 

ZPŮSOBY VULKANIZACE

a) v lise

b) v kotli - v páře nebo ve vzduchu

c) volná, beztlaková

 

VULKANIZACE V LISE

 

 1. Tlakové lisování

 Do formy se vloží tvarovaná nálož, objem větší než dutina formy, forma se uzavře víkem a vloží do vulkanizačního etážového lisu. Vyhříváním lisu pod tlakem probíhá vulkanizace. Při uzavření formy se uzavře v dutinách  vzduch, vypuštěním lisovacího tlaku na počátku vulkanizace vzduch z formy unikne a novým zalisováním se dutina formy lépe vyplní (někdy je potřeba odvzdušnění opakovat). Z formy se vyjme výlisek, očistí se forma nebo  postříká (někdy separačním prostředkem).

 Vulkanizační proces

 Surová směs mění tuhý stav v těstovitý, strácí se vnitřní napětí a směs se v dutinách formy přelévá dle potřeby. Při vulkanizaci zvětšuje pryž svůj  objem asi o 8% a přebytečná pryž uniká do přetokových drážek. V dalším  průběhu proběhne sesíťování materiálu a tím změna jeho vlastností. Po  vyjmutí z forem se výlisek smrští o 1-2%. Lisovací formy pro běžné parní  lisy jsou konstruovány tak, že se počítá s lineárním smrštěním 1,5%.

 

 2. Raznicové lisování

Víko formy je vytvořeno jako píst, který těsně zapadá do spodního dílu = větší tlak při lisování, protože ve formě uzavřený materiál nemůže volně unikat do dělící roviny a dále do přetokových drážek (jen pokud jsou  potřeba vysoké technické hodnoty materiálu).

 

 3. Transférové lisování - přetlačování materiálu

 - používá se u malých drobných výlisků, kde  nabíjení formy by trvalo dlouho a v případech

 kdy výrobek musí být dokonale kompaktní, aby

 při funkci nedošlo k rozdělení jednotlivých

 dílů. (Výrobky dynamicky namáhané)

 

VULKANIZACE NA VSTŘIKOLISECH

a) do osy

b) do dělící roviny

 

Do osy

Vstříknutí spodem nebo vrchem do osy formy, která je na horní části přidržována tlakem hydraulického pístu. Ohřátá směs se vkládá do dutiny válce  pístu ve formě roličky. Forma se uvolní z hydraulického uchycení a  předá se k vulkanizaci do etážových lisů nebo do autoklávu.

 

Do dělící roviny formy

Forma je uzavřena do etážového lisu (má vytápění). Ze zadní strany  se k rámu vulkanizačního lisu uchytí vstřikové zařízení s hydraulic-  kým pístem.Vstřikování jako za a). Jedna rolička předehřáté směsi je pro náplň několika forem. Po  vulkanizaci se forma z lisu vyjme, rozebere a vyjme výlisek.

 

Vstřikování šnekem a pístem

Směs se dávkuje jako pásek do šneku. Tam se směs předehřeje a vytlačuje do komory vstřikovacího zařízení lisu. Zde se udržuje správná teplota a v určitý čas se přetlačí pístem do dutiny formy.

Vstřikování tlakovým šnekem

Místo pístového, šnekové vstřikování - Karusel

 

VULKANIZACE K KOTLÍCH

 

Ruční, nelisované pryže ; Vulkanizačním médiem je pára, horký vzduch, horká  voda

 

1. Parní vulkanizační kotel

- válcová tlaková nádoba - ležato, stojato - se šroubovým, bajonetovým,  segmentovým uzávěrem. Kotel obsahuje přívod páry, odvod kondenzátu, pojistný ventil, kontrolní  ventil, manometr, odpadový ventil. Kotel se otevře, naplní se výrobky k vulkanizci, uzavře, napustí se pára.

 

2. Kotel pro vulkanizaci vzduchem

- na obvodě má trubkový topný had pro páru a chladící vodu - u dna je  ventilátor - cirkulace vzduchu v kotli. Vzduch z ventilátoru proudí  kolem masky na topné hady, kde je ohříván a proudí do středního prostoru kotle. Po skončení vulkanizace - uzavře se pára a pustí se chladící voda (ochlazení vulkanizátu).

 

3. Vodní vulkanizační kotel

- Pro vulkanizaci vrapových hadic a pro vulkanizaci vytlačovaných  těsnění složitých tvarů, u kterých je možnost deformačního sesednutí profilu při výše uvedených vulkanizačních postupech. Kotel je stejný  jako parní - jen vozík pro vulkanizaci výrobků je vana naplněná horkou vodou. Výrobky se vytlačují přímo do vody ve vaně a řežou se na její  délku. Výrobky jsou vodou nadlehčovány - částečně zabrání deformaci. Vana s výlisky se zaveze do parního kotle a další postup je stejný jako  v parním kotli.


návštěvníků stránky
celkem91 275
tento týden124
dnes35