อิทธิพลของการวัลคาไนซ์ต่อโครงสร้างและคุณสมบัติของยาง

ผลกระทบของการวัลคาไนซ์ต่อโครงสร้างและคุณสมบัติของยาง:

การวัลคาไนซ์เป็นขั้นตอนสำคัญในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง ซึ่งเป็นกระบวนการเปลี่ยนจากโครงสร้างเชิงเส้นเป็นโครงสร้างตัวถัง ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ครอบคลุมทั้งคุณสมบัติทางกายภาพและทางกล ความต้านทานต่ออุณหภูมิ ความต้านทานต่อตัวทำละลาย และความต้านทานการกัดกร่อน ช่วยเพิ่มมูลค่าและการใช้งาน ช่วงของผลิตภัณฑ์

โครงสร้างและคุณสมบัติของยางมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากทั้งก่อนและหลังการวัลคาไนซ์โมเลกุลของยางก่อนการวัลคาไนซ์มีโครงสร้างเชิงเส้นโดยมีแรง van der Waals ทำหน้าที่ระหว่างโมเลกุลเหล่านี้ ซึ่งแสดงความเป็นพลาสติกและการยืดตัวที่ดี ตลอดจนความสามารถในการละลายได้ในระหว่างกระบวนการวัลคาไนเซชัน โมเลกุลจะถูกกระตุ้นและเกิดปฏิกิริยาเชื่อมโยงข้ามทางเคมี ก่อตัวเป็นโครงสร้างเครือข่ายที่โมเลกุลจะถูกพันธะด้วยพันธะเคมี

โครงสร้างและคุณสมบัติของยางวัลคาไนซ์ส่วนใหญ่ประกอบด้วย:

โครงสร้าง: พันธะเคมี ตำแหน่งของพันธะเชื่อมขวาง ระดับของการเชื่อมขวาง และการเชื่อมขวาง

ประสิทธิภาพการทำงาน: คุณสมบัติทางกล (ความแข็งแรงการยืดตัวคงที่, ความแข็ง, ความต้านทานแรงดึง, การยืดตัว, ความยืดหยุ่น), คุณสมบัติทางกายภาพ, ความเสถียรทางเคมีหลังจากการวัลคาไนซ์

กระบวนการวัลคาไนซ์สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติของยางได้อย่างมากยกตัวอย่างยางธรรมชาติ เมื่อระดับการวัลคาไนซ์เพิ่มขึ้น:

การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกล: ความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานแรงดึง ความต้านทานแรงดึง ความต้านทานการฉีกขาด และความแข็ง การยืดตัวที่ลดลง การเสียรูปถาวรของการบีบอัด และการเกิดความร้อนเมื่อยล้า

การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพ: ความสามารถในการซึมผ่านของอากาศและการซึมผ่านของน้ำลดลง ไม่สามารถละลายได้ มีเพียงการพองตัว ความต้านทานความร้อนดีขึ้น เสถียรภาพทางเคมีดีขึ้น ปฏิกิริยาการเชื่อมขวางจะกำจัดกลุ่มหรืออะตอมที่มีฤทธิ์สูง ทำให้ปฏิกิริยาการชราภาพทำได้ยากโครงสร้างเครือข่ายขัดขวางการแพร่กระจายของโมเลกุลต่ำ ทำให้อนุมูลอิสระของยางแพร่กระจายได้ยาก

สภาวะการวัลคาไนซ์ รวมถึงความดัน อุณหภูมิ และเวลา เป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดผลลัพธ์ของการวัลคาไนซ์ความดันวัลคาไนซ์มีผลกระทบสำคัญในการป้องกันการก่อตัวของฟองอากาศในวัสดุยาง ปรับปรุงความแน่นของวัสดุยาง และเติมแม่พิมพ์ด้วยวัสดุยางนอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงการยึดเกาะระหว่างชั้นต่างๆ (ชั้นยางและชั้นผ้าหรือชั้นโลหะ ชั้นผ้า และชั้นผ้า) ในผลิตภัณฑ์ และปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพของยางวัลคาไนซ์ (เช่น ความต้านทานการดัดงอ)

อุณหภูมิการหลอมโลหะเป็นเงื่อนไขพื้นฐานของปฏิกิริยาการหลอมโลหะ ซึ่งอาจส่งผลโดยตรงต่อความเร็วการหลอมโลหะ คุณภาพของผลิตภัณฑ์ และผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจขององค์กรการเพิ่มอุณหภูมิการหลอมโลหะสามารถเร่งความเร็วการหลอมโลหะและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต แต่อุณหภูมิการหลอมโลหะที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหา เช่น การแตกหักของโซ่โมเลกุลของยาง การกลับตัวของการหลอมโลหะ ลดคุณสมบัติทางกลของวัสดุยาง และความแข็งแรงของสิ่งทอลดลงนอกจากนี้ยังสามารถลดระยะเวลาการไหม้เกรียมของวัสดุยาง ทำให้เกิดการขาดยางในท้องถิ่นและการวัลคาไนซ์ของผลิตภัณฑ์ที่ไม่สม่ำเสมอดังนั้นการเลือกอุณหภูมิการหลอมโลหะควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ชนิดของยาง ระบบการหลอมโลหะ และโครงสร้างผลิตภัณฑ์อย่างครอบคลุม

การระบุสภาวะการวัลคาไนซ์ รวมถึงความดัน อุณหภูมิ และเวลา เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ

ความดันวัลคาไนซ์: การเลือกความดันวัลคาไนซ์ขึ้นอยู่กับการออกแบบและข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ยางเป็นหลักโดยทั่วไป การเลือกแรงกดจะขึ้นอยู่กับรูปร่าง ขนาด และความซับซ้อนของผลิตภัณฑ์ยางเป็นหลักยิ่งแรงดันมากขึ้น ยางก็จะยิ่งไหลได้ดีขึ้น ซึ่งสามารถเติมแม่พิมพ์ได้ดีขึ้นในเวลาเดียวกันแรงดันสูงสามารถป้องกันการเกิดฟองอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงความแน่นของผลิตภัณฑ์อย่างไรก็ตามแรงกดที่มากเกินไปอาจทำให้วัสดุยางไหลมากเกินไป ส่งผลให้รูปร่างของผลิตภัณฑ์บิดเบี้ยว

อุณหภูมิกำมะถัน: อุณหภูมิการหลอมโลหะส่งผลโดยตรงต่อความเร็วและคุณภาพของปฏิกิริยาการหลอมโลหะยิ่งอุณหภูมิสูงปฏิกิริยาวัลคาไนซ์ก็จะเร็วขึ้น แต่อาจทำให้โซ่โมเลกุลของยางแตกซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑ์อุณหภูมิการวัลคาไนซ์ที่เหมาะสมสามารถรับประกันความเร็วการวัลคาไนซ์ที่ดีโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อวัสดุยางจากความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ

เวลาในการหลอมโลหะ: เวลาในการหลอมโลหะเกี่ยวข้องโดยตรงกับอุณหภูมิการหลอมโลหะอุณหภูมิที่สูงขึ้นอาจต้องใช้เวลาในการหลอมโลหะสั้นลง และในทางกลับกันโดยทั่วไป การเลือกเวลาในการหลอมโลหะจะต้องพิจารณาประเภทของวัสดุยาง อุณหภูมิในการหลอมโลหะ และความหนาของผลิตภัณฑ์เวลาการวัลคาไนซ์ที่เหมาะสมที่สุดที่กำหนดโดยการทดลองสามารถรับประกันได้ว่าวัสดุยางบรรลุคุณสมบัติทางกลที่เหมาะสมที่สุดและทนทานต่อการเสื่อมสภาพ

โดยรวมแล้ว การพิจารณาสภาวะการหลอมโลหะเป็นกระบวนการที่ต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ อย่างครอบคลุม เช่น ประเภทของวัสดุยาง รูปร่างของผลิตภัณฑ์ อุปกรณ์การหลอมโลหะ เป็นต้น ในการผลิตจริง โดยปกติจำเป็นต้องทำการทดลองหลายครั้งและค่อยๆ ปรับสภาวะการหลอมโลหะให้เหมาะสมที่สุด เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุด