Способ определения летучих продуктов вулканизации

Способ определения летучих продуктов вулканизации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1229053 А1

1511 4 В 29 С 35/02 G 01 N 33/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3684336/23-05 (22) 25.11.83 (46) 07 05.86. Бюл. У 17 (71) Научно-исследовательский ордена

Ленина институт шинной промышленности (72) А. И, Лукомская, С. В. Филиппов, В. И. Сапрыкин, О. В. Манина и В. А. Ионов (53) 678.028.41(088.8) (56) Альбом M. А. и др. Изучение кинетики процесса разложения порообразователя в резиновых смесях. Каучук и резина, 1959, М - 4, с. 8-12. (54) (57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛЕТУЧИХ ПРОДУКТОВ ВУЛКАНИЗАЦИИ, включающий всестороннее сжатие образца из резиновой смеси в полости пресс-формы, его нагрев и снижение давления в полости путем увеличения ее объема, отличающийся тем, что, с целью определения растворимости летучих продуктов, при всестороннем сжатии образец резиново смеси при комнатной температуре насыщают в полости пресс-формы водой и воздухом при давлении 3-4,5 МПа в течение 2448 ч, после чего снижают давление в полости пресс-формы до 0 5-1 5 MIIa и при этих условиях по изменению объема образца определяют растворимость воздуха, затем образец нагревают со скоростью 0,8-26,5 град/с до температуры 159,9-217,8 С, затем снижают давление до 0,2-0,4 ИПа при сохранении достигнутой температуры и по изменению объема образца определяют суммарную растворимость воздуха и водяных паров, а по достижении 10-15Х оптимального времени вулканиэации снижают давление до атмосферного и по изменению объема образца определяют суммарную растворимость воздуха, водяных паров и летучих продуктов собственно реакции вулканизации.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью определения минимальной степени вулканизации, при которой исключается выделение летучих из вулканизата, по достижении 10-15Х оптимального времени вулканизации проводят периодические снижения давления от 0,2-0,4 МПа до атмосферного и определяют время прекращения прироста объема образца изза расширения летучих при сбросе давления.

1 12

Изобретение относится к физическим испытаниям резин и может быть использовано при разработке режимов вулканизации с учетом допустимой продол-жительности вулканизации, при которой сброс давления не вызовет образования в резине пор вследствие расширения летучих.

Цель изобретения — определение растворимости летучих продуктов, а также минимальной степени вулканизации, при которой исключается выделение летучих из вулканиэата.

Образец резиновой смеси насыщают водой и воздухом при комнатной температуре Т и максимальном давлении

P = 3 0-4,5 МПа не менее 24-48 ч макс что обеспечивает предельное насьпцение газами и влагой при диффузии их по образцу резиновой смеси. Герметизируют насыщенный образец,, сохраняя в нем Р и Т,,после чего снижают макс давление до выбранного значения Р1

0,5-1,5 МПа, при этом определяют мгновенное изменение hV, объема образца, характеризующее растворимость б газов в смеси

ЬЧ, /V =6(Р— Р, )-, Затем при Р„ = const нагревают абра зец с темпом ЛТ/д1 = 0,8-26,5 град/с, обеспечивающим установление одинаковой по толщине образца температуры

6Т, Т =- Т + - — L до достижения такой с,1 температуры T = 159„9-217,8 С, кото1 рая вьнпе температуры Т„„насыщения пара при давлении Р и которая уста1 и навливается за продолжительность = ранее конца неиэотермического

1 индукционного периода вулканизации

7 реакции вулканизации, т.е, нен1,

Производит снижение давления до

Р = 0,2-0,4 ИПа и определяют мгновенное изменение 67 объема, характеризующее суммарную раствори-. мость б газов и паров:

- e,(P„- Р,), растворимость паров 6„=1о — о1)

Устанавливают постоянную температуру Т„ и давление Р и вулканизуют образец до достижения времени, составляющего 10-153 от оптимального времени вулканиэации .,„т при Т,.

29053 2

Если за период — 1 выделяется избыточное над растворимым количество летучих продуктов вулканизации, объем образца увеличивается. В момент 2 сбрасывают давление до атмосферного

Р и определяют первое мгновенное приращение объема ЬЧ, характеризующее растворимость летучих при данной степени вулканизации:

6, = V, /(V(P — P, )), 5

1О растворимость б остаточных летучих продуктов вулканизации составляет о := (Ь вЂ” 6 — 6 ). Последовательно про3 изводят снижение давления до P и повьппениг до Р с соотношением до продолжительности действия (сброс-повышение) не более 1:10, устанавливая продолжительность 1. собственно изоs> термической вулканизации при Т,, при которой во время сброса давления прекращается прирост объема образца.

Иинимальная продолжительность и степен:ь изотермической вулканизации, при которых исключается выделение летучих, составляют соответственно

Р (/

+

3 и . т 1 ркь, !

"„„ .т, — индукционный период реакции вулканизации при -Т,„

Кинетика и степень S,, вулканиэации определены специальными методами, например реометрическими или вулкаметрическими., Па чертеже показано устройство для осуществления способа.

Для осуществления способа используется плунжерная пресс-форма 1 с индикаторами 2 перемещения нагружаемого переменными грузами 3 плунжера 4.

Пресс-форма герметиэирована резиновыми уплотнителями 5, уплотняющими также кольцевые каналы 6, выточку 7 и термопару 8, размещенную в центре нагреваемого от нагревателя 9, имеющего программный эадатчик 10 температуры, испытуемого образца.

При насьпцении воздухом и влагой прессуют образец под максимальным давных гру зов, . например, давлением жидкости в гидроцилиндре, открывая кольцевую выточку 7 в плунжере путем перемещения соответствующего уплотнителя 5 в канале 6 и подавая по ней воду и воздух под давлением Р „ . По окон" чании насыщения, происходящего при комнатной температуре не менее 24 ч, 1О лением Р „,, создаваемым от перемен-. уплотняют кольцевую выточку 7. Отсчитывают начальные показания индикаторов 2 (начальный отсчет показывает начальную высоту запрессованного образца в гнезде пресс-формы известного диаметра, т.е..объем образца V). Устанавливают на нуль шкалы индикаторов 2 перемещения плунжера 4 при увеличении объема образца.

Сброс давления с Р„ „, до Р, производят, меняя грузы 3, например, давление жидкости в гидроцилиндре с учетом соотношения площадей образца и гидроцилиндра и массы плунжера. Измеряют изменение дЧ объема Ч образ1 ца по индикаторам 2.

На программном эадатчике 10 температуры (Т- ) задается режим нагрева дТ

II

Т = Т + =с от Об - и Т = Т

О 1

1 1 А- Р при > и а а „, где с,„, — оптиОПГ мальное время вулканизации резиновой смеси в период собственно вулканизации при T = const. Включают нагреватель 9; По термопаре 8 контролируют исполнение заданного температурного режима.

Периодические сбросы и повышения давления во время изотермической вулканизации производят с помощью заранее настроенного программного регулятора 11 давления (Р-i). Регулятор

11 давления сбрасывает также вес плунжера 4 при разгрузке образца до атмосферного давления P . .При сбросах давления фиксируют практически мгновенное изменение объема образца по индикаторам 2.

Hp и м е р. Наполненную брекерную резиновую смесь на основе СКИ-3 в виде образца толщиной 3,93 мм, диаметром 65 мм, т.е. объемом V =

13,125 смз с коэффициентом температуропроводности а = 0,146 10 м /с

Э насыщают при T, = 25 С под давлением 3 МПа. Сила, действующая иа прессе, равняется 1000 кгс. При сбросе давления до Р, 0,63 МПа определяется растворимость газов (преимущественно воздуха) из полученных при

Ч 13,125 см, bV, 4,5 см, поскольку ЛЧ„ /V = б„ /Р„ „ — Р ), то

81= 6Ч, /(Ч(Р„,„, — Р, )) = 1,45 см/

/(см МПа) .

Выбирают темп нагрева 6T/h

1,2 груд/с. В центре образца за с = 120 с достигается температура

169 С при индукционном периоде неизотермического процесса („„

29053 4

150 с), в.то время как соответствующий изотермический индукционный период „, т = 90 с, т.е. ив ахеи,1 ин т причем Т„, = !60 С, а Т, ИН 1 9

> Т„„укладывается в интервал Т, (,05- ) i.„, = 540 с, собственно вулканиэации, беэ индукционного периода, а с долей Д = 0975 неизотермического индукционного периода, т,е ° 120/150 = 0,75, реальная продолжительность процесса до оптимума (в неиэотерме) i,„, = (120+540) с, а при иэотермическом процессе Т

1, 1 сопят. имеют „ 630 с. л

Выбирают = О, I "„„,, т.е.

0,1 т.т, + д", неи = 183 с. Снижается при а давлении с Р, до Р99

0,3 МПа и определяется прирост объема, т.е. определяют hV, = 5,2 см з гО откуда

-о =дЧ / V(P, -Р )/ =1,47 см /(спи МПа), а растворимость паров 6 = 0,02 см / з з

/(см ° МПа) . Следующее снижение при

i> = 092 i„ + 120 = 246 с производят

25 до атмосферного давления Р,, и получают ЛЧ 3,88 см или 6 = 1,48 см /

/(см МПа), или б„ 0,1 см /(смз МПа)» растворимость летучих продуктов собственно реакции вулканизации 6 б ь

Зп 6 Д - 6„, последующие снижения и подьемы давления для определения минимальной продолжительности вулканиэации при T„, при которой летучие не расширяются, производятся в соотношении

3S по времени "сброс-подъем" = 1:10.

В данном примере оптимум, составляет 630 с, а снижение с Р до Р, т.е. от 0,3 к 0,1 МПа реалиэовывают с периодами 63 и 6 с до тех пор, пока

4О прекратилось приращение объема ЬЧ э а Ч О, причем при каждом последующем снижении (i = 1, 2,...,N)

дЧ;

При периоде от снижения к снижению в 63 с. при каждом i-oM сбросе добав43 лялось Ь . = О,li, т . Если общее л количество сбросов равно N npu — 1, 2,..., N то при Т1 величина — минимальное время вулканиэации — равно 0,1 N Y. „, . В данном при50 мере получают N = 3, т.е. i 0,3

= 200 с. Для брекерной резины," достаточно получать (0,1-0,2) .„ 1 для протекторной резины (0,2-0,4) ., Таким образом, растворимость воз-, духа 6 „ = 1,45 см /(см МПа), паров воды .. б„ = 0,02 см /(см МПа), летучих продуктов вулканизации b

Ь

0,01 см /(см . МПа).

1229053

Таблица I

Опыт Давле

Продолжительность

Наблюдение сьпц асыщения, ч

Условия нижнего предела насьпцения воздухом и водой резиновой смеси

2 4,5

Высший предел давления прессования

3 Р сЗ <24

Не достигается предельного насьпцения

Трудно реализовать прессование (высокое усилие прессования) 4 P„„„,>4 5»48

Таблица 2

Темпера- Наблюдение тура нагрева

AT /й ., град/с. емпература

"С

159,9

При других параметрях способ осуществляется аналогичным образом

0,5 Т„ 1,05Т„„0,8

l 5 Т„ 1,17„„26 5

3 Р, (0,5 7, 1,05Т« 0>8

4 Р, >1,5 Т, > 1,1Т„„>26,,5 в соо т ветс тв ни с данными табл.

1-4 .

Продолжительность нагрева меньше инд,периода

1 л он нею «

Прсдолжительность нагрева больше инд.периода

Нельзя реализовать температуру нагрева

1229053

Таблица 3

Наблюдение

3 P (0,2 Недостаточно для снижения до P, мала точность

2 измерения 4Ч

4 Р р 0,4 Большое бЧ формоиэменение при расширении летучих продуктов

Таблица!

О (I 0

Может быть превышено i„„„

Опы Давление !

Р, МПа

I 0,2

2 0,4

Обеспечивается выделение летучих продуктов

В зависимости от состава резины мол жет быть достигнуто „„„

Может не окончиться индукционный период вулканиэации ь

1229053

Составитель В. Шуралев

Редактор М. Бланар . Техред И.Яонкало 1<орректор Е.- Рошко

Заказ 2407(13

Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб,, д. 4(5

11роизводствеино-попигра и eскоe предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4