Способ определения оптимальной температуры пластикации резиновой смеси

О П И С А Н И Е и 979998ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическиеРеспублик(5 )М. Кл. й 33/44 оударстеенный комитет СССР о делам изобретений н открытий) Заявитель Волгоградский ордена Трудового Кра 1 ногр Знамен политехнический институт(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАСТИКАЦИИ РЕЗИНОВОЙ СМЕСИИзобретение относится к литьевому формованию резиновых технических изделий и может быть использовано при выборе оптимальных параметров пластикации в процессе литья вулканизуемых резиновых смесей под давлением.В последнее время все более широкое применение в этой области находят литьевые машины шнек-плун. жерного 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 обьект ), при которой получаемые иэделия не содержат дефекты, обусловленные подвулканизацией смеси 1 3. фЭтот способ основан на проведении серии экспериментальных циклов литья, включающих пластикацию, впрыск и вулканизацию в пресс-форме с последующим выявлением в готовых 1 О изделиях дефектов, обусловленных подвулканизацией. Однако этот способ не обеспечивает определения именно оптимальной, т,е, максималь но допустимой температуры пластикацйи, так как не предусматривает точного определения момента наступления подвулканиэации.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения максимально допустимой температуры пластикации резиновой смеси, основанный на экспериментальном определении количес 197999ва циклов литья, включающих пластикацию, впрыск и вулканизациюв прессформе, за которое в шнековом питателе происходит полное обновление смеси, т.е,. в шнеке практически не остается частинек резины от дозы, поданнойв питатель на первом цикле. Зная этоколичество циклов и время, необходимое на проведение одного цикла, определяют общее время полного обновления 10смеси в шнековом питателе2 3,Затем на известных приборах определяют вулканизационные характеристики перерабатываемой смеси, показывающие время наступления подвулканизации при различных постоянных вовремени температурах, Предполагая,чтомаксимальная температура смеси в зоне пластикации постоянная и на 20 о30 выше температуры.смеси в передней10зоне питателя перед шнеком, из вулканизационных характеристик по общемувремени обновления смеси определяютмаксимально допустимую температурусмеси в шнековом питателе. Однакоиспользуемое предположение о постоянстве температуры резиновой смеси вшнеке является грубым приближением,так как температура каждой частичкисмеси в процессе пластикации меняется30сложным образом. Кроме того, широкийассортимент рецептур резиновых смесей,резко отличающихся друг от друга потехнологическим свойствам, а такиеразнообразие шнековых питателей приводят к различным значениям количест" 35ва циклов полного обновления смеси вшнековом питателе для каждого конкретного случая. Проведение же экспериментов по точному определению момента полного обновления смеси в шне 40ке в заводских условиях практическиневозможно 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 определенияоптимальной температуры пластикациирезиновой смеси при литьевом Формовании резины, включающем пластикациюперерабатываемой резиновой смеси,впрыск ее в пресс-форму, вулканизациюи определение оптимальной температуры пластикации, предварительно готовят маточную резиновую смесь, несодержащую вулканизующей группы, идля определения оптимальной темпера 8 4туры пластикации строят графики изменения давления инжекции от времени в процессе впрыска при разных температурах пластикации перерабатываемой и маточной смесей, а за оптимальную температуру пластикации принияают ту температуру, при которой происходит расхождение графиков.При повышении температуры пластикации уменьшается вязкость резиновой смеси, что приводит к снижению давления инжекции при неизменной скорости впрыска, Кроме того, при повь 1 шении 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 смес 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 параметра.х осущест-. вляют циклы литья, включаощие 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. Гсли 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 из5 9799 вестных способов: изменением числа оборотов шнека, температуры обогрева материального цилиндра или величины противодавления.Этот последовательный ряд циклов с возрастающей температурой пластикации осуществляют до тех пор, когда при какой-то температуре пластикации изменения давления инжекции в процессе впрыска для рабочей и маточной 10 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 1 з в ходе пластикации или в литниковом канале и гнезде пресс-формы в процессе последующего впрыска, Последнее значение температуры пластикации до наступления подвулканизации, взятое из предыдущей пары циклов, принимается за оптимальное.На чертеже приведен пример расхождения графиков изменения давления инжекции в процессе впрыска маточной 25 и перерабатываемой смесей при превышении оптимальной температуры. Способ Базовыиобъект е еПоказатели извест- предлаганый емый Температура пластикации, С 80 70 Давление инжекции,кг/см 110 120 Время инжекции, с Время вулканизации, мин 4,6 40 78 100 Количество облоя давление инжекции, время вулканизации и количество облоя снижаются ф соответственно на 10, 15 и 493.Повышение температуры пластикации до максимально возможного знаП р и м е р, Определение оптимальной температуры пластикации при литье резиновой смеси на литьевом агрегате ЦСИ. Приготовив соответКак следует из таблицы, предлагаемый способ позволяет по сравнению с базовым объектом снизить давление инжекции на 213, время вулканизации на 203 и количество облоя на 603, а по сравнению с известным способом 98 6,ствующую маточную смесь, пластицируют ее до температуры 60 оС и осуществляют впрыск с непрерывной записью показаний датчика давления,установленного в гидроцилиндре инжекции, на вторичном приборе МЭД.Скорость впрыска составляла 1,210 5 м, давление смыкания 13 МПа,стемпература плит пресс-формы 180 РС.При этих же параметрах осуществляютпластикацию и впрыск перерабатываемойсмеси. Так как изменения давленияинжекции в ходе впрыска для обеихсмесей оказались одинаковыми, темпе.ратуру пластикации повысили до 64 Сос помощью увеличения противодавления,с 3,8 до 9,0 МПа, Выше перечисленныеоперации повторяют до температурыпластикации 84 ОС, при которой наступила подвулканизация смеси, чтовыразилось в различном изменениидавления инжекции в ходе впрыскадля рабочей и маточной смеси. Предыдущее .значение температуры пластикуции 180 С ) принимается за оптимальное. В аналогичных условиях определяют оптимальную температуру пластикаций по известному способу и спо"собу, принятому в кацестве базы сравнения,Результаты приведены в таблице. чения при условии отсутствия подвул979998 87 Подписное ул. Проектная,Т аказ 9350 ВНИИ лиал ППП "Патент", г. Ужгоро каниэации приведет к снижению максимального уровня давления инжекции .при сохранении скорости впрыска. При этом снижается и необходимая величина давления смыкания плит вслед ствие уменьшения распорных усилий в плоскости разъема прессформ. Это позволяет получить экономический эффект за счет снижения энергозатрат всей гидравлической системы 10 впрыска и узла смыкания плит пресс- форму, а также значительного сокращения величины образующегося облоя вследствие уменьшения давления инжекции, Кроме того, температура15 впрыснутой дозы резиновой смеси оказывается близка к температуре прессформы, что ведет, во-первых, к увели, чению производительности процесса вулканизации за счет сокращения необходимого времени на прогрев смеси в гнездах пресс-формы, во-вторых, к равномерной вулканизации по всей массе изделия, в третьих, к устранению целого ряда дефектов (остаточные напряжения, "втянутый литник", "втянутая кромка" и т.а,-).Формула изобретенияСпособ определения оптимальной температуры пластикации резиновойзо1 смеси при литьевом Формовании резины, включающий пластикацию перерабатываемой резиновой смеси, впрыскее в пресс-форму, вулканизацию и определение оптимальной температурыпластикации, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью повышенияравномерности вулканизации смесии производительности способа, предварительно готовят маточную резиновуюсмесь, не содержащую вулканизующейгруппы, и для определения оптимальнойтемпературы пластикации строят граФики изменения давления инжекции отвремени в процессе впрыска при разныхтемпературах пластикаций перерабатываемой и маточной смесей, а эаоптимальную температуру пластикациипринимают ту температуру, при которойпроисходит расхождение графиков. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1,Гофманн В,Д. Вулканизация и вулканизующие агенты.М "Химия", 1968,с 332. Шварц А,И, и др, Питьевое Формование резиновых технических изделий,М "Химия", 1975, с,131-132 (прототип).