11808

Изготовление резиновой смеси

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Лабораторная работа № Изготовление резиновой смеси Цели работы Изготовление резиновой смеси по имеющемуся рецепту. Теоретическая часть Изготовление резиновых смесей является одним из основных процессов резинового производства от качественного провед...

Русский

2013-04-11

210 KB

87 чел.

Лабораторная работа №

Изготовление резиновой смеси

Цели работы

Изготовление резиновой смеси по имеющемуся рецепту.

Теоретическая часть

Изготовление резиновых смесей является одним из основных процессов резинового производства, от качественного проведения которого зависят свойства готовых изделий. Резиновые смеси можно изготавливать на вальцах, в закрытых смесителях периодического и непрерывного действия. Качество резиновых смесей (равномерность распределения ингредиентов в каучуке при достаточно высокой степени их диспергирования) определяется рядом факторов, из которых большое значение имеет строгое соблюдение режима смешения в процессе изготовления смеси.

Резиновая смесь – это композиция на основе каучука, в состав которой входят различные ингредиенты, равномерно распределенные в массе каучука. Для получения резиновых смесей каучук и ингредиенты смешивают до образования однородной массы.

При смешении каучука с наполнителями, пластификаторами, стабилизаторами и другими ингредиентами происходит изменение первоначального распределения компонентов в каучуке до такого состояния, при котором концентрация каждого компонента в любой точке объема смеси равна или мало отличается от концентрации этого же компонента в системе.

При течении каучука ингредиенты попадают в области с высокими деформациями и напряжениями сдвига и диспергируются, т. е. разрушаются, некоторые компоненты переходят из твердого состояния в жидкое. При диспергировании происходит постоянно изменяющееся распределение частиц, образовавшихся при разрушении агломератов диспергируемой фазы.

Механизм смешения компонентов можно рассматривать как деформацию сдвига многокомпонентной системы, в результате которой уменьшается толщина полос (слоев) смешиваемых материалов и увеличивается поверхность раздела между ними. Толщина полос и суммарная площадь контакта фаз зависят в основном от деформации сдвига.

Время смешения определяется продолжительностью приведения полос первоначальной толщины к полосам, толщина которых соответствует размеру частиц диспергируемой фазы.

Для увеличения площади контакта смешиваемых материалов важную роль играет ориентация фазовых поверхностей относительно направления деформирования. Максимальное увеличение поверхности раздела достигается при нормальном расположении полос относительно направления деформации сдвига. В реальных смесителях вследствие цилиндрической формы смесительной камеры и сложной конфигурации рабочих органов осуществляется целенаправленная переориентация фазовых поверхностей.

Основная задача при практическом изготовлений резиновых смесей заключается, главным образом, в достижении необходимой степени диспергирования технического углерода в каучуках, так как он составляет  значительную долю всего объема в смеси и имеет высокую степень дисперсности. Совмещение дисперсной твердой фазы с каучуком в процессе смешения происходит путем введения технического углерода в каучук, равномерного распределения его во всей массе и диспергирования агломератов каучук — технический углерод.                                       

         Механизм смешения компонентов можно рассматривать как деформацию многокомпонентной системы, в результате которой уменьшается толщина полос (слоев) смешиваемых материалов и увеличивается поверхность контакта между ними. Сдвиговые деформации в системе при смешивании должны происходить до тех пор, пока толщина слоев не станет достаточно малой, т.е. в предельном случае не достигнет размера частиц диспергируемой фазы.

Скорость формирования резиновых смесей в камере резиносмесителей в   значительной степени зависит от свойств смешиваемых компонентов и условий проведения процесса смешения: частоты вращения рабочих органов, давления верхнего затвора закрытых резиносмесителей, а также порядка введения ингредиентов и т. д.

Увеличением частоты вращения ротора можно интенсифицировать процесс смешения за счет повышения общей деформации сдвига, возникающей в системе при одинаковой продолжительности смешения.

При выборе оптимальных условий и режима приготовления резиновой смеси необходимо обеспечить не только высокую скорость процесса, но и получить резиновые смеси высокого качества.

Качество смешения можно определить с помощью статистических методов оценки равномерности смешения по дисперсии и средним значениям физико-механических свойств резин или резиновых смесей (пластичности, прочности, вязкости, удлинению, модулю, твердости).

На заводах при проведении экспресс-контроля качество смешения определяют по изменению плотности смесей и деформационных свойств вулканизатов. Однако этими методами нельзя непрерывно контролировать качество смесей с достаточной степенью точности, что снижает их ценность.

                       

Объекты исследования

Резиновые смеси шифра 1 и 0. Рецептуры резиновых смесей приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Рецептуры резиновых смесей

Ингредиенты

Содержание ингредиентов, масс.  ч. на 100 масс. ч, каучука

1

0

Каучук СКИ-3

100

100

Сера

2

2

Сульфенамид Ц

1

1

Белила цинковые БЦОМ

5

5

Стеарин

2

2

Диафен ФП

2

-

Технический углерод N 339

50

50

Приборы и оборудование

Каучуки, ингредиенты, технические весы, режимные часы, секундомер, тара для ингредиентов.

Основными рабочими органами лабораторных вальцев (рисунок 1) являются два полых валка 11, вращающихся навстречу друг другу с разными скоростями. Валки установлены в подшипниках 3, вмонтированных в станину 14. Вращение валкам передается от электродвигателя 1 через редуктор 2 и систему шестерен 15. Распорные усилия, возникающие при обработке смеси на вальцах, в основном воспринимаются станиной и траверсами 9.

Валки смесительных вальцев имеют шлифованную закаленную поверхность.

1—электродвигатель; 2 — редуктор; 3 — подшипник; 4 — механизм аварийного останова; 5 — труба охлаждающего устройства; б — механизм регулировки зазора;

7 — воронка для стока охлаждающей воды; 8—сборная емкость (ванна) для        охлаждающей воды; 9 — верхняя траверса; 10 —ограничительные стрелки;

11 — валки; 12 — противень; 13 — фундаментная плита; 14—станина; 15—шестерни.

Рисунок 1 – Вальцы

Подшипники переднего валка могут перемещаться, что дает возможность регулировать зазор между валками с помощью механизмов регулировки 6. Механизм регулировки состоит из нажимного винта, помещающегося в гайке, закрепленной в станине. На конце нажимного винта находится предохранительное устройство, предназначенное для предупреждения возможного разрушения валков и станины при значительном увеличении распорных усилий. В этом случае происходит срез предохранительных шайб. Стрелки 10 ограничивают рабочую длину валков и предотвращают попадание резиновой смеси в подшипники.

Механизм аварийного останова 4 обеспечивает безопасность работы на вальцах. При нажатии на рамку происходит отключение электродвигателя, торможение и останов вращения валков. Валки и подшипники охлаждаются проточной водой с помощью охлаждающего устройства.

Под валками находится противень, на который попадают каучук или просыпавшиеся с валков порошкообразные ингредиенты.                                                

При работе на вальцах каучук и все необходимые ингредиенты смеси загружают в соответствии с установленным режимом. В процессе приготовления смеси необходимо менять зазор между валками и неоднократно подрезать смесь.

 Подготовка образцов

Перед началом работы студент получает от преподавателя задание, в котором указан рецепт резиновой смеси и режим ее изготовления. Далее следует рассчитать навески ингредиентов для изготовления смеси указанного состава.

Плотность резиновой смеси рассчитывают следующим образом: суммарную массу всех ингредиентов, входящих в состав резиновой смеси, делят на их суммарный объем.

Навеску каждого ингредиента Р (в кг) на одну заправку вычисляют по формуле:

                                                        (1)

где g – содержание одного ингредиента, масс. ч на 100 масс. ч. каучука;

     G – общая масса заправки, кг;

     ∑g – содержание всех ингредиентов, входящих в состав смеси, масс. ч. на 100 масс.                  ч. каучука.

Таблица 2 – Расчет навесок ингредиентов на одну заправку резиновой смеси шифра 1

Каучуки и

ингредиенты

Плотность, кг/м3

Содержание,

Масс.ч. на 100 масс. ч. каучука

Объём ингредиентов, м

Навеска Р, г

Каучук СКИ-3

930

100

0,1075

561,7

Сера

2050

2

0,00097

11,2

Сульфенамид Ц

1270

1

0,00078

5,6

Белила цинковые БЦОМ

5420

5

0,00092

28,1

Стеарин

960

2

0,002

11,2

Диафен ФП

1140

2

0,0017

11,2

Технический углерод N 339

1760

50

0,028

280,9

Итого

162

0,1424

864,9

Теоретическая плотность резиновой смеси рассчитывается по формуле (1):

кг/м3

Таблица 3 – Расчет навесок ингредиентов на одну заправку резиновой смеси шифра 0

Каучуки и

ингредиенты

Плотность, кг/м3

Содержание,

Масс.ч. на 100 масс. ч. каучука

Объём ингредиентов, м

Навеска Р, г

Каучук СКИ-3

930

100

0,1075

561,7

Сера

2050

2

0,00097

11,2

Сульфенамид Ц

1270

1

0,00078

5,6

Белила цинковые БЦОМ

5420

5

0,00092

28,1

Стеарин

960

2

0,002

11,2

Диафен ФП

1140

-

-

-

Технический углерод N 339

1760

50

0,028

280,9

Итого

160

0,14065

853,7

кг/м3

В соответствии с рабочим рецептом материалы взвешивают для изготовления одной заправки смеси.

Ход выполнения работы

 Смешивание проводили по режиму, приведенному в таблице 4.

Таблица 4 - Режим изготовления резиновой смеси на основе каучука СКИ-3 на вальцах

Ингредиенты

Время от начала введения ингредиента, мин

1

0

1

Каучук СКИ-3

0

0

2

Стеарин

3

3

3

Белила цинковые БЦОМ

3:40

3:45

4

Диафен ФП

4:42

-

5

Технический углерод N 339

6:52

5:48

6

Сульфенамид Ц

13

11:28

7

Сера

14:08

12:28

Общее время

17

15:28

Первым на вальцы загружают каучук СКИ-3 и засекают время. Каучук вводят небольшими кусками, при этом зазор между валками составляет 0,2 – 0,3мм. При таких условиях каучуки быстрее переходят в вязкотекучее состояние и садятся на передний валок. При введении остальных ингредиентов зазор между валками увеличивают, в результате чего интенсивное смешение происходит не только в зазоре между валками, но и во вращающемся объеме смеси между валками. При смешении на вальцах переориентацию фазовых поверхностей осуществляют вручную. Для этого резиновую смесь подрезают и закатывают в рулоны с левой и правой стороны вальцев поочередно.

Все ингредиенты вводят в зазор между валками по всей длине переднего валка слева направо и справа налево. Кусочки каучука, резиновой смеси, а также часть ингредиентов, провалившихся на противень, собирают в совок при помощи щетки и вновь возвращают в зазор между валками.

Обычно исходные компоненты вводят на вальцы в следующем порядке: каучуки, диспергаторы (жирные кислоты), активаторы вулканизации (оксиды металлов), противостарители, твердые мягчители, технический углерод, жидкие мягчители, ускорители вулканизации, вулканизующие вещества.

После ведения ускорителей и вулканизующей группы рекомендуется 3 – 4 раза пропустить смеси чрез уменьшенный зазор между валками, то есть провести диспергирование. Затем зазор опять увеличивают, чтобы провести калибрование, т.е. получения заданной толщину листа смеси. Готовую смесь снимают в виде листа толщиной приблизительно 2мм, помещают на рабочий стол.

После изготовления смесь должна вылежать не менее 4 часов.

 Вывод

Изготовили резиновые смеси, отличающиеся наличием диафена фп.

 

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59048. Музичні інсценівки за мотивами Байок харківських Г. Сковороди 37.5 KB
  Сковороди Сучасний погляд на використання байок Г. Сковорода широко користується народними засобами передачі педагогічних ідей коли мудрість вкладається у вислови героїв казок притч оповідей байок.
59049. Урок-память. Ні! Я жива! Я вічно буду жити! 48.5 KB
  Леся Українка Хід уроку І. Дорогі мої діти Дорогі восьмикласники Прозвучала пісня Стояла я і слухала весну пісня яка мабуть нікого не залишила байдужим бо слова цієї пісні написала Леся Українка Лариса Петрівна КосачКвітка.
59050. Матеріали до вивчення роману А. Камю Чума 30.5 KB
  Камю зажив популярності ще за життя і нині твори його не втрачають актуальності через те що письменник зумів поставити в них багато запитань важливих як для його сучасників так і для наступних поколінь. Представники Марсель Сартр Камю.
59051. Наталя Забіла. Чотири пори року 35 KB
  Обладнання: виставка творів Наталі Забіли ілюстрації Пори року аудіозапис твору Вівальді Пори року картки зі словами-блискавками картки зі словами-анаграмами запис на дошці аналітико-синтетичних вправ.
59052. Передумови й початок національно-визвольної війни українського народу проти польського панування 74.5 KB
  Іий ученьдослідник: Богдан Зиновій Хмельницький найвидатніший гетьман України видатний полковдець дипломат гнучкий політик справжній патріот захисник України від поляків господар своєї держави що прагнув до зміцнення її могутності.
59053. Нашого цвіту - по всьому світу 42 KB
  Актуалізація та мотивація навчальної діяльності Бесіда Хто такі емігранти За яких причин вони можуть опинитися за кордоном В які держави світу переважно емігрують наші співвітчизники Які основні особливості побуту українського народу Як зберігає народ свої традиції звичаї...
59054. Не нудьгуємо за чаєм. Сімейні посиденьки 29.5 KB
  Мета вечора: розвиток сімейної творчості та співробітництва родини і школи обєднання класного колективу посилення ролі родини у виховному процесі Ведучий...
59055. Нетрадиційний урок: Що? Де? коли? 33.5 KB
  Оцінка історичної постаті і діяльності гетьмана Б.Хмельницького Очікувані результати: Закріпити знання учнів з даної теми; Оцінити історичну постать і діяльність гетьмана Б.Хмельницького; Виховувати почуття гордості до славного минулого нашого народу...
59056. Новорічний гороскоп 44.5 KB
  Звучить музика П. Чайковського з балету «Лускунчик». На сцену вибігають Зірочки й танцюють свій танець. У цей час виходить Звіздар у довгому халаті, ковпаку, окулярах.