Способ определения летучих продуктов вулканизации

,/,уУ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСНОМУ СВИ рдена нност ов ичаью опре СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский оЛенина институт шинной промышле(56) Альбом М. А. и др. Изучение кинетики процесса разложения порообразователя в резиновых смесях. Каучуки резина, 1959, Ф 4, с. 8-12.(54) (57) 1, СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛЕТУЧИХ ПРОДУКТОВ ВУЛКАНИЗАЦИИ, включающий всестороннее сжатие образца изрезиновой смеси в полости пресс-формы, его нагрев и снижение давления вполости путем увеличения ее объема,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью определения растворимости летучих продуктов, при всестороннемсжатии образец резиново смеси прикомнатной температуре насыщают в полости пресс-формы водой и воздухомпри давлении 3-4,5 МПа в течение 2448 ч, после чего снижают давлениев полости пресс-формы до 0,5-1,5 МПа и при этих условиях по изменению объема образца определяют растворимость воздуха, затем образец нагревают со скоростью 0,8-26,5 град/с до температуры 159,9-217,8 С, затем снижают давление до 0,2-0,4 МПа при сохранении достигнутой температуры и по изменению объема образца определяют суммарную растворимость воздуха и водяных паров, а по достижении 10-153 оптимального времени вулканиэации снижают давление до атмосферного и по изменению объема образца определяют суммарную растворимость воздуха, водяных паров и летучих продуктов собственно реакции вулканизации.Й2, Способ по п. 1, о т лю щ и й с я тем, что, с целИ деления минимальной степени вулкани- ( зации, при которой исключается выделение летучих из вулканизата, по достижении 10-153 оптимального времени вулканизации проводят периодические снижения давления от 0,2-0,4 МПа до атмосферного и определяют время прекращения прироста объема образца изза расширения летучих при сбросе давления.12Изобретение относится к физическим испытаниям резин и может быть использовано при разработке режимов вулканизации с учетом допустимой продол жительности вулканизации, при которой сброс давления не вызовет образования в резине пор вследствие расширения летучих.Цель изобретения - определение растворимости летучих продуктов, а также минимальной степени вулканизации, при которой исключается выделение летучих из вулканиэата.Образец резиновой смеси насьпцают водой и воздухом при комнатной температуре Т, и максимальном давлении Р = 3 0-4 5 МПа не менее 24-48 ч макс фчто обеспечивает предельное насьпцение газами и влагой при диффузии их по образцу резиновой смеси. Герметизируют насыщенный образец сохраняя в нем Р 1 и Тпосле чего снижаютмаксдавление до выбранного значения Р 10,5-1,5 МПа, при этом определяют мгновенное изменение ЛЧ, объема образца, характеризующее растворимость б газов в смесиЛЧ,/Ч =8(Р - Р ).,Затем при Р = сопвс нагревают абра зец с темпом ЛТ 17 = 0,8-2 б,5 град/с, обеспечивающим установление одинаковой по толщине образца температурыТ лТ =. Т + -с до достижения такойа дтемпературы Т = 1599-217,8 С, кото 1рая вьнпе температуры Т насыщения пара при давлении Р и которая уста 1навливается за продолжительность=ранее конца неиэотермического индукционного периода вулканизации н реакции вулканизации, т,е, нсн 1,ицтогда, когда реакция еще не началась.Производит снижение давления до Р = 0,2-0,4 МПа и определяют мгновенное изменение бЧ объема, характеризующее суммарную растворимость б газов и паров:(Ррастворимость паров 6=(б 2 - 61устанавливают постоянную температуру Т и давление Р и вулканизуют образец до достижения времени, составляющего 10-15 от оптимального времени вулканиэации т при Т,. 29053 2Если за период - 7 1 выделяется избыточное над растворимым количество летучих продуктов вулканизации, объем образца увеличивается. В момент2 сбрасывают давление до атмосферного Р и определяют первое мгновенное приращение объема Ь Ч, характеризующее растворимость летучих при данной степени вулканизации: растворимость б остаточных летучихпродуктов вулканизации составляетб = (Ь - 6 . - 6 ), Последовательно про 3изводят снижение давления до Р, и повьппениг до Р с соотношением до про 2должительности действия (сброс-повышение) не более 1:10, устанавливаяпродолжительность 1. собственно изовтермической вулканизации при Т прикоторой во время сброса давления прекращается прирост объема образца.Минимальная продолжительность истепен:ь изотермической вулканизации,при которых исключается выделение летучих, составляют соответственноиц. т 1 экю,индукционный период реакции вулканизации при .Т 12.Кинетика и степень 8,1 вулканиэации определены специальными методами,например реометрическими или вулкаметрическимиЦа чертеже показано устройство дляосуществления способа,Для осуществления способа используется плунжерная пресс-форма 1 с индикаторами 2 перемещения нагружаемогопеременными грузами 3 плунжера 4.Пресс-Форма герметиэирована резиновыми уплотнителями 5, уплотняющими также кольцевые каналы 6, выточку 7 итермопару 8, размещенную в центре нагреваемого от нагревателя 9, имеющегопрограммный эадатчик 10 температуры,испытуемого образца,При насьпцении воздухом и влагойпрессуют образец под максимальным дав 1 Олением Рсоздаваемым от перемен-.ных грузов,.например, давлением жидкости в гидроцилиндре, открывая кольцевую выточку 7 в плунжере путем перемещения соответствующего уплотнителя 5 в канале 6 и подавая по ней воду и воздух под давлением Р. По окон" чании насьпцения, происходящего при комнатной температуре не менее 24 ч, уплотняют кольцевую выточку 7, Отсчитывают начальные показания индикаторов 2 (начальный отсчет показываетначальную высоту запрессованного образца в гнезде пресс-формы известногодиаметра, т.е. объем образца Ч), Устанавливают на нуль шкалы индикаторов 2 перемещения плунжера 4 при увеличении объема образца.Сброс давления с Р , до Р, производят, меняя грузы 3, например,давление жидкости в гидроцилиндре сучетом соотношения площадей образцаи гидроцилиндра и массы плунжера. Измеряют изменение дЧ объема Ч образ 1ца по индикаторам 2,На программном эадатчике 1 О температуры (Т-) задается режим нагревадТАТ = Т +=с от 06-фи Т = То д 1 1ь, А- л. Рприи(где с - оптиаотмальное время вулканизации резиновойсмеси в период собственно вулканизации при Т = сопэй. Включают нагреватель 9; По термопаре 8 контролируют исполнение заданного температурного режима.Периодические сбросы и повыкениядавления во время изотермическойвулканизации производят с помощьюзаранее настроенного программного регулятора 11 давления (Р-). Регулятор11 давления сбрасывает также вес .плунжера 4 при разгрузке образца доатмосферного давления Р, . При сбросах давления фиксируют практическимгновенное изменение объема образцапо индикаторам 2.П р и м е р. Наполненную брекерную резиновую смесь на основе СКИ в виде образца толщиной 3,93 мм, диаметром 65 мм, т.е, объемом Ч =13,125 смз с коэффициентом температуропроводности а = 0,146 1 О м/сЭнасыщают при Т, = 25 С под давлением 3 МПа. Сила, действующая иа прессе, равняется 1000 кгс, При сброседавления до Р, 0,63 МПа определяется растворимость газов (преимущественно воздуха) из полученных приЧ ф 13,25 см ; дЧ, ф 4,5 см , поскольку ЬЧ /Ч =б /Р, - Р ), то8, = ЬЧ, /(Ч(Р - Р Ц = 1,45 см//(смМПа).Выбирают темп нагрева 6 Т/Ь1,2 груд/с. В центре образца за120 с достигается температура169 С при индукционном периоде неизотермического процесса ("нну нен.с 29053 4150 с), в.то время как соответствующий изотермический индукционныйпериод нт = 90 с, т,е. ни менм(1, 05-1, 10) Т = 540 с, собственно вулканиэации, беэ индукционного периода, а с долей А = 0,75 неизотермического индукционного периода, т,е120/150 = 0,75, реальнаяпродолжительность процесса до оптимума (в неиэотерме) . = (120+540) с,а при иэотермическом процессе Т1сопят. имеют , 630 с.оп Т.лВыбирают= 0,1 ",, те/(см МПа) . Следующее снижение при02 пт + 120 = 246 с производятг 5 до атмосферного давления Р и получают ЛЧ - 3,88 см или 6 = 1,48 см //(см МПа), или б = 0,1 см /(смз МПа)растворимость летучих продуктов собственно реакции вулканизации ббь30" б , последующие снижения и подьемы давления для определения минимальной продолжительности вулканиэациипри Т, при которой летучие не расширяются, производятся в соотношении35по времени "сброс-подъем" = 1:10.В данном примере оптимум , составляет 630 с, а снижение с Р до Р,т.е, от 0,3 к 0,1 МПа реалиэовываютс периодами 63 и 6 с до тех пор, покапрекратилось приращение объема ьЧэ6 Ч О, причем при каждом последующем снижении (х = 1, 2 Н)дЧ ьЧ,При периоде от снижения к снижениюв 63 с. при каждом 1.-ом сбросе добав"41лялось Ь = 01,т . Если общеел лколичество сбросов равно Н при 1- 1, 2 Ы то при Т величина- минимальное время вулканиэации - равно 0,1 М , . В данном при 50мере получают Ы = 3, т.е. .,н " 0,3200 с. Для брекерной резины,достаточно получать (О 1-02).,для протекторной резины (02-04).,дТаким образом, растворимость воз-,духа 6 = 1,45 см /(см МПа), паровводы б = 0,02 см /(см МПа), лету.чих продуктов вулканизации бТаблицаОпыт Давле Продолжи- тельность Наблюдение сьпц асыщения,ч Условия нижнего предела насьпцениявоздухом и водой резиновой смеси Высший предел давления прессования 3 Р сЗ (24 Не достигается предельного насьпце"ния Трудно реализовать прессование;емпература Т 1,0 0 еньше инд,периода л он нечкин 2 б,5 То же 217 1 05 Тн.ц 3 Р(05 651,1 Т При других параметрах способ осуществляется аналогичным образомв соо т ветс тв ни с данными табл.1-4 . Продолжительность нагрева Продолжительность нагребольше инд.периода ельзя реализовать темпе- туру нагрева1229053 Таблица 3 Наблюдение 3 Р ( 0,2 Недостаточно для снижения до Р мала точность измерения 4 Ч 4 Р0,4 Большое ьЧ формоиэменение при расширении летучих продуктов Таблица 1 О 5(1 О Может быть превышеноОпы ДавлениеР , ИПа 1 0,2 2 0,4 Обеспечивается выделение летучих продуктов В зависимости от состава резины молжет быть достигнутоМожет не окончиться индукционный период вулканиэацииь2407(13 Тираж 640 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб д. 4/