Características de la etapa de vulcanización del caucho.

La vulcanización del caucho es un proceso indispensable en la producción de productos de caucho y también un vínculo clave para cambios fundamentales en las propiedades del caucho. El proceso de vulcanización, a través de una serie de reacciones químicas complejas, transforma el caucho de una estructura lineal a una estructura tridimensional, obteniendo así excelentes propiedades físicas y mecánicas, resistencia al calor, resistencia a los solventes y resistencia a la corrosión, mejorando significativamente el valor de aplicación y el alcance de los productos de caucho. En este artículo se analizará en detalle las características de cada etapa de la vulcanización del caucho.

I. Descripción general de la etapa de vulcanización

La vulcanización del caucho es un proceso de reticulación química. Al calentar o agregar un agente vulcanizante, se forma una estructura de reticulación estable entre las cadenas moleculares del caucho. El proceso de vulcanización se puede dividir aproximadamente en cuatro etapas: etapa de quemado, etapa de vulcanización en caliente (etapa de prevulcanización), etapa de vulcanización plana (etapa de vulcanización normal) y etapa de sobrevulcanización. Cada etapa tiene sus características y significados únicos.

II. Etapa de carbonización

La etapa de quemado es la etapa inicial del proceso de vulcanización y también se conoce como etapa de inducción de vulcanización. En esta etapa, la reticulación aún no ha comenzado y el compuesto de caucho tiene buena fluidez en la cavidad del molde. La duración del tiempo de quemado afecta directamente el rendimiento del quemado y la seguridad del procesamiento del compuesto de caucho. El tiempo de quemado se ve afectado por varios factores, como el acelerador de vulcanización, el historial térmico del propio compuesto de caucho y las condiciones de procesamiento. Para lograr un tiempo de quemado más largo, a menudo se utilizan aceleradores de acción lenta en la fórmula y se mantienen bajas temperaturas durante los procesos de mezcla, almacenamiento y moldeo para reducir el tiempo de quemado de la operación.

iii. Etapa de vulcanización en caliente (etapa de prevulcanización)

La etapa de vulcanización en caliente sigue inmediatamente a la etapa de quemado y es la etapa en la que comienza la reacción de reticulación. En esta etapa, la reticulación del caucho avanza a una cierta velocidad, pero el grado de reticulación es relativamente bajo y el rendimiento aún no ha cumplido con los requisitos esperados. Sin embargo, en este momento, la resistencia al desgarro y al desgaste del caucho han sido superiores a las de los compuestos de caucho no vulcanizado. La velocidad y el tiempo de vulcanización en caliente dependen de la fórmula del compuesto de caucho y de la temperatura de vulcanización. En esta etapa, la reacción de reticulación avanza gradualmente, sentando las bases para la siguiente etapa de vulcanización plana.

IV. Etapa de vulcanización plana (Etapa de vulcanización normal)

La etapa de vulcanización plana es una etapa crucial en el proceso de vulcanización y también la etapa en la que el rendimiento de los productos de caucho alcanza el valor óptimo. En esta etapa, la reacción de reticulación está casi completa y las propiedades físicas y mecánicas integrales de los productos de caucho (como elasticidad, resistencia a la tracción, alargamiento a una longitud determinada, etc.) han alcanzado o se han acercado a los valores óptimos. Esta etapa también se conoce como etapa de vulcanización óptima o etapa de vulcanización óptima. La selección del tiempo de vulcanización óptimo es crucial para garantizar el rendimiento de los productos de caucho. Generalmente, el tiempo justo antes de que la resistencia a la tracción alcance su valor máximo se elige como el tiempo de vulcanización óptimo para el proceso.

V. Etapa de sobrevulcanización

La etapa de sobrevulcanización es la etapa final del proceso de vulcanización y también la etapa en la que las propiedades del caucho pueden cambiar o disminuir. En esta etapa, las distintas gomas tienen un comportamiento distinto. Debido al fuerte grado de reacción de ruptura de la cadena de oxidación del caucho natural, sus diversas propiedades físicas y mecánicas pueden disminuir. La mayoría de los cauchos sintéticos (como SBR y NBR) pueden mantener su rendimiento constante o mejorar ligeramente. El momento de la sobrevulcanización y la anchura del período plano de vulcanización dependen de factores como la fórmula y la temperatura.

Vi. Cambios de rendimiento durante la vulcanización

Propiedades mecánicas: A medida que aumenta el grado de vulcanización, la elasticidad, la resistencia a la tracción, el alargamiento a una longitud determinada, la resistencia al desgarro y la dureza del caucho mejoran significativamente, mientras que el alargamiento, la compresión y la generación de calor por fatiga disminuyen en consecuencia.

2. Propiedades físicas: Después de la vulcanización, la permeabilidad al aire y al agua del caucho disminuyen. No se puede disolver en disolventes y solo puede hincharse. Mientras tanto, se ha mejorado significativamente la resistencia al calor del caucho y se ha ampliado el rango de temperatura aplicable.

3. Estabilidad química: La reacción de reticulación reduce los grupos o átomos químicamente activos en el caucho, y la estructura de red dificulta la difusión de sustancias de bajo peso molecular, mejorando así la estabilidad química del caucho.

Vii. Resumen

La vulcanización del caucho es un eslabón clave en la producción de productos de caucho. Mediante el proceso de vulcanización, el caucho se transforma de una estructura lineal a una estructura tridimensional, obteniendo excelentes propiedades físicas y mecánicas, así como estabilidad química. Comprender las características y los cambios de rendimiento de cada etapa de la vulcanización es de gran importancia para optimizar el proceso de vulcanización y mejorar la calidad de los productos de caucho. Los técnicos de caucho deben supervisar de cerca cada eslabón del proceso de vulcanización y ajustar constantemente la fórmula y la tecnología de procesamiento para cumplir con todos los requisitos del diseño del producto.