Натуральный каучук не всегда подходит в качестве исходного материала для изготовления компонентов. Это связано с минимальной эластичностью резины, которая сильно зависит от температуры окружающей среды. При температурах, близких к 0°С, резина становится твердой, при более низких температурах – хрупкой, при температуре выше 30°С она размягчается и плавится при нагревании.
влияние вулканизации на характеристики резины
В процессе вулканизации увеличиваются прочностные характеристики резины, ее твердость, эластичность, теплостойкость и морозостойкость, а степень набухания и растворимость в органических растворителях снижаются. Сущность вулканизации заключается в соединении линейных полимеров каучука в единую "сшитую" систему, называемую вулканизационной сетью. В результате вулканизации между полимерами образуются поперечные связи, количество и структура которых зависит от метода.
В процессе серной вулканизации сера прилипает к каучуку.
Существование химического взаимодействия между каучуком и серой подтверждается следующими экспериментальными данными:
- химически связанная сера не может быть удалена из каучука путем длительной экстракции ацетоном при высоких температурах;
- при вулканизации наблюдаются тепловые эффекты, пропорциональные количеству связанной серы;
- температурный коэффициент скорости вулканизации близок к температурному коэффициенту скорости химической реакции;
- повышение температуры на 10°C увеличивает скорость вулканизации примерно в два раза.
Резина меньше рвется после вулканизации. Улучшаются эксплуатационные параметры, а долговечность достигает высоких показателей. Химики определяют вулканизацию как боковое химическое соединение и сшивание макромолекул резины в вулканизированную сеть. При этом используются специальные химические вещества.
Боковые химические связи – сшивки образуются под действием различных вулканизующих агентов и представляют собой фрагменты молекул вулканизующего агента. Например, стойкость к термоокислительному старению, скорость накопления остаточной деформации при сжатии при высоких температурах и стойкость к воздействию агрессивных сред. Вулканизация серой проводится при температуре 125-180°C. Время вулканизации зависит от температуры и давления, состава вулканизующей смеси и размера изделия. Для большинства РТИ это время составляет 5-90 минут.
