Способ определения оптимальной температуры пластикации резиновой смеси Советский патент 1982 года по МПК G01N33/44 

1

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

В последнее время все более широкое применение в этой области находят литьевые машины шнек-плунжерного 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 резиновои смеси в процессе пластикации ( базовый объект), при которой получаемые изделия не содержат дефекты, обусловленные подвулканизацией смеси П .

Этот способ основан на проведении серии экспериментальных циклов литья, включающих пластикацию,

впрыск и вулканизацию в пресс-форме, с последующим выявлением в готовых

10 изделиях дефектов, обусловленных подвулканизацией- Однако этот способ не обеспечивает определения именно оптимальной, т.е. максимально допустимой температуры пласти15кацйи, так как не предусматривает точного определения момента наступления подвулканизации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

20 способ определения максимально допустимой температуры пластикации резиновой смеси, основанный на экспериментальном определении количест ва циклов , включающих пластикацию, впрыск и вулканизацию в прессформе, за которое в шнекбвом питателе происходит полное обновление смеси, т.е.. в шнеке практически не остается частичек резины от дозы, поданно в питатель на первом цикле. Зная это количество циклов и время, необходимое на проведение одного цикла, определяют общее время полного обновления смеси в шнековом питателе 2. Затем на известных приборах опре деляют вулканизационные характеристи ки перерабатываемой смеси, показывающие время наст,упления подвулканизации при различных постоянных во времени температурах. Предполагая,что максимальная температура смеси в зоне пластикации постоянная и на 2030 выше температурыГсмеси в передне зоне питателя перед шнеком, из вулканизационных характеристик по общем времени обновления смеси определяют максимально допустимую температуру смеси в шнековом питателе. Однако используемое предположение о постоян стве температуры.резиновой смеси в шнеке является грубым приближением, так как температура каждой частички смеси в процессе пластикации меняетс образом. Кроме того, широкий ассортимент рецептур резиновых смесе резко отличающихся друг от друга по технологическим свойствам, а такие разнообразие шнековых питателей приводят к различным значениям количест ва циклов полного обновления смеси в шнековом питателе для каждого конкретного случая. Проведение же экспе риментов по точному определению мо, мента полного обновления смеси в шне 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, вулканизаци и определение оптимальной температуры пластикации, предварительно гото вят 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 пластикации перерабатываемой и маточной смесей, а за оптимальную температуру пластикации принимают ту температуру, при которой прюисходит расхождение 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 сокращения необходимого времени на передачу тепла от стенок пресс-формы к резиновой смеси. При этом темпера-;, тура впрыснутой дозы смеси 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 также одинаковы. Такие технологические параметры, как давление смыкания и температура плит пресс-формы, а также скорость впрыска считаются заданными. При этих постоянных параметрах осущест-. вляют циклы литья, включающие 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 впрыска 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 из5вестных способов: изменением числа оборотов шнека, температуры обогрева материального цилиндра или величины противодавления. Этот последовательный ряд циклов с возрастающей температурой пластика ции осуществляют до тех пор, когда при какой-то температуре пластикации изменения давления инжекции в процес се впрыска для рабочей и маточной 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 процес се последующего впрыска. Последнее значение температуры пластикации до наступления подвулканизации, взятое из предыдущей пары циклов, принимается за оптимальное. На чертеже приведен пример расхож дения графиков изменения давления инжекции в процессе впрыска маточной и перерабатываемой смесей при превышении оптимальной температуры. гГр и м е р. Определение оптимальной температуры пластикации при литье резиновой смеси на литьевом агрегате ЦСИ. Приготовив соответ8 .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 НПа, температура плит пресс-формы . При этих же параметрах осуществляют пластикацию и впрыск перерабатываемой смеси. Так как изменения .оавления инжекции в ходе впрыска для обеих смесей- оказались одинаковыми, температуру пластикации повысили до 6 С ic помощью увеличения противодавления . с 3,8 до 9,0 МПа. Выше перечисленные операции повторяют до температуры пластикации , при которой наступила подвулканизация смеси, что выразилось в различном изменении давления инжекции в ходе впрыска для рабочей и маточной смеси. Предыдущее .значение температуры пластик|ции 180°С) принимается заоптй-„ мальное. В аналогичных условиях определяют оптимальную температуру пластикации по известному способу и способу, принятому в качестве базы сравнения .: Результаты приведены в таблице.

Температура пластикации,°С

Давление инжекции.

Как следует из таблицы, предлагаемый способ позволяет по сравнению с базовым объектом снизить давление инжекции на , время вулканизации на 20% и количество облоя на 60%, а по сравнению с известным способом

80

70

давление инжекции, время вулканизации и количество облоя снижаются соответственно на 10, 15 и .

Повышение температуры пластикации до максимально возможного значения при условии отсутствия подвул