O efeito da vulcanização na estrutura e propriedades da borracha.

Efeito da vulcanização na estrutura e nas propriedades:

No processo de produção de artigos de borracha, a vulcanização é a última etapa de processamento. Nesse processo, a borracha passa por uma série de reações químicas complexas, transformando-se de uma estrutura linear para uma estrutura com formato de corpo, perdendo a plasticidade da borracha mista e adquirindo a alta elasticidade da borracha reticulada. Dessa forma, obtém-se excelentes propriedades físicas e mecânicas, além de resistência ao calor, a solventes e à corrosão, o que aumenta o valor de uso e a gama de aplicações dos artigos de borracha.

Antes da vulcanização: estrutura linear, interação intermolecular por força de van der Waals;

Propriedades: grande plasticidade, alto alongamento e solubilidade;

Durante a vulcanização: a molécula é iniciada e ocorre uma reação de reticulação química;

Após a vulcanização: estrutura em rede, intermolecular com ligações químicas;

Estrutura:

(1) Ligação química;

(2) Posição da ligação cruzada;

(3) Grau de reticulação;

(4) Ligação cruzada; .

Propriedades:

(1) Propriedades mecânicas (resistência ao alongamento constante. Dureza. Resistência à tração. Alongamento. Elasticidade);

(2) Propriedades físicas

(3) Estabilidade química após vulcanização;

Alterações nas propriedades da borracha:

Tomando como exemplo a borracha natural, com o aumento do grau de vulcanização;

(1) As alterações nas propriedades mecânicas (elasticidade, resistência ao rasgo, alongamento, dureza) aumentam (alongamento, deformação permanente por compressão, geração de calor por fadiga) diminuem

(2) Alterações nas propriedades físicas, a permeabilidade ao ar e à água diminui, não se dissolve, apenas incha, melhorando a resistência ao calor.

(3) Alterações na estabilidade química

Maior estabilidade química, razões

a. A reação de reticulação faz com que os grupos ou átomos quimicamente ativos deixem de existir, dificultando o processo de envelhecimento.

b. A estrutura da rede dificulta a difusão de moléculas pequenas, tornando difícil a difusão dos radicais de borracha.

Seleção e Determinação das Condições de Vulcanização da Borracha

1. Pressão de vulcanização

(1) É necessário aplicar pressão quando os produtos de borracha são vulcanizados. O objetivo é:

a. Impedir a formação de bolhas na borracha e melhorar a sua compactação;

b. Faça o material de borracha fluir e preencher o molde para produzir peças com padrões nítidos.

c. Melhorar a adesão entre cada camada (camada adesiva e camada de tecido ou camada metálica, camada de tecido e camada de tecido) no produto e melhorar as propriedades físicas (como a resistência à flexão) do vulcanizado.

(2) De um modo geral, a seleção da pressão de vulcanização deve ser determinada de acordo com o tipo de produto, fórmula, plasticidade e outros fatores.

(3) Em princípio, devem ser seguidas as seguintes regras: quanto maior a plasticidade, menor deve ser a pressão; quanto maior a espessura do produto, o número de camadas e a complexidade da estrutura, maior deve ser a pressão; a pressão em produtos finos deve ser menor, podendo-se utilizar até mesmo pressão normal.

Existem diversas formas de vulcanização e pressurização:

(1) A bomba hidráulica transfere a pressão para o molde através do vulcanizador plano e, em seguida, transfere a pressão do molde para o composto de borracha.

(2) Pressurizado diretamente por meio de vulcanização (como vapor)

(3) Pressurizado por ar comprimido

(4) Injeção por máquina de injeção

2. Temperatura de vulcanização e tempo de cura

A temperatura de vulcanização é a condição mais básica para a reação de vulcanização. Ela afeta diretamente a velocidade de vulcanização, a qualidade do produto e os benefícios econômicos da empresa. Quanto maior a temperatura de vulcanização, mais rápida será a vulcanização e maior a eficiência da produção; caso contrário, a eficiência da produção será baixa.

O aumento da temperatura de vulcanização pode causar os seguintes problemas:

(1) Provoca o rompimento da cadeia molecular da borracha e a reversão da vulcanização, resultando em uma diminuição das propriedades mecânicas do composto de borracha.

(2) Reduzir a resistência dos têxteis em produtos de borracha

(3) O tempo de queima do composto de borracha é encurtado, o tempo de enchimento é reduzido e o produto apresenta falta parcial de cola.

(4) Porque produtos espessos aumentarão a diferença de temperatura entre o interior e o exterior do produto, resultando em vulcanização irregular.