Способ определения оптимальной температуры пластикации резиновой смеси

 

Союз Советски к

Социалистические

Республик

O Il H С A H И E 1 979998

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Х АВТО РСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Допол интел ьное к а вт. с вид- ву (22)Заявлено 29.06.81 (2I) 3313415/23-05 ..(5! )М. Кд. с присоединением заявки И(23) Приоритет—

G 01 и 33/44 т11еуаарстеенный квинтет

СССР ае делам изобретений н открытий (53) УДК 678. 062 (088. 8) Опубликовано 07.12.82. Бюллетень Xi. 4

Дата опубликования описания 07.12.82

О.Х.Дахин, Н.В.Тябин, A.Â.Áàðàíoâ и В.А.Герасййе+псо

I (72) Авторы изобретения с

Волгоградский ордена Трудового Краденого Знамени политехнический институт (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

ПЛАСТИКАЦИИ PЕЗИНОВОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к литьевому формованию резиновых технических изделий и может быть использовано при выборе оптимальных параметров пластикации в процессе литья вулканизуемых резиновых смесей под давлениемм.

В последнее время все более широкое применение в этой области находят литьевые машины шнек-плун. жерного типа. Однако реализация . всех преимуществ этого оборудования возможна лишь при условии его работы в оптимальном режиме. В частности, под оптимальной температурой пластикации понимают максимально возможную температуру, когда вследствие снижения вязкости резиновой смеси уменьшаются энергетические затраты и повышаются производительность труда и качество изделий, но еще не наступает подвулканизация.

Известен способ определения допустимой температуры разогрева ре2 зиновой смеси в процессе пластикации (базовый объект ), при которой получаемые иэделия не содержат дефекты, обусловленные подвулканизацией смеси l1 3.

Этот способ основан на проведении серии экспериментальных циклов литья, включающих пластикацию, впрыск и вулканизацию в пресс-форме, с последующим выявлением в готовых

1О изделиях дефектов, обусловленных подвулканизацией. Однако этот способ не обеспечивает определения именно оптимальной, т.е. максималь11 но допустимой температуры пласти-кацйи, так как не предусматривает точного определения момента наступления подвулканиэации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения максимально допустимой температуры пластикации резиновой смеси, основанный на экспериментальном определении количес1

97999 ва циклов литья, включающих пластикацию, впрыск и вулканизацию в прессформе, за которое в шнековом питателе происходит полное обновление смеси, т.е,. в шнеке практически не остается частинек резины от дозы, поданной в питатель на первом цикле. Зная это количество циклов и время, необходимое на проведение одного цикла, определяют общее время полного обновления )p смеси в шнековом питателе (2 j.

Затем на известных приборах определяют вулканизационные характеристики перерабатываемой смеси, показывающие время наступления подвулканизации при различных постоянных во времени температурах. Предполагая,что максимальная температура смеси в зоне пластикации постоянная и на 20о

30 выше температурысмеси в передней

20 зоне питателя перед шнеком, из вулканизационных характеристик по общему времени обновления смеси определяют максимально допустимую температуру смеси в шнековом питателе. Однако используемое предположение о постоянстве температуры резиновой смеси в шнеке является грубым приближением, так как температура каждой частички смеси в процессе пластикации меняется

30 сложным образом. Кроме того, широкий ассортимент рецептур резиновых смесей, резко отличающихся друг от друга по технологическим свойствам, а так>не разнообразие шнековых питателей приводят к различным значениям количест" 35 ва циклов полного обновления смеси в шнековом питателе для каждого конкретного случая. Проведение же экспериментов по точному определению мо.мента полного обновления смеси в шне40 ке в заводских условиях практически невозможно в связи с их сложностью.

Цель изобретения — повышение равномерности вулканизации смеси (в качестве резиновых технических изделий) и производительности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения оптимальной температуры пластикации резиновой смеси при литьевом формовании резины, включающем пластикацию перерабатываемой резиновой смеси, впрыск ее в пресс-форму, вулканизацию и определение оптимальной температуры пластикации, предварительно готовят маточную резиновую смесь, не содержащую вулканизующей группы, и для определения оптимальной темпера8 4 туры пластикации строят графики изменения давления инжекции от времени в процессе впрыска при разных температурах пластикации перерабатываемой и маточной смесей, а за оптимальную температуру пластикации прининают ту температуру, при которой происходит расхо>кдение графиков.

При повышении температуры пластикации уменьшается вязкость резиновой смеси, что приводит к снижению давления инжекции при неизменной скорости впрыска. Кроме того, при повышении температуры пластикации растет производительность последующего процесса вулканизации за счет сокраценил необходимого времени на передачу тепла от стенок пресс-формы к резиновой смеси. При этом температура впрыснутой дозы смес оказывается близка к температуре формы и даже толстостенные изделия можно вулканизовать по всей массе равномерно.

Так как составы маточной и перерабатываемой смесей практически совпадают, свойства обеих резиновых смесей одинаковы, поэтому все тепловые и гидродинамические процессы в ходе пластикации и впрыска в обоих случаях будут одинаковыми только в том случае, если в рабочей смеси не происходит преждевременной подвулканизации вследствие завышенных температур.При этом изменение давления инжекции в процессе впрыска для обеих смесей будут так>не одинаковы.

Такие технологические параметры, как давление смыкания и температура плит пресс-формы, а также скорость впрыска считаются заданными. При этих постоянных параметра.х осущест-. вляют циклы литья, включаощие последовательные пластикацию, впрыск в пресс-форму и вулканизацию, при одинаковой температуре пластикации поочередно для каждой резиновой смеси.

В ходе каждого цикла производят замер и запись изменения давления инжекции в процессе BflpblcKB любым известным прибором и методом. Если эти изменения давления инжекции для обеих смесей окажутся одинаковыми, температуру пластикации повышают на 3-5 и циклы литья для обеих смесей повторяют вновь.

Температуру пластикации можно повышать с помощью следующих трех изСпособ

Базовый объект

Показатели извест- предлаганый емый

Температура пластикации, С

65

Давление инжекции, кг/см

110

120

Время инжекции, с

Время вулканизации, мин

4,6

78

100

Количество облоя

5 9799 вестных способов: изменением числа оборотов шнека, температуры обогрева материального цилиндра или величины противодавления.

Этот последовательный ряд циклов с возрастающей температурой пластикации осуществляют до тех пор, когда при какой-то температуре пластикации изменения давления инжекции в процессе впрыска для рабочей и маточной 10 смеси окажутся различными. Это будет говорить о подвулканизации рабочей смеси. Причем с точки зрения качества готового изделия не имеет значения, произошло ли это в шнеке в ходе пластикации или в литниковом канале и гнезде пресс-формы в процессе последующего впрыска. Последнее значение температуры пластикации до наступления подвулканизации, взятое из предыдущей пары циклов, принимается за оптимальное.

На чертеже приведен пример расхождения графиков изменения давления инжекции в процессе впрыска маточной д и перерабатываемой смесей при превышении оптимальной температуры.

° .

Пример. Определение оптимальной температуры пластикации при литье резиновой смеси на литьевом агрегате ЦСИ. Приготовив соответ-!

Как следует из таблицы, предлагаемый способ позволяет по сравнению с базовым объектом снизить давление инжекции на 213, время вулканизации на 203 и количество облоя на 603, а по сравнению с известным способом

98 6 ! ,ствующую маточную смесь, пластицируют ее до температуры 60 С и осуществляют впрыск с непрерывной записью показаний датчика давления, установленного в гидроцилиндре инжекции, на вторичном приборе МЭД-250.

Скорость впрыска составляла 1,2

10 м, давление смыкания 13 МПа, с температура плит пресс-формы 180 С.

При этих же параметрах осуществляют пластикацию и впрыск перерабатываемой смеси. Так как изменения давления инжекции в ходе впрыска для обеих смесей. оказались одинаковыми, темпе- " ратуру пластикации повысили до 64 С о с помощью увеличения противодавления, с 3,8 до 9,0 МПа. Выше перечисленные операции повторяют до температуры пластикации 84ОС, при которой наступила подвулканизация смеси, что выразилось в различном изменении давления инжекции в ходе впрыска для рабочей и маточной смеси. Предыдущее .значение температуры пластикуции (80 C ) принимается за опти- „ .мальное. В аналогичных условиях определяют оптимальную температуру пластикаций по известному способу и спо" собу, принятому в качестве базы сравнения.

Результаты приведены в таблице. давление инжекции, время вулканизации и количество облоя снижаются соответственно на 10, 15 и 49ь.

Повышение температуры пластикации до максимально возможного значения при условии отсутствия подвул979998 ю g e ю 8.

ВНИИПИ Заказ 9350/34 Тираж 887 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каниэации приведет к снижению максимального уровня давления инжекции .при сохранении скорости впрыска. При этом снижается и необходимая величина давления смыкания плит вслед- 5 ствие уменьшения распорных усилий в плоскости разъема прессформ. Это позволяет получить экономи-. ческий эффект за счет снижения энергозатрат всей гидравлической системы О впрыска и узла смыкания плит пресс- форму, а также значительного сокращения величины образующегося облоя вследствие уменьшения давления инжекции. Кроме того, температура

15 впрыснутой дозы резиновой смеси оказывается близка к температуре прессформы, что ведет, во-первых, к увели чению производительности процесса вулканизации за счет сокращения необходимого времени на прогрев смеси в гнездах пресс-формы, во-вторых, к равномерной вулканизации по всей массе изделия, в третьих, к устранению целого ряда дефектов (остаточные напряжения, "втянутый литник", "втянутая кромка" и т.л.-.) .

Формула изобретения

Способ определения оптимальной температуры пластикации резиновой зв

1 смеси при литьевом формовании резины, включающий пластикацию перерабатываемой резиновой смеси, впрыск ее в пресс-форму, вулканизацию и определение оптимальной температуры пластикации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения равномерности вулканизации смеси и производительности способа, предварительно готовят маточную резиновую смесь, не содержащую вулканизующей группы, и для определения оптимальной температуры пластикации строят графики изменения давления инжекции от времени в процессе впрыска при разных температурах пластикаций перераба-. тываемой и маточной смесей, а эа оптимальную температуру пластикации принимают ту температуру, при которой происходит расхождение графиков.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1.Гофманн В.A. Вулканизация и вулканизующие агенты.М., "Химия", 1968, с 33 °

2. Шварц A.È. и др. Питьевое формование резиновых технических изделий.

И., "Химия", 1975, с.131-132 (прототип) .