Стадии изготовления резинотехнических изделий

На стадии изготовления заготовок резиновой смеси ей придают форму, близкую к форме готового РТИ. Обычно включает обработку давлением и последующую резку.

Каландрование

Смесь получают в виде ленты заданной толщины и ширины. Ключевые параметры — давление в зазоре валков и температурный режим (охлаждающая вода внутри валков). Требование — точность толщины по всей площади ленты, контроль автоматическими приборами.

Деформации при каландровании: упругая, высокоэластическая, пластическая. Для снижения «каландрового эффекта» используют нагрев смеси.

Экструзия

Процесс выполняется на червячных экструдерах (чаще — с холодной подачей). Допущения: изотермичность, вязкая несжимаемая жидкость, установившееся течение. Для периодических операций применяются плунжерные машины — простое управление режимами (температура цилиндра, давление, скорость выдавливания).

Цели: минимальные отходы, точные по форме/размеру заготовки, малые деформации, быстрый переход на другие виды и размеры, максимальная механизация.

Из экструдированного профиля — резка плоскими/дисковыми ножами; из каландрированного листа — штанцевые ножи замкнутого контура. Для предотвращения слипания — антиадгезивы (тальк, мел, каолин, стеарат цинка и др.) либо эмульсии/суспензии с ПАВ, нанесение распылением/маканием.

Стадия придания формы при доведении смеси до вязкотекучего состояния (обычно за счёт разогрева). Наиболее распространённый метод — горячее прессование. Параметры: давление, температура смеси и формы, скорость и время формования. Влияют также конфигурация формы, реологические/теплофизические свойства смеси, способ передачи давления и обогрев формы.

Соединение макромолекул каучука поперечными связями. Способы: горячая (серная), холодная (хлористая сера), перекисная, смоляная (бутилкаучук), бессерная (дималеймиды), радиационная и УФ-вулканизация. От степени сшивки и структуры связей зависят модуль, твёрдость, удлинение, деформации, теплостойкость, сопротивление разрезу, динамические свойства.

Стадии: подвулканизация → недовулканизация → оптимум → перевулканизация (реверсия). Лучшее сочетание механических свойств — в области оптимума, но некоторые параметры (набухание, гистерезис и др.) — при слабой перевулканизации.

В промышленности широко используется вулканизация под давлением в закрытых формах (пар/электронагрев) на прессах или литьевых машинах; также — горячий воздух, паро-воздушные среды, вода, ВЧ-нагрев, расплавы солей. Ускорение процессов достигается повышением температур и теплоотдачи, равномерным прогревом.

Включает удаление облоя и обработку резанием рабочих поверхностей (когда требуемое качество/точность невозможно получить формованием). Способы удаления облоя: резание/шлифование, низкотемпературная обработка (замораживание жидким азотом/сухим льдом с последующим механическим воздействием), вибрационные установки с керамическими шариками, дробемётный метод.

Групповое штанцевание: изделия соединены тонким «ковриком» облоя и вырубаются на прессе одновременно (с амортизирующими прокладками для компенсации отклонений по высоте).