Производство губчатых и резиновых изделий
Резиновые губки характеризуются наличием значительного количества пор. Поры эти, большего или меньшего размера, могут сообщаться между собой или быть изолированы друг от друга тонкими резиновыми стенками. Губчатая резина с большими сообщающимися порами может поглотить значительное количество воды; она применяется как туалетная губка. Губчатая резина с небольшими или средними замкнутыми порами (так называемая «ячеистая») воду не поглощает; она применяется для технических целей: звуко- или теплоизоляции, амортизации вибраций.
прессование в холодном прессе до высоты 25 мм и обрезка кромок. Вулканизация проводится на открытых противнях в котлах. Режим вулканизации рассчитан так, что к моменту обильного газовыделения образующиеся стенки пор обладали достаточной прочностью. Если газовыделение запаздывает, то завулканизованная резина не даст пор достаточно большого размера; если запаздывает вулканизация, газ диффундирует через стенки, не создавая необходимого давления и достаточного порообразования. Далее температуру в котле понижают для того, чтобы давление газа не повело к разрыву стенок; вулканизация завершается при этой сниженной температуре.
Вулканизованные, значительно увеличившиеся по высоте пластины («караваи») пропускают 4—5 раз через двухвалковый каландр с 20—25 мм зазором между валками каландра. При этом часть стенок пор разрывается — поры становятся сообщающимися между собой, водоемкость губки возрастает. Поверхность пластин, вследствие давления вулканизационной среды, имеет вид кожи.
Этот поверхностный слой срезают ленточным ножом, а пластину разрезают на куски установленных размеров.
Применяется также вулканизация туалетных губок в формах в обогреваемых прессах. Нижнюю плиту пресса покрывают асбестом или в верхнюю плиту дают пар несколько более высокого давления, так как с этой плитой смесь приходит в соприкосновение лишь после вздувания. По окончании процесса вулканизации пар перекрывают и плиты охлаждают подачей в них холодной воды. Однако в условиях прессовой вулканизации трудно добиться равномерной и мягкой структуры, столь характерной для этого рода изделий. Вулканизацию губок в формах можно производить и в котле. В этом случае применяют формы из сплава легких металлов с замком. Такой способ приводит к снижению отходов из-за образования более ровной пленки.
Техническая губка. Технические губчатые резиновые изделия — амортизирующие прокладки и подкладки различного назначения, дверные уплотнители, рельефные модели местности, ушные закладки для рабочих шумных профессий и другие изделия— изготовляются так же, как и туалетная и формовая губки.
В качестве порообразующего материала для технических изделий из губчатой резины применяют двууглекислый натрий, углекислый аммоний, смесь азотистокислого натрия и хлористого аммония. Успешно также применяются углекислый натрий и уксусная кислота. В этом случае в смесь вводится лигнин в качестве адсорбента уксусной кислоты. В процессе вулканизации уксусная кислота десорбирует и тогда она вступает во взаимодействие с углекислым натрием.
Прессовые вулканизаты получаются с мелкими порами достаточно однородной пористости. Обильное применение молотой слюды для опудривания изделий снижает брак по недопрессовкам формовых губок. Если требуется губчатое изделие с гладкой поверхностью, то заготовку обкладывают каландрованной резиной или формы смазывают клеем. Для облегчения монтажа губчатых прокладок внизу заготовки помещают ткань. В производстве резиновых губчатых прокладок, заготовка которых производится профилированием на червячных прессах, разработан и в настоящее время отечественными заводами применяется поточный непрерывный метод производства. Для этого служит агрегат, состоящий из червячного пресса, вулканизационной ванны с нагретой до 120—130 °С высококипящей жидкостью и устройства для последующего охлаждения прокладок. В состав резиновой смеси входит порофор, являющийся одновременно и вулканизующим средством.
Возможна вулканизация губчатых и пористых резин в тоннельных вулканизаторах; применима вулканизация и в расплаве нитритнитратных солей. Сложные губчатые профили изготовляют шлифовкой заготовок.
Термостойкую губчатую резину получают из диметилсилоксанового каучука, вводя в смесь в качестве наполнителей окислы щелочноземельных металлов или же слюду, асбестовую муку или фторопласт и порофор N. Технологический процесс включает: вальцевание резиновой смеси; вспенивание, подвулканизацию в прессе и термостатирование в свободном состоянии. Термостойкая губчатая резина применяется в уплотнительных прокладках (как виброизоляционный материал в приборах специального назначения и имеет следующие свойства:
Кажущаяся плотность, сН/см3………………………………. 0,3—0,5
Рабочий интервал температур, °С…………………………… от —60 до +300
Эластическое восстановление, %……………………………. 0,85
Относительное сжатие, %………………………………………. 50—60
Относительная остаточная деформация, %……………….0,5—1,0
Температура хрупкости, °С……………………………………. – 70
Набухание в воде, %:
через 1 сутки………………………………………………………..2—3
» 10 суток………………………………………………… ………. 5—7
Получение уретановых губок не требует применения газообразователей. Пенистая масса получается уже при смешивании полиэфиров с изоцианатами и заканчивается термической обработкой, при которой завершается процесс трехмерной конденсации и «отверждение» пены, т. е. перевод пластика в неплавкое и нерастворимое состояние. Если в резиновую смесь вместе с наполнителем ввести инертный газ, равномерно распределяя его в массе смеси, то выделение этого газа в условиях вулканизации поведет к образованию мелкопористой ячеистой структуры. Ввести газ можно, применяя в качестве наполнителя прокаленный уголь, насыщенный двуокисью углерода или азотом. Однако ограниченность объема газа, вводимого таким способом, не может дать губки с достаточным количеством и с большими размерами пор. Это достигается при достаточно большом давлении газа на резиновую смесь для введения его в последнюю перед вулканизацией.
Ячеистая губка оназот. Резиновую смесь загружают в автоклав, обогреваемый паровой рубашкой. Через 30 мин при 112°С (давление пара 0,56 • 105 Па) в автоклав подают азот под давлением 1,8-107 Па. Подача газа и нагрев при той же температуре продолжаются от 4 до 7 ч. После этого впуск пара и газа прекращают, а в рубашку автоклава дают охлаждающую воду. После охлаждения давление газа стравливают. Полуфабрикат, выгруженный из автоклава, закладывают в формы и помещают в вулканизационные прессы, где и заканчивают процесс при давлении пара 6-Ю5 Па. Следовательно, порообразование и первое вздувание, при котором объем материала увеличивается в 6 раз, протекают в свободном состоянии, но при большом внешнем давлении. Второе же вздувание, при котором материал увеличивается в объеме до 13,5 раз против начального, осуществляется в период вулканизации в формах.
Этот вид губчатой резины может быть приготовлен как из смесей для мягкой резины, так и из эбонитовых смесей. В первом случае кажущаяся плотность составляет 0,12—0,15, а во втором случае только 0,06—0,09. Малая плотность и большое газонаполнение при замкнутых порах определяют высокие тепло- и звукоизоляционные свойства этого материала. Оназот применяется в установках для глубокого охлаждения, для обивки кабин самолетов, для обивки стен в ателье звукозаписи и т. п.
В последнее время получили распространение твердые ячеистые силиконы плотностью 0,13—0,30, теплостойкие до 300 °С.