Durant el procés de modelat de compressió dels productes de cautxú, la contaminació per a la cavitat del motlle (és a dir, la falla de motlle) és un problema comú i espinós. La contaminació de la cavitat del motlle pot comportar una disminució de la qualitat superficial dels productes, una reducció de l’eficiència de producció i un augment dels costos de manteniment de motlles. Aquest article explorarà profundament com els compostos de cautxú causen contaminació per cavitat del motlle a partir de múltiples aspectes com ara components compostos de goma, procés de vulcanització i tecnologia de processament i realitzarà una anàlisi sistemàtica del seu mecanisme, que influeixen en factors i mesures de control.
1. Manifestacions i impactes de la contaminació de la cavitat del motlle
1.1 Manifestacions principals de la contaminació de la cavitat del motlle
La contaminació de la cavitat del motlle es mostra principalment en les formes següents:
Falta carbònica: els residus de cocció negres es formen a la superfície de la cavitat del motlle, generalment causada per la degradació tèrmica a alta temperatura de certs components del compost de goma.
Blooming Fousling: alguns agents compostos (com acceleradors, agents anti -envelliment, càrregues, etc.) precipiten durant o després del procés de vulcanització, formant un motlle de motlle blanc o marró.
Contaminants oliosos: plastificants, suavitzants o certs polímers de pes molecular baix en la fórmula de cautxú, formant una capa de contaminació grasa.
Falta adhesiva: els compostos de cautxú no variats o parcialment arrossegats s’adhereixen a la superfície del motlle, cosa que dificulta la posterior demolció.
1.2 Impactes de la contaminació de la cavitat del motlle
Afectant la qualitat de la superfície del producte: els contaminants poden causar defectes a la superfície del producte, com ara taques negres, taques brillants, rugositat, etc., afectant la qualitat de l’aspecte.
Reducció de l'eficiència de producció: el motlle freqüent: les operacions de neteja augmenten els temps d'aturada i redueixen l'eficiència de producció.
Els costos de producció creixents: netejar el motlle requereix l’ús d’agents de neteja química o un tractament mecànic, augmentant els costos de manteniment de la producció.
Afectant la vida del motlle: la neteja freqüent pot danyar el recobriment superficial del motlle i accelerar el desgast del motlle.
2. Mecanismes principals de la contaminació de la cavitat del motlle causada per compostos de goma
2.1 Degradació tèrmica i carbonització de compostos de goma
Quan els materials de cautxú són vulcanitzats a temperatures altes, es produeix una degradació tèrmica. Alguns components com la cadena principal de cautxú, els agents de vulcanització, els acceleradors i els plastificants poden descompondre's per formar carburs, que es dipositen a la superfície del motlle. Els principals mecanismes inclouen:
Degradació tèrmica de la matriu de goma: les gomes com NR (cautxú natural), SBR (estirene - butadiene de cautxú) i NBR (nitril - goma de butadien) poden descompondre's a causa del sobreescalfament local a les temperatures de vulcanització ({{2} grau), formant Coke, com els residus.
COKING D'AGENTS DE COMPUSADORS ORGÀNICS: Alguns agents de vulcanització orgànica (com DTDM, TMTD) i acceleradors (com CBS, TBBS) poden descompondre's a altes temperatures per formar productes inestables per productes, com ara sofre i òxids de nitrogen. Aquestes substàncies encara es carbonitzen i s’adhereixen a la cavitat del motlle.
2.2 Precipitació dels agents compostos
Els compostos de goma contenen diversos agents compostos, com ara agents anti -envelliment, plastificants i farcits. Poden precipitar -se durant el procés de vulcanització a causa d’una disminució de la solubilitat o la migració tèrmica, provocant contaminació:
Precipitació de baixa solubilitat anti -envelliment Agents: per exemple, els agents anti -envelliment 4010NA i 4020 poden migrar des de l’interior del compost de goma fins a la superfície del motlle durant el procés de vulcanització, formant contaminació de color groc clar o marró.
Precipitació de càrregues: els càrrecs com el carbonat de calci i la sílice poden precipitar -se de la matriu de goma durant el procés de vulcanització si no es dispersen uniformement o s’afegeixen en quantitats excessives, provocant contaminació.
2.3 Exudació de plastificants i suavitzants de cautxú
Les fórmules de cautxú sovint contenen una certa quantitat de plastificants (com l’oli de parafina, l’oli naftènic) i els suavitzants (com l’asfalt, el quitrà de pi). Aquestes substàncies poden migrar a la superfície a causa del moviment de la cadena molecular millorada a les temperatures de vulcanització, formant una contaminació oliosa a la superfície del motlle i afectant el demold.
2.4 Cross desigual: enllaça durant el procés de vulcanització
Durant el procés de vulcanització, si la densitat de connexió creuada en algunes zones és massa alta o massa baixa, pot conduir a l’escorça local del compost de goma o l’adhesió al motlle:
Vulcanització local: a causa de la distribució de la temperatura desigual, la temperatura local del motlle és massa alta, donant lloc a un enllaç creuat excessiu del compost de cautxú i la formació de contaminants de cocció.
Local sota la vulcanització: si la velocitat de vulcanització de la fórmula del compost de goma és lenta, és possible que algunes parts no es vulcanitzin completament, provocant un compost de cautxú unit per adherir -se al motlle i afectant la producció posterior.
3. Anàlisi de factors que afecten la contaminació de la cavitat del motlle
La generació de contaminació de cavitat del motlle es veu afectada per diversos factors, inclosos principalment fórmules de cautxú, processos de vulcanització, dissenys de motlles i entorns de producció. A continuació es mostra una anàlisi detallada d’aquests factors:
3.1 Influència del disseny de fórmules
La selecció de fórmules de cautxú té un impacte directe en la contaminació de la cavitat del motlle, reflectida principalment en l’ús de components com ara sistemes de vulcanització, acceleradors, farcits, plastificants i agents anti -envelliment.
Sistema de vulcanització
Vulcanització de sofre: els sistemes tradicionals de vulcanització de sofre (com el sofre + accelerador) produeixen més per - productes, com ara el sofre lliure i els productes de degradació dels acceleradors de vulcanització, que és probable que formin contaminació a la superfície de la cavitat del motlle.
Vulcanització de peròxids: en comparació amb la vulcanització de sofre, la vulcanització de peròxids no provoca precipitació de sofre i pot reduir eficaçment la contaminació de la cavitat del motlle. Tanmateix, la seva velocitat de vulcanització és lenta i té certs requisits per als tipus de cautxú.
Vulcanització de la resina: Algunes gomes (com el nitrile - cautxú de butadien i estirene - cautxú de butadien) poden utilitzar vulcanització de resina, però els residus de resina poden causar contaminació.
Acceleradors de vulcanització: Els acceleradors de vulcanització poden descompondre's a temperatures elevades i generar -los per productes, que probablement formen un error de motlle.
TMTD (disulfur de tetrametilthiuram): És fàcil descompondre's a temperatures altes per generar compostos lliures de sofre i amina i és propens a formar precipitacions de sofre.
CBS (N - Cyclohexyl - 2 - benzotiazol sulfenamida): té una bona estabilitat tèrmica, però els seus productes de degradació encara poden provocar contaminació.
TBBS (n - tert - butyl - 2 - benzotiazol sulfenamida): en comparació amb CBS, la velocitat de descomposició de TBBS és més lenta i la contaminació és més lleugera.
Influència dels farcits
Sílice: Durant el procés de vulcanització de temperatura d’alta temperatura, si la sílice no es dispersa de manera uniforme o s’utilitza en quantitats excessives, alguns càrregues poden precipitar i contaminar la cavitat del motlle.
Carbonat de calci: el carbonat de calci té partícules gruixudes i és fàcil d’instal·lar -se a la superfície del motlle per formar contaminació. És especialment propens a la cocció a alta temperatura i alta pressió.
Black de carboni: generalment, no provoca contaminació per la cavitat del motlle, però la mala dispersibilitat pot augmentar el risc de contaminació.
Influència de plastificants i suavitzants
Plasticitzadors de pes baix - molecular (com l’oli de parafina, l’oli naftènic): són fàcils de migrar des de la matriu de goma fins a la superfície del motlle i formen una pel·lícula oliosa.
Plasticitzadors de pes molecular alt (com DOP, TOTM): tenen una migració baixa i poden reduir la contaminació.
Influència dels agents envellits
Agents anti -envelliment basats en amina (com IPPD, 6PPD): són fàcils de precipitar durant el procés de vulcanització i poden reaccionar amb òxids per formar contaminació.
Agents anti -envelliment basats en fenol (com Ao - 2246, BHT): tenen una migració baixa, però poden degradar -se a temperatures elevades, donant lloc a contaminació.
3.2 Influència del procés de vulcanització
La selecció de paràmetres del procés de vulcanització afecta directament el grau de contaminació de la cavitat del motlle, inclosa principalment la temperatura de vulcanització, el temps de vulcanització, la pressió de vulcanització, etc.
Temperatura de vulcanització
When the temperature is too high (>180 graus): Pot provocar la descomposició d’agents de cautxú i compostos, formant carburs i precipitats. Els plastificants i els suavitzants són més propensos a migrar a la superfície de la cavitat del motlle, provocant contaminació oliosa. La degradació dels acceleradors s’accelera i es generen més productes.
Quan la temperatura és massa baixa (<140°C): The vulcanization is incomplete, resulting in unvulcanized rubber adhering to the product surface. Low temperatures are likely to cause local uneven cross - linking, affecting demolding.
Temps de vulcanització
Si el temps de vulcanització és massa llarg: el material de goma pot formar carburs a causa d’una degradació oxidativa, augmentant la contaminació.
Si el temps de vulcanització és massa curt: el compost de goma no està totalment vulcanitzat, donant lloc a problemes d’adhesió de motlles i contaminació agreujada.
Pressió de vulcanització
Pressió insuficient: provoca una adhesió desigual entre la goma i la superfície del motlle, afectant el demold. És fàcil fer que el cautxú no vulcanitzat es mantingui a la superfície del motlle.
Pressió excessiva: pot fer que el compost de cautxú es comprimi, fent que els farcits i els plastificants siguin més propensos a precipitar -se.
3.3 Influència del disseny de motlles
Rugositat de la superfície del motlle: una superfície rugosa també augmentarà l’adhesió del compost de goma i agreujarà la contaminació. Una superfície de motlle altament polida (RA <0. 2μm) pot reduir l'acumulació de contaminació.
Material de motlle: utilitzant motlles fets d'acer inoxidable, crom de crom o nitrur de titani, materials recoberts poden reduir l'adhesió de contaminació.
Sistema d’escapament de motlles: el disseny adequat dels forats d’escapament pot reduir l’acumulació de substàncies volàtils, reduint així la contaminació.
4. Mesures per reduir la contaminació de la cavitat del motlle
En resposta als factors de contaminació esmentats anteriorment, es poden prendre les mesures següents per reduir la contaminació de la cavitat del motlle i millorar l'eficiència de producció.
4.1 Optimització de fórmules
Seleccioneu els acceleradors amb baixa precipitació i una bona estabilitat tèrmica, com ara substituir TMTD per TBBS.
Reduïu els farcits propensos a les precipitacions, com ara reduir l’ús de carbonat de calci i substituir -lo per sílice precipitat.
Utilitzeu plastificants de pes molecular i reduïu la proporció de plastificants de baix pes molecular.
Seleccioneu agents anti -envelliment amb baixa migració, com ara substituir els agents anti -envelliment basats en amines per agents anti -envelliment basats en fenol.
4.2 Optimització del procés de producció
Controleu la temperatura de vulcanització dins d’un rang raonable (150 - 170 grau) per evitar la degradació causada per la temperatura excessiva.
Ajusteu adequadament el temps de vulcanització per evitar la contaminació de carbonització causada per un temps de vulcanització massa llarg.
Adopteu un procés d’escapament raonable per reduir l’acumulació de contaminants volàtils.
4.3 Millora del motlle
Utilitzeu recobriments de crom, nitrur de titani o teflon per millorar la capacitat anti -contaminació del motlle.
Millorar l’acabat superficial del motlle mitjançant el polit de precisió per reduir l’adhesió de contaminació.
Utilitzeu agents d’alliberament adequats, com ara l’oli de silicona o els agents d’alliberament basats en fluor, per reduir els problemes d’adhesió del motlle.
4.4 Neteja regular de motlles
Utilitzeu agents especials de neteja de motlles, com ara dissolvents orgànics (toluen, etanol) i agents de neteja alcalins (solució d’hidròxid de sodi).
Utilitzeu mètodes com la neteja d’ultrasons i la sandblasting per eliminar els contaminants tossuts.
Adopteu la tecnologia de neteja automàtica en línia per reduir els temps d’aturada i millorar l’eficiència de la producció.
La formació de la contaminació de la cavitat del motlle és el resultat de l’acció combinada de múltiples factors, inclosos el disseny de fórmules, el procés de vulcanització, el disseny de motlles i la neteja i el manteniment. Optimitzant la fórmula, millorant el procés, optimitzant l'estructura del motlle i realitzant una neteja i manteniment regular, es pot reduir eficaçment la contaminació de la cavitat del motlle, es pot millorar l'eficiència de producció, es poden reduir els costos de producció i es pot millorar la qualitat dels productes de cautxú.
