Gumijas vulkanizatoru reakcijas starp gumijas molekulu ķēdēm, pārveidojot sākotnēji lineāras un viegli deformējamas gumijas molekulas trīsdimensiju tīkla struktūrā. Tas būtiski uzlabo gumijas fizikālās un mehāniskās īpašības, kā arī tās pielāgošanos videi, tādējādi būtiski uzlabojot izstrādājumu izturību. Izturības uzlabojums atspoguļojas vairākās dimensijās, tostarp mehāniskajā stiprībā, pret-novecošanā, ķīmiskajā korozijā un karstumizturībā. Tālāk ir sniegta detalizēta analīze:
1. Uzlabotas mehāniskās īpašības: galvenā nodiluma un plīsuma izturības garantija
Nevulkanizētās gumijas molekulas ir izkārtotas lineāri, un, pakļaujot to spēkam, molekulārās ķēdes mēdz slīdēt, izraisot vieglu izstrādājuma deformāciju, nodilumu vai lūzumu. Vulkanizējošie aģenti savieno molekulārās ķēdes ar šķērssaitēm (piemēram, sēra saitēm vai oglekļa -oglekļa saitēm), veidojot stabilu tīkla struktūru
- Uzlabota stiepes izturība un izturība pret plīsumiem
- Nodilumizturības optimizācija: šķērssavienotā gumijas virsma- kļūst blīvāka, ar mazāku tendenci molekulārām ķēdēm atdalīties, ievērojami samazinot nodiluma ātrumu. Pēc vulkanizācijas protektora gumijas nodilumizturība uzlabojas 2-4 reizes, pagarinot tā kalpošanas laiku līdz 50 000-80 000 kilometriem.
2. Novecošanās izturības uzlabošana: šķērslis pret vides eroziju
Gumijas izstrādājumi, kas ilgstoši pakļauti skābekļa, ozona, ultravioleto staru vai augstas temperatūras iedarbībai, ir pakļauti molekulārās ķēdes šķelšanai (degradācijai) vai pārmērīgai šķērssavienošanai (sacietēšanai), kas izraisa novecošanos un plaisāšanu. Vulkanizējošo vielu veidotās šķērssaites var uzlabot molekulāro ķēžu stabilitāti:
- Izturība pret ozona novecošanos
- UV novecošanās izturība: šķērssavienotā struktūra- var absorbēt daļu no UV enerģijas, samazinot tās bojājumus molekulārajām ķēdēm. Vulkanizētiem gumijas izstrādājumiem āra vidē noārdīšanās ātrums ir samazināts par vairāk nekā 50%.
3. Uzlabojiet ķīmisko izturību: pielāgojieties sarežģītiem darba apstākļiem
Gumijas izstrādājumi bieži nonāk saskarē ar ķīmiskām vielām, piemēram, eļļu, skābēm un sārmiem. Nevulkanizēta gumija ir pakļauta šo materiālu pietūkumam vai korozijai. Blīvā tīkla struktūra, ko veido vulkanizējošie aģenti, var efektīvi novērst mediju molekulu iekļūšanu
Eļļas izturība: pēc vulkanizācijas ar sēru nitrilkaučukam (NBR) ir palielināts šķērssaites blīvums, kas apgrūtina eļļas molekulu iekļūšanu molekulārajās spraugās. Pietūkuma ātrums samazinās no vairāk nekā 30% līdz zem 10%, padarot to piemērotu tādiem produktiem kā dzinēja eļļas blīves un eļļas caurules.
- Izturība pret skābēm un sārmiem: fluorkaučuks (FKM) peroksīda vulkanizācijas rezultātā veido oglekļa-starpšūtas saites, kurām ir augsta saites enerģija un kas ir izturīgas pret reakcijām ar skābēm un sārmiem. To var izmantot ilgu laiku vidē ar pH diapazonu no 1 līdz 14, tāpēc tas ir piemērots ķīmisko iekārtu blīvēšanai.
4. Uzlabojiet termisko stabilitāti: pielāgojieties augstas-temperatūras videi
Augstas temperatūras dēļ gumijas molekulārās ķēdes var pārraut un zaudēt elastību. Dažādu vulkanizējošo vielu radīto šķērssaišu{1}}enerģija nosaka izstrādājuma karstumizturību
- Peroksīda vulkanizācija: izveidoto oglekļa -oglekļa saišu saišu enerģija (aptuveni 350 kJ/mol) ir ievērojami augstāka nekā sēra saišu enerģija sēra vulkanizācijā (apmēram 260 kJ/mol), kā rezultātā ir augstāka karstumizturība. Piemēram, ar peroksīdiem (piemēram, dikumilperoksīdu) vulkanizētu silikona gumiju var ilgstoši izmantot 150 grādu temperatūrā, un tā iztur īslaicīgu -temperatūras iedarbību virs 200 grādiem, tāpēc tā ir piemērota automobiļu dzinēju dzesēšanas sistēmu komponentu blīvēšanai.
- Sērošana ar metālu oksīdu: piemēram, cinka oksīdu izmanto hloroprēna gumijā (CR), veidojot šķērssaites ar izcilu karstumizturību, kas var darboties stabili.
5, vulkanizējošā līdzekļa veida un izturības atbilstība
Dažādiem gumijas veidiem ir piemēroti dažādi vulkanizējošie līdzekļi, un tie ir jāizvēlas atbilstoši produkta prasībām:
-Sēra vulkanizācija: piemērota nepiesātinātai gumijai, piemēram, dabiskajam kaučukam un stirola butadiēna gumijai, ar zemām izmaksām un labu elastību, piemērota riepu, gumijas apavu u.c. izgatavošanai.
-Peroksīda vulkanizācija: piemērota piesātinātai gumijai (piemēram, EPDM, silikona gumijai), ar lielisku karstumizturību, piemērota produktiem augstas temperatūras vidē.
-Vulkanizācija ar metāla oksīdu: piemēram, cinka oksīds + magnija oksīds, ko izmanto hloroprēna gumijai, ar labu laikapstākļu noturību un piemērotu āra izstrādājumiem.
Vulkanizators rekonstruē gumijas molekulāro struktūru, izmantojot šķērssaistīšanas reakciju, un uzlabo produkta izturību, ņemot vērā mehānisko izturību, novecošanās izturību, ķīmisko izturību, karstumizturību un citus aspektus, kas ir gumijas izstrādājumu uzticamas pielietošanas pamatā. Nākotnē videi draudzīgu vulkanizatoru (piemēram, sēru nesaturošu vulkanizatoru) izstrāde vēl vairāk līdzsvaros izturību un videi draudzīgumu, veicinot ilgtspējīgu progresu gumijas rūpniecībā.