Þættir sem hafa áhrif á rýrnun gúmmíefnasambanda

1. Inngangur

1.1 Mikilvægi rýrnunarhraða gúmmívara

Einn mikilvægur árangursmælikvarði fyrir gúmmívörur er rýrnunarhraði þeirra. Það hefur bein áhrif á frammistöðu hlutanna, útlit og víddarréttleika. Mikið rýrnunarhraði getur leitt til yfirborðsgalla, vörustærðarbreytinga og annarra vandamála sem hafa neikvæð áhrif á gæði vörunnar. Þar af leiðandi er ein mikilvægasta tæknin í gúmmíframleiðsluferlinu að stjórna og hámarka rýrnunarhraða gúmmívara.

1.2 Yfirlit yfir helstu þætti sem hafa áhrif á rýrnunarhraða

• Gúmmíformúla: Rýrnunarhraði er mismunandi eftir tegundum og magni fylliefna, mýkingarefna og hráefna sem notuð eru í gúmmíinu.
• Mótunaraðferð: Rýrnunarhegðun er mismunandi eftir því hvers konar mótun er notuð, svo sem sprautumótun eða þjöppunarmótun.
• Mótunarskilyrði: Rýrnunarhraðinn hefur veruleg áhrif á val á ferlibreytum, þar á meðal hitastigi, þrýstingi og geymslutíma.
• Eftirvinnsla: Fullkominn rýrnunarhraði verður einnig fyrir áhrifum af síðari vinnsluskrefum eins og að fjarlægja mold, kælingu og hitameðferð.

2. Áhrif formúluþátta á rýrnunarhraða

2.1 Áhrif mismunandi gúmmítegunda á rýrnunarhraða

2.1.1 Náttúrulegt gúmmí, stýren-bútadíen gúmmí, klórópren gúmmí o.fl.

Einn af lykilþáttunum sem hafa áhrif á rýrnunarhraða er gúmmígerð. Rýrnunarhegðun ýmissa gúmmítegunda er breytileg vegna breytileika í sameindabyggingu þeirra, pólun, þvertengingarþéttleika og öðrum eiginleikum.

• Vegna þess að náttúrulegt gúmmí (NR) hefur lengri sameindakeðju og lægri þvertengingarþéttleika - venjulega á milli 10 og 15 prósent - minnkar það hraðar.
• Stýren einliða er bætt við stýren-bútadíen gúmmí (SBR), sem veldur aukinni sameindaskautun, meiri þvertengingarþéttleika og minni rýrnunarhraða (venjulega 5-10%) samanborið við náttúrulegt gúmmí.
• Klóróprengúmmí (CR) einkennist af nærveru klóratóma, meiri þvertengingarþéttleika, sterkari sameindaskautun og minni rýrnunarhraða (oft 3-8%).
• Aðrir, þar á meðal nítrílgúmmí (NBR) og etýlen-própýlen gúmmí (EPDM), hafa sérstaka rýrnunareiginleika vegna mismunandi sameindaskauta og uppbyggingar, sem kalla á frekari rannsóknir.

2.2 Áhrif fylliefnisinnihalds á rýrnun

2.2.1 Ólífræn fylliefni vs lífræn fylliefni

Rýrnunarhraði gúmmívara er einnig undir verulegum áhrifum af gerð og magni fylliefna sem notuð eru. Venjulega eru þau aðskilin í tvo hópa: ólífræn og lífræn fylliefni.

• Algengustu tegundir ólífrænna fylliefna eru talkúm, dólómítduft, hvítt kolsvart og kolsvart. Vegna þess að þau eru stífari og hafa hærri stuðul getur þessi tegund af fylliefni venjulega takmarkað magnið sem gúmmígrunnurinn minnkar.
• Þar sem lífræn fylliefni eins og sellulósa og viðarduft minnka meira en önnur fylliefni, getur það að bæta við of miklu af þeim valdið því að heildarrýrnunin aukist.

2.2.2 Tengsl fylliefnisinnihalds og rýrnunar

Almennt séð mun gúmmívaran minnka minna eftir því sem meira fylliefni er. Þetta er vegna þess að stíf fylliefni geta komið í veg fyrir að gúmmígrunnurinn afmyndist vegna rýrnunar.

Á hinn bóginn myndi of mikið fylliefnisinnihald rýra vélrænni eiginleika og mótunarhæfni vörunnar. Þar af leiðandi er mikilvægt að hámarka og koma jafnvægi á rýrnunarstýringu við aðrar afkastaþarfir.

Að stjórna fylliefnisinnihaldinu á milli 30 og 50 prósent er oft skynsamleg ákvörðun þar sem það getur tekist að lágmarka rýrnun án þess að hafa óeðlilega mikil áhrif á aðrar afkastabreytur. Nauðsynlegt er að sía og breyta fylliefnisgerð og innihaldi í samræmi við sérstakar þarfir vörunnar.

2.3 Áhrif annarra aukefna

2.3.1 mýkingarefni, sveiflujöfnun, litarefni o.s.frv.

Mýkingarefni:

Gúmmí getur lengt og orðið plastmeira með mýkiefni, en rýrnun mun einnig aukast. Almennt eykst rýrnun með auknum styrk mýkiefnis.

Stöðugleiki:

Með því að hækka þvertengingarþéttleika gúmmísins má bæta við sveiflujöfnunarefnum eins og ákveðnum andoxunarefnum og andoxunarefnum til að draga úr rýrnun. Engu að síður getur skörun einnig stafað af offjölgun.

Aukaefni:

Nema magn viðbótarinnar sé mjög hátt, hefur innleiðing litarefna eins og litarefnis og litarefnis venjulega engin sjáanleg áhrif á rýrnun.

Aðrir:

Lítið magn af vökvunarefni, eldhraðli, froðuefni o.s.frv., getur einnig haft einhver áhrif á rýrnun.

3. Áhrif ferliþátta á rýrnun

3.1 Áhrif blöndunarskilyrða á rýrnun

3.1.1 Hraði, hitastig, tími o.s.frv.

Hraði blöndunar:

Of mikill hraði mun brjóta gúmmí sameindakeðjuna, lækka mólþungann og auka rýrnun. Oft er æskilegt að stjórna honum á milli 30 og 60 snúninga á mínútu.

Hitastig blöndunar:

Allur of hár hiti getur flýtt fyrir hitauppstreymi gúmmísameindanna og valdið frekari samdrætti. Blöndunarhitastiginu er venjulega haldið á milli 110 og 160 gráður.

Tími sem fer í að blanda:

Of langur blöndunartími getur valdið rýrnun og aukinni mólþungaminnkun. Hins vegar kemur of lítill tími í veg fyrir að fylliefni dreifist alveg. Að stjórna því í þrjár til tíu mínútur er oft fullnægjandi.

Röð blöndunar:

Til að lágmarka rýrnun og koma í veg fyrir þéttingu fylliefnis er ráðlegt að setja fyrst hart fylliefni og síðan mjúkt gúmmí.

3.2 Áhrif eldvirkniskilyrða á rýrnun

3.2.2 Vúlkun hitastig, tími, þrýstingur o.fl.

Hitastig eldunar:

Of hár hiti getur flýtt fyrir þvertengingu og hitauppstreymi gúmmíkeðjanna, sem mun auka rýrnun. Reglulega er æskilegt að hafa það á milli 150 og 180 gráður.

Tími vökvunar:

Of langur tími getur flýtt fyrir rýrnun og hvatt til krosstengingarviðbragða. Hins vegar næst vökvun ekki að fullu á of stuttum tíma. Venjulega innan 10 til 30 mínútna.

Þrýstingur við vúlkun:

Rúmmál gúmmísins verður þjappað saman með of miklum þrýstingi, sem mun flýta fyrir rýrnun. Það er viðeigandi að viðhalda þrýstingsstýringu á milli 5 og 15 MPa.

3.3 Áhrif mótunarferlis á rýrnun

3.3.1 Sprautumótun vs extrusion

Hröð innspýting og kæling í sprautumótun mun valda meiri rýrnun. Extrusion mótun minnkar minna hratt og er tiltölulega treg.

3.3.2 Kælihraði

Hraði samdráttar eykst með kælihraða. Það er því mikilvægt að stjórna kælihraðanum til að koma í veg fyrir ofkælingu.

4. Áhrif umhverfisþátta á rýrnun

4.1 Áhrif hita á rýrnun

Varmaþenslustuðull gúmmísins mun hækka með hitastigi, sem flýtir fyrir rýrnunarhraða.

Sameindakeðjur úr gúmmíi munu einnig upplifa krosstengingu og varma niðurbrot við háan hita, sem mun auka rýrnun.

Gúmmí með mismunandi samsetningu eru einnig hitanæm. Ákveðnar gerðir af gúmmíi eru næmari fyrir hitabreytingum.

Til að lágmarka rýrnun ætti að forðast háhitastillingar þar sem mögulegt er til að nota og geyma gúmmívörur. Hægt er að nota óvirka eða virka hitastýringartækni fyrir mikilvæga hluti.

4.2 Áhrif raka á rýrnun

Almennt séð hefur raki lítil áhrif á rýrnun gúmmísins. Á hinn bóginn mun rakaupptaka valda því að sumar gúmmívörur sem innihalda gleypið fylliefni stækka, auka heildarrúmmálið og draga úr rýrnun.

Gúmmí gleypir auðveldlega raka og mýkir í umhverfi með mikilli raka, sem getur leitt til óstöðugra vörustærða. Ofþurrkun getur einnig haft áhrif á rýrnun og leitt til þess að gúmmíbrotnar.

Þess vegna er mikilvægt að viðhalda réttu rakaumhverfi, venjulega á milli 40 og 70 prósenta raka, þegar gúmmívörur eru notaðar og geymdar. Þegar þörf krefur er hægt að nota rakaheldar ráðstafanir.

5. Alhliða hagræðingu og eftirlit

5.1 Hagræðing mótunarþátta

1. Veldu gúmmíhráefni með litla rýrnun, svo sem sílikon eða nítrílgúmmí.
2. Til að draga úr rýrnun skaltu ákveða og sameina mismunandi fylliefni - eins og talkúm, hvítt kolsvart og kolsvart - á sanngjarnan hátt.
3. Bætið við ákveðnum rýrnunarstýrandi efnum, svo sem pólýetýleni, pólýprópýleni með lágmólþunga o.s.frv.
4. Bættu krosstengingarkerfið með því að bæta við gagnlegum efnum, breyta brennisteinsinnihaldi osfrv.

5.2 Hagræðing á ferlibreytum

• Stilltu hraða, tímasetningu og hitastig blöndunar til að koma í veg fyrir of niðurbrot.
• Til að stjórna þvertengingarstigi skaltu stilla vökvunarhitastig, tíma og þrýstingsbreytur.
• Ákveðið viðeigandi mótunartækni, svo sem extrusion eða sprautumótun, og stillið kælihraða.
• Vöktun og aðlögun ferlis í rauntíma ætti að fara fram í tengslum við uppgötvun á netinu og aðrar aðferðir.

5.3 Eftirlit með umhverfisaðstæðum

1. Forðastu frá heitu umhverfi og, ef þörf krefur, gerðu viðeigandi hitastýringarráðstafanir.
2. Halda skal hóflegu rakastigi til að forðast ofþurrkun eða rakaupptöku.
3. Hægt er að nota aukaráðstafanir eins og rakaþol og hitaeinangrun fyrir mikilvæga hluti.