Vulkanizace, vulkanizační křivka, technologie vulkanizace

1.     Co je to vulkanizace, nakreslete vulkanizační křivku a popište ji

Je to děj, při kterém vznikají v kaučukové směsi pevné chemické vazby mezi jednotlivými

řetězovými molekulami za pomoci vulkanizačních činidel. Optimální hustota síťové prostorové struktury závisí na teplotě a čase, po které působí na elastomerní směs. Vzájemný vztah teploty a doby vulkanizace se vyjadřuje – teplotní koeficient vulkanizace. Ten udává vzrůst rychlosti vulkanizace při zvýšení teploty o10°C (jeho hodnoty jsou 1,8-2,5 v závislosti na skladbě elastomerní směsi). Teplota vulkanizace je funkcí i typu kaučuku a volí se v rozmezí 140 -200°C. Vyšší teplota – zkrátí se vulkanizační čas, zvýší se teplotní spád se všemi důsledky. Pro kvalitní vulkanizát je důležitý tlak při vulkanizaci.

Přestup tepla mezi zdrojem a elastomerní směsí je nejúčinnější je z kovových forem a dále

v nasycené páře. Nejhorší je v horkém vzduchu a ohřevem v objemu.

Provozní způsoby vulkanizace jsou dva:

- Kontinuální ve vulkanizačních tunelech (solné lázně, horkovzdušné tunely, MW tunely),

bubnových lisech.

- Diskontinuální vulkanizace ve formách, přímé páře, horké vodě, horkém vzduchu,  bubnových lisech.

Technologický postup vulkanizace:

- tvarování elastomerní směsi do tvaru výrobku (za tepla, za studena),

- zahřívání na vulkanizační teplotu,

- výdrž na vulkanizační teplotě – vulkanizace (teplota, čas, tlak),

- vyjmutí výrobku z formy (výrobek se ve formě nechladí).

2.     Vyjmenujte základní technologie vulkanizace

-        Vulkanizace v lisech: tvarování i vulkanizace probíhá v jedné operaci. Po vložení materiálu do formy (musí být v přebytku) a po jejím uzavření se směs rychle ohřívá na teplotu vulkanizace, přičemž se ve formě vytváří určitý přetlak, který zaručuje dokonalé vyplnění formy a potřebný tlak, aby se zamezila tvorba pórů po úplném uzavření formy. V první fázi vulkanizačního cyklu se přebytek materiálu vytlačí v podobě přetoků do přetokových kanálků. Aby se zabránilo otvírání formy během vulkanizace, musí být uzavírací tlak vyšší než vnitřní.

-        Přetlačování a vstřikování:

o   protlačování kaučukové směsi kanálky do vulkanizační formy. Kaučuková nálož se vkládá do komory. Při spuštění lisu se dolní lisovací deska pohybuje vzhůru a do tlakové komory (také kalíšku) začíná vnikat pomocný píst, upevněný na horní lisovací desce. Ten protlačuje směs přes vtokové kanálky do dutiny formy. Jakmile směs vyplní formu, začne vytékat kontrolním otvorem formy, což je znamení k zastavení lisu.

o   u vstřikovacího lisu účinky tlaku uzavírajícího formu a talku protlačujícího směs do formy vzájemně odděleny, přičemž uzavírací tlak působí dříve. To umožňuje dokonalé bezpřetokové lisování i u velkých a tlustých výrobků. Směs se před vlastním vstřikováním ohřívá (teplota ohřívané směsi nesmí přestoupit 100 °C.), což napomáhá dalšímu podstatnému zkrácení doby vulkanizace

-        Vulkanizace v přímé páře: provádí se v kotlích, Kotel je vybaven ventily pro přívod a odvod páry a pro odtok kondenzované vody a dále tlakoměrem, na jehož stupnici je nejvyšší přípustný tlak vyznačen červenou čárou. Vulkanizace přímou párou se používá hlavně pro technickou pryž.

-        Vulkanizace v horké vodě: zvláštním případem vulkanizace v přímé páře. Vulkanizovaný předmět je při tom uložen ve vodě. Tohoto způsobu se využívá např. u některých masívních výrobků z tvrdé pryže.

-        Vulkanizace v horkém vzduchu: Vzduch se ohřívá na teplotu vulkanizace párou, která postupuje trubkovým vedením, tzv. parním hadem, instalovaným kolem vnitřního obvodu kotle a předává své teplo vzduchu, který vytváří vlastní vulkanizační prostředí

-        Vulkanizace v autoklávech: Tlakový princip zůstává stejný jako u hydraulických lisů, avšak forma je obklopena ze všech stran párou. Dnem kotle prochází píst ovládaný tlakovou vodou. Na jeho horním konci je posazena lisovací deska příslušného průměru. Víko kotle tvoří horní desku lisu. Mezi obě desky je možno naskládat více forem, aniž se musí uzavírat šrouby.

-        Kontinuální způsoby vulkanizace:

o   Vulkanizace v komorách: Pogumovaný textil se odvíjí z válu umístěného na podstavci před komorou, do níž vstupuje úzkým štěrbinovitým otvorem. V komoře prochází klikatě přes horní a spodní řadu vodících válečků; horní válečky jsou poháněny, spodní se samy volně otáčejí vlivem procházejícího textilu. Zvulkanizovaný textil opouští komoru na druhé straně opět úzkým štěrbinovitým otvorem a navíjí se na váleček umístěný na podstavci.

o   Vulkanizace v bubnových lisech: Vlastní vulkanizační zařízení tvoří dutý rotační ocelový buben, který je zevnitř vyhříván párou na teplotu vulkanizace v rozmezí 140-160 °C. U tohoto typu stoje je rovněž vyhříván spodní přítlačný válec, který přitlačuje zaváděný pás vulkanizovaného materiálu k hlavnímu bubnu. Pracovní část vulkanizačního bubnu se navíc vyhřívá i z druhé strany přes tlakový pás pomocí topného tělesa

-        Vulkanizace diskontinuální: Vulkanizace probíhá v jednoetážových nebo dvouetážových vulkanizačních hydraulických lisech, kde jako vyhřívací médium je použitá předehřátá pára. Proces probíhá diskontuálně postupnou vulkanizací úseků surového dopravního pásu.