Участок изготовления резиновых смесей для технических пластин мощностью 20000 тонн в год

 

          Проектом предусматривается использование смеси шифра ТМКЩ-1. По технологическим свойствам и по цене смеси практически идентичны. Они различаются, в основном, составом группы наполнителей. Смесь ТМКЩ-1 наполнена мелом в сочетании с низкоактивным техуглеродом П803. Смесь ТМКЩ-2 содержит комбинацию органического наполнителя - резиновой крошки - с полуактивным техуглеродом П514 и мелом. 

         Использование резиновой крошки, с одной стороны, привлекательно, так как введение в состав  технических переработанных отходов  позволяет без сколько либо  существенного ухудшения эксплуатационных  характеристик резины снизить ее себестоимость, решить проблему рационального использования производственных отходов и снизить негативное воздействие предприятия на окружающую среду.

         С другой стороны, ее введение  приводит к резкому снижению  индукционного периода вулканизации и повышению опасности подвулканизации (вследствие большого содержания активных центров, образующихся при измельчении) и заметному повышению дефектности структуры резины. Кроме того введение крошки сопровождается понижением пластичности смеси, что обусловливает необходимость повышения дозировки пластификатора, который при большом содержании не обеспечивает стабильности структуры и свойств резины вследствие миграции на поверхность изделия.

         Еще один недостаток использования  крошки это необходимость применения индивидуальной развески, что не всегда оправдывает применение измельченного вулканизата. 

Таблица 4 - Нормы экспресс-контроля смесей и физико-механических показателей резин ТМКЩ-1  

 

        

         Исходя из этого, в качестве рабочей смеси выбираем смесь с шифром ТМКЩ-1. Рецепт резиновой смеси и стоимость сырья и материалов представлены в таблицах 7 и 8.

        
 
 

         С учетом условий эксплуатации  техническая пластина МБС-С должна характеризоваться:

         - высокой теплостойкостью;

         - стойкостью к термоокислению;

         - кислото-, щелочестойкостью;

         - водостойкостью;

         - стойкостью к действию масел и алифатических углеводородов.

         Этим требованиям принципиально  удовлетворяют резины, изготовляемые  по приведенным ниже рецептурам, МБС-С-1 и МБС-С-2.

_{Рецепты резиновых смесей приведены в таблице  5. Свойства резиновых смесей и резин приведены в таблице 6.}  
 

Таблица 5 -Рецептура резиновых смесей для МБС-С пластины 

 
 

          Проектом предусматривается использование смеси шифра МБС-С-1. По технологическим свойствам смеси идентичны, однако смесь МБС-С-1 имеет преимущества, описанные в предыдущем рецепте, связанные с отсутствием в составе резиновой крошки. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 6 - Нормы экспресс-контроля смесей и физико-механических показателей резин МБС-С-1  

 

                  Исходя из этого, в качестве рабочей смеси выбираем смесь с шифром МБС-С-1. Рецепт резиновой смеси и стоимость сырья и материалов представлены в таблицах 9 и 10.

         .  
 

Обоснование рецептуры ТМКЩ-1 

          С учетом вышеизложенных требований  к резиновой смеси и резине  целесообразно в качестве полимерной  основы использовать бутадиен-стирольный  каучук СК(М)С-30АРКМ-15.

          Он обладает хорошими технологическими  свойствами: хорошо обрабатывается  на обычном оборудовании. Его  особенностью является повышенное  теплообразование, и большой расход  энергии при смешении, что объясняется  межмолекулярным взаимодействием  молекулярных цепей.

Так как  каучук нестереорегулярен, он не кристаллизуется, поэтому декристаллизации не требуется.

          БСК в процессе термоокисления  склонен к протеканию реакций  сшивания, это обеспечивает достаточно  высокую стойкость его вулканизатов к действию повышенных температур в присутствии кислорода воздуха.

Молекулы  бутадиен стирольного каучука с 30 % звеньев стирола имеют достаточно высокую гибкость и, как следствие, этот каучук характеризуется достаточно высокой морозостойкостью.

          Каучук достаточно стоек к действию разбавленных и концентрированных кислот, кетонов и спиртов, имеют высокую газо- , и водостойкость вследствие неполярности БСК(вода – сильнополярный агент).

          Так как БСК непредельный каучук, то его можно вулканизовать с помощью серной вулканизационной группы. Резины, полученные с применением серы,  характеризуются высокими механическими и динамическими прочностными свойствами, эластичностью. При вулканизации серой большая часть вулканизующего агента присоединяется внутримолекулярно, поперечные связи имеют высокую степень сульфидности, процесс вулканизации очень длителен, поэтому для устранения этих недостатков используются органические ускорители. В данной рецептуре это комбинация каптакса и тиурама.

          Оба ускорителя обеспечивают образование связей малой степени сульфидности, что важно в плане обеспечения повышенной теплостойкости резины: чем меньше число атомов серы в поперечной связи, тем выше ее энергия диссоциации и больше устойчивость к действию повышенных температур. Используемая вулканизующая группа является полуэффективной, что тоже способствует образованию серных мостиков с меньшим числом атомов серы (по сравнению с обычной вулканизующей группой). Кроме того, БСК - наиболее медленно вулканизующийся каучук из ряда диеновых, вследствие наличия в нем остатков эмульгаторов и меньшего содержания активных центров, по сравнению, например с СКИ-3 и СКД. Тиурам является ультраускорителем, а каптакс дает небольшой индукционный период вулканизации. Комбинирование каптакса с тиурамом позволяет увеличить скорость вулканизации при достаточной для переработки смесей продолжительности индукционного периода, повысить физико-механические показатели. Это синеритическая система со взаимной активацией. Имеются данные, что синеризм объясняется образованием комплекса меркаптобензтиазол-сера-Zn-стеариновая кислота и его активацией дитиокарбаматными ионами, а ТМТД активируется ионами меркаптобензтиазола.

          Введение активаторов вулканизации позволяет практически полностью подавить побочные реакции, приводящие к нецеленаправленному расходованию серы. В качестве активатора вулканизации используют цинковые белила. Белила цинковые - неорганический активатор вулканизации, который улучшает технические свойства резин и несколько сокращает время достижения оптимума вулканизации. С применением активаторов получаются резины с более высоким значением модуля, а также повышаются сопротивление разрыву, раздиру и динамическая выносливость.

          В качестве наполнителя применяется малоактивный печной техуглерод П-803 и органический наполнитель мел. Так как бутадиен-стирольный каучук не кристаллизуется при растяжении, его ненаполненные вулканизаты характеризуются низкими прочностными свойствами. Поскольку требования по прочности к материалу невысокие, то возможно использование в рецептуре малоактивных наполнителей в сравнительно большой дозировке. Техуглерод незначительно влияет на технические свойства, однако обеспечивает хорошие технологические свойства. Мел - дешевый и доступный наполнитель. Он является усилителем для бутадиен-стирольного каучука. Резиновые смеси, наполненные мелом, отличаются хорошими рабочими свойствами, хорошо заполняют пресс-форму.

          Синтетические каучуки плохо смешиваются с ингредиентами, поэтому в резиновый смеси вводят пластификаторы. В моем случае это масло ПН-6ш так как у СК(М)С хорошая совместимость с ароматическими углеводородами. При содержании мягчителя 12% существенного ухудшения физико-механических свойств не наблюдаются. В этом случае мягчитель одновременно выполняет роль наполнителя.

          N-нитрозодифениламин является замедлителем подвулканизации. Эффект действия объясняется дезактивирующим влиянием на радикальные процессы, протекающие при переработке резиновой смеси. При этом в его присутствии возможны выделения оксидов азота, что обусловливает возможное получение пористых вулканизатов. Использование его необходимо, прежде всего вследствие наличия в рецепте ускорителей высокой активности.  

Таблица 7 - Рецепт резиновой смеси для ТМКЩ пластины