Analiza kontaminacije plijesni i mehanizama korozije u proizvodnji kompresijsko oblikovanih gumenih proizvoda

U proizvodnji i preradi kompresijski oblikovani gumeni proizvodi, gumeni kalupi su kritični alati za kontrolu i osiguranje geometrija proizvoda, montažne dimenzije , i usklađenost sa tolerancije dimenzija . The dizajn i kvalitet izrade kalupa direktno određuje tačnost dimenzija, izgled površine , i konačna stopa kvalifikacija gumenih proizvoda, a služi kao temeljna osnova za postizanje gumeni kalupi visokog prinosa.

Gumene proizvode obično proizvodi miješanje sirove gume sa raznim sastojcima za smjesu , nakon čega slijedi obrada pod visoke temperature i visokog pritiska uslovima. Jedinjenje se ubrizgava u šupljina kalupa , gdje teče i ispunjava projektovane šupljine i žljebove strukture. Kroz reakcije umrežavanja , spoj se konačno pretvara u proizvodi od vulkanizirane gume sa vrijednošću praktične primjene.

Ovaj proces se široko koristi u proizvodnja gumenih kalupa i visokoprecizno oblikovanje kalupa od silikonske gume.

1. Materijali kalupa i radno okruženje kao izvori kontaminacije i korozije

Trenutno, većina gumeni kalupi se proizvode od P20 srednje-ugljični čelik ili 45# čelik , koji spadaju u tipične čelični kalupi za vruću obradu . Pod dugoročno visokotemperaturni uslovi vulkanizacije , plijesni su sklone sljedećim vrstama oštećenja i kontaminacije:

Kontaminacija termičkom oksidacijom

Kada su kalupi izloženi visokim temperaturama, dolazi do oksidacijske reakcije između površine kalupa i kisika u zraku, formirajući oksidacijske kontaminacije na površini šupljine.

Nepolarne gume : skloni omekšavanje degradacije i prianjanje na površinu šupljine kalupa

Polarne gume : imaju tendenciju da se formiraju lokalizovane stvrdnute tačke , negativno utiče performanse demoldinga i izgled površine

Taloženje spojeva i niskomolekularnih supstanci

Sigurno mešanje sastojaka ili niskomolekularne komponente u gumenim smjesama stvaraju nove produkte reakcije tokom vulkanizacije, koji postepeno taloženje na površini kalupa.

Korozivni gasovi i halogeni efekti

Neke vrste gume, kao npr hloroprenska guma (CR), hlorosulfonirana polietilenska guma (CSM) , i fluoroguma (FKM) , oslobađanje korozivne supstance kao što je HCl, H₂S , i metalni hloridi tokom vulkanizacije. Ove supstance uzrokuju značajne korozija šupljina kalupa , sa posebno teškim efektima na obrada kalupa od silikonske gume i vijek trajanja preciznog kalupa.

Ove kontaminacije i pojave korozije ne samo da degradiraju izgled i intrinzične performanse of proizvodi od vulkanizirane gume , ali i smanjiti stabilnost proizvodnje , što potencijalno dovodi do prekinut kontinuirani rad , što direktno utiče na performanse masovne proizvodnje nakon brza isporuka gumenog kalupa.

2. Ključni faktori koji utječu na kontaminaciju plijesni i koroziju (analiza težine)

Na osnovu praktičnog iskustva i analiza faktora težine , kontaminacija plijesni i korozija su prvenstveno uzrokovani sistem mešanja gume , uključujući:

Sistemski aditivi za vulkanizaciju (sumpor, akceleratori, cink oksid)

Ubrzivači sa niskom rastvorljivošću i velikom tendencijom migracije

Migracijski antioksidansi

Aktivatori kao što je stearinska kiselina

Sistemi za eksterno otpuštanje i otpuštanje kalupa

Sredstva na bazi polisiloksana

Sredstva na bazi parafina (najteža kontaminacija)

Fluorirana sredstva za otpuštanje

Osim toga, sljedeći faktori značajno pojačavaju kontaminaciju plijesni:

Izbor materijala za oblaganje kalupa

Završna obrada kalupa i obrada pjeskarenjem

Temperatura vulkanizacije, vrijeme i kontinuirani proizvodni ciklus

Uslovi temperature i vlažnosti tokom skladištenja smeše

U aplikacije za kalupe visoke preciznosti od silikonske gume , kombinovani efekat ovih faktora je posebno kritičan.

3. Trostepeni evolucijski mehanizam kontaminacije plijesni šupljine

Faza 1: Migracija kontaminanata

U uslovima visoke temperature, aditivi za vulkanizaciju i nusproizvodi reakcije migriraju iz unutrašnjosti gumene smjese prema površina šupljine kalupa.

Faza 2: Adhezija i taloženje

Ove supstance se prianjaju i talože na metalna površina kalupa , postepeno se formira oksidirani slojevi koji se teško uklanjaju kroz reakcije termalne oksidacije.

Faza 3: Starenje i transfer

Uz produženu kontinuiranu upotrebu, zagađivači se podvrgavaju starenje i degradacija:

Porcija postaje čvrsto prianja za šupljinu kalupa

Drugi dio se prenosi u površine proizvoda od vulkanizirane gume , uzrokujući nečistoće, površinske pukotine , i nedostaci izgleda

Ovo je krajnje nepovoljno za proizvođače koji traže gumeni kalupi visokog prinosa.

4. Utjecaj strukture plijesni i površinske obrade na kontaminaciju

U proizvodnja gumenih kalupa i obrada kalupa od silikonske gume:

Visokopolirani, hromirani ili obloženi legurama kalupi → niska sklonost kontaminaciji

Pjeskareni, mat ili teksturirani kalupi → visoko zadržavanje kontaminacije

Posebnu pažnju treba obratiti na činjenicu da hrapavost površine uzrokovana pjeskarenjem može stvoriti “efekat sidrenja” tokom vulkanizacije, što dovodi do mehaničko blokiranje između gume i površine kalupa. Ovo rezultira jako lepljenje, poteškoće pri demoliranju , i sekundarna kontaminacija.

Za rješavanje ovog problema slijedite sljedeće rješenja za poboljšanje površine se preporučuju:

Hromiranje

Volfram-hrom premazi

Prevlake od legura vanadijuma i kobalta

Ove tehnologije su široko potvrđene u visoko precizni kalupi od silikonske gume.

5. Sveobuhvatne strategije za smanjenje kontaminacije plijesni

1️⃣ Optimizacija formulacije spojeva

Odaberite mješavine sastojaka s dobrom kompatibilnošću gume, niska migracija , i slaba tendencija cvetanja

Smanji niskomolekularne supstance sklona cvjetanju i taloženju

2️⃣ Optimizacija dizajna strukture kalupa

Osigurati glatki gumeni kanali za protok

Minimizirajte mrtvi uglovi i retencione zone , omogućavajući uklanjanje zagađivača tokom protoka gume čak i ako dođe do kontaminacije

3️⃣ Optimizacija inženjeringa površine kalupa

Odredite prioritete galvanizirane površine ili površine presvučene legurama

Izbjegavajte nepotrebno grubi tretmani pjeskarenjem

4️⃣ Mehanizmi za čišćenje i održavanje

Uobičajene metode čišćenja plijesni uključuju:

Mehaničko čišćenje (mokro, suho, ručno poliranje)

Hemijsko čišćenje (kiselo čišćenje / alkalno čišćenje)

Ultrazvučno čišćenje

trenutno, hemijsko čišćenje ipak je najčešće korištena metoda zahtjevi zaštite životne sredine i sigurnost rukovaoca mora se pažljivo razmotriti. Komercijalni tečnosti za čišćenje buđi i gumene smjese za čišćenje kalupa mogu se koristiti i kao pomoćna rješenja.

Zaključak

Kontaminacija plijesni u šupljini kompresijski oblikovani gumeni proizvodi je univerzalni, ponavljajuća , i sistematski u prirodi. Samo kroz sistematska optimizacija of:

Dizajn složene formulacije

Izbor materijala kalupa

Tehnologije površinske obrade

Kontrolni parametri procesa

mogu li proizvođači zaista postići:

Gumeni kalupi visokog prinosa

Stabilna masovna proizvodnja visoko preciznih kalupa od silikonske gume

Trajne i pouzdane proizvodne performanse nakon brze isporuke gumenog kalupa

U proizvodnji i preradi kompresijski oblikovani gumeni proizvodi, gumeni kalupi su kritični alati za kontrolu i osiguranje geometrija proizvoda, montažne dimenzije , i usklađenost sa tolerancije dimenzija.