Tác động của sự lưu hóa đến cấu trúc và tính chất của cao su:
Vulcanization là một bước quan trọng trong quá trình sản xuất các sản phẩm cao su, đây là quá trình biến đổi từ cấu trúc tuyến tính sang cấu trúc cơ thể, mang lại những thay đổi toàn diện bao gồm tính chất vật lý và cơ học, kháng nhiệt độ, kháng dung môi và kháng ăn mòn, tăng cường giá trị và phạm vi ứng dụng của sản phẩm.
Cấu trúc và tính chất của cao su trải qua những thay đổi đáng kể trước và sau khi lưu hóa. Các phân tử cao su trước khi lưu hóa có cấu trúc tuyến tính với các lực Van der Waals hoạt động giữa chúng, thể hiện độ dẻo và độ giãn dài tốt, cũng như độ hòa tan. Trong quá trình lưu hóa, các phân tử được kích hoạt và trải qua các phản ứng liên kết ngang hóa học, tạo thành một cấu trúc mạng nơi các phân tử được liên kết bởi các liên kết hóa học.
Cấu trúc và tính chất của cao su lưu hóa chủ yếu bao gồm:
Cấu trúc: Liên kết hóa học, vị trí của liên kết liên kết ngang, mức độ liên kết ngang và liên kết chéo
Hiệu suất: Tính chất cơ học (độ bền kéo dài không đổi, độ cứng, độ bền kéo, độ giãn dài, độ đàn hồi), tính chất vật lý, độ ổn định hóa học sau khi lưu hóa
Quá trình lưu hóa có thể thay đổi đáng kể các tính chất của cao su. Lấy cao su tự nhiên làm ví dụ, khi mức độ lưu hóa tăng lên:
Những thay đổi về tính chất cơ học: tăng độ đàn hồi, độ bền kéo, độ bền kéo, độ bền và độ cứng, giảm độ giãn dài, biến dạng vĩnh viễn nén và tạo nhiệt mỏi
Những thay đổi về tính chất vật lý: Tính thấm không khí và tính thấm nước giảm, không thể hòa tan, chỉ có thể sưng lên, khả năng chống nhiệt cải thiện, ổn định hóa học cải thiện, liên kết ngang loại bỏ các nhóm hoặc nguyên tử hoạt động cao, khiến phản ứng lão hóa khó thực hiện. Cấu trúc mạng cản trở sự khuếch tán của các phân tử thấp, gây khó khăn cho các gốc tự do cao su khuếch tán.
Các điều kiện lưu hóa, bao gồm áp suất, nhiệt độ và thời gian, là những yếu tố chính quyết định kết quả lưu hóa. Áp lực lưu hóa có tác động quan trọng trong việc ngăn chặn sự hình thành các bong bóng trong vật liệu cao su, cải thiện độ nén của vật liệu cao su và lấp đầy khuôn bằng vật liệu cao su. Nó cũng có thể cải thiện độ bám dính giữa các lớp khác nhau (lớp cao su và lớp vải hoặc lớp kim loại, lớp vải và lớp vải) trong sản phẩm, và cải thiện các tính chất vật lý của cao su lưu hóa (như điện trở uốn).
Nhiệt độ lưu hóa là điều kiện cơ bản của phản ứng lưu hóa, có thể ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ lưu hóa, chất lượng sản phẩm và lợi ích kinh tế của doanh nghiệp. Tăng nhiệt độ lưu hóa có thể đẩy nhanh tốc độ lưu hóa và cải thiện hiệu quả sản xuất, nhưng nhiệt độ lưu hóa quá mức có thể dẫn đến các vấn đề như phá vỡ chuỗi phân tử cao su, đảo ngược lưu hóa, giảm tính chất cơ học của vật liệu cao su và giảm cường độ dệt may. Nó cũng có thể rút ngắn thời gian thiêu đốt của vật liệu cao su, gây thiếu hụt cao su cục bộ và lưu hóa sản phẩm không đồng đều. Do đó, việc lựa chọn nhiệt độ lưu hóa nên xem xét toàn diện các yếu tố như loại cao su, hệ thống lưu hóa và cấu trúc sản phẩm.
Xác định các điều kiện lưu hóa - bao gồm áp suất, nhiệt độ và thời gian - là một quá trình phức tạp đòi hỏi phải xem xét nhiều yếu tố.
Áp lực lưu hóa: Việc lựa chọn áp lực lưu hóa chủ yếu phụ thuộc vào thiết kế và yêu cầu của các sản phẩm cao su. Nói chung, việc lựa chọn áp suất chủ yếu được xác định bởi hình dạng, kích thước và độ phức tạp của các sản phẩm cao su. Áp lực càng lớn, tính trôi chảy của cao su càng tốt, có thể lấp đầy khuôn tốt hơn. Đồng thời, áp suất cao có thể ngăn chặn hiệu quả việc tạo ra các bong bóng và cải thiện tính nhỏ gọn của sản phẩm. Tuy nhiên, áp lực quá mức có thể dẫn đến dòng chảy quá mức của vật liệu cao su, gây ra sự biến dạng trong hình dạng của sản phẩm.
Nhiệt độ lưu huỳnh: Nhiệt độ lưu hóa ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ và chất lượng của phản ứng lưu hóa. Nhiệt độ càng cao, phản ứng lưu hóa càng nhanh, nhưng nó có thể gây ra sự phá vỡ các chuỗi phân tử cao su, ảnh hưởng đến các tính chất vật lý của sản phẩm. Nhiệt độ lưu hóa thích hợp có thể đảm bảo tốc độ lưu hóa tốt mà không gây ra thiệt hại nhiệt đáng kể cho vật liệu cao su.
Thời gian lưu huỳnh: Thời gian lưu hóa có liên quan trực tiếp đến nhiệt độ lưu hóa. Nhiệt độ cao hơn có thể yêu cầu thời gian lưu hóa ngắn hơn và ngược lại. Nói chung, việc lựa chọn thời gian lưu hóa cần xem xét loại vật liệu cao su, nhiệt độ lưu hóa và độ dày của sản phẩm. Thời gian lưu hóa tối ưu được xác định thông qua các thí nghiệm có thể đảm bảo rằng các vật liệu cao su đạt được tính chất cơ học tối ưu và sức đề kháng lão hóa.
Nhìn chung, việc xác định các điều kiện lưu hóa là một quá trình đòi hỏi phải xem xét toàn diện các yếu tố khác nhau như loại vật liệu cao su, hình dạng sản phẩm, thiết bị lưu hóa, v.v.
Thời gian đăng: Tháng 1-09-2024
