Гумените уплътнителни ленти са незаменим уплътнителен материал в съвременната индустрия и строителство, широко използвани в автомобили, врати и прозорци, тръби и механично оборудване. Техните основни функции са хидроизолация, прахоизолация, звукоизолация и намаляване на вибрациите. Строгостта и техничността на техния производствен процес пряко влияят върху ефективността на запечатване на продукта, устойчивостта на атмосферни влияния и експлоатационния живот. Следващото систематично обяснява пълния производствен процес за гумени уплътнителни ленти, от суровините до крайния продукт.
I. Подготовка на суровината: Дизайн на формулировката и предварителна обработка
Ефективността на гумените уплътнителни ленти зависи преди всичко от научната формулировка на суровините. Основните материали обикновено включват естествен каучук (NR), нитрилен каучук (NBR), етилен пропилей диен мономер (EPDM) или силиконов каучук (VMQ). Конкретният избор зависи от изискванията на приложението. Например, EPDM често се използва за външно уплътняване на врати и прозорци поради отличната си устойчивост на топлина, озон и стареене; докато NBR често се използва в компонентите на автомобилното двигателно отделение поради отличната си устойчивост на масло.
В допълнение към каучуковата матрица, формулировката също така изисква добавяне на различни функционални добавки: вулканизиращи агенти (като сяра или пероксид) за омрежване и втвърдяване на каучука; подсилващи пълнители (като сажди и калциев карбонат) за подобряване на механичната якост и устойчивост на износване; пластификатори (като омекотители на-базирана петрол) за подобрена течливост при обработка; антиоксиданти (като амини или фенолни съединения) за забавяне на стареенето; и оцветители за коригиране на външния цвят по желание.
По време на етапа на подготовка на суровината суровият каучук се подлага на дъвчене. Този процес включва прилагане на механична сила при високи температури (приблизително 80-120 градуса) в отворен или вътрешен миксер за намаляване на молекулното тегло и увеличаване на пластичността, което улеснява смесването с други компоненти. След това сдъвканият каучук се оставя да почине за определен период от време (обикновено 8-24 часа), за да се елиминират вътрешните напрежения и да се стабилизират физическите свойства.
II. Смесване: ключова стъпка за равномерно диспергиране на множество компоненти
Смесването е основният процес за цялостно смесване на сдъвкания каучук с различни добавки, които пряко влияят върху крайните характеристики на уплътнителната лента. Този процес обикновено се извършва във вътрешен миксер: Суровият каучук първо се подава в смесителната камера, последван от добавяне на подсилващи пълнители, пластификатори, антиоксиданти и накрая вулканизиращият агент (за предотвратяване на преждевременна вулканизация). Високо{2}}скоростното въртене на ротора на вътрешния миксер (приблизително 20-40 rpm) генерира интензивни сили на срязване, равномерно разпръскващи компонентите в гумената матрица.
След смесване каучуковата смес преминава тестове за качество, включително тестове за твърдост, якост на опън и вискозитет по Муни, за да се гарантира съответствие с формулата. Квалифицираните каучукови смеси се пресоват в листове с еднаква дебелина (обикновено 2-5 mm), охлаждат се до стайна температура (за да се избегне изгаряне), след което се навиват и съхраняват в среда с постоянна температура и влажност (20-25 градуса, влажност по-малка или равна на 60%), за да се предотврати залепване и влошаване на производителността.
III. Екструдиране: Формиране на основната форма на уплътнителни ленти
Екструдирането е ключова стъпка в образуването на гумени уплътнителни ленти. Шнеков екструдер непрекъснато пресова каучуковата смес в полу{1}}завършени продукти със специфични форми на напречно-сечение. Първо, каучуковата смес се загрява предварително в отворен миксер (приблизително 40-60 градуса), за да се намали вискозитета, преди да се подаде в бункера на екструдера. Шнек, задвижван от двигател (50-200 об./мин.), пренася и компресира каучуковата смес. Едновременно с това нагревателно устройство (с контролирана температура, обикновено 60-100 градуса), разположено извън цевта, позволява на гумата да влезе в състояние на пластичен поток.
След като каучуковата смес достигне главата на екструдера, тя се екструдира през предварително-проектирана матрица (форма), за да образува непрекъсната лента, отговаряща на желаното напречно-сечение на уплътнителната лента (напр. правоъгълна, D-формена, куха кръгла и т.н.). Точността на матрицата пряко влияе върху толеранса на размерите на уплътнителната лента (обикновено в рамките на ±0,1 mm). Следователно формите с висока-прецизност трябва да бъдат персонализирани според чертежите на продукта. След това се използват пробни форми за регулиране на налягането в канала на потока и разпределението на температурата, за да се избегнат дефекти като липсващо лепило, светкавица или деформация.
IV. Вулканизация: Придаване на крайни характеристики на продукта
Вулканизацията е основният процес за постигане на еластичност и здравина на гумените уплътнителни ленти. Нагряването образува три{1}}триизмерна кръстосано-мрежа между молекулните вериги на каучука, като по този начин подобрява устойчивостта на топлина, устойчивостта на натиск и механичните свойства. Методите за вулканизация включват предимно вулканизация с горещ въздух, вулканизация в солена баня и микровълнова вулканизация. Вулканизацията с горещ въздух (пещ за непрекъсната вулканизация) се използва широко поради високата си ефективност и екологичност.
Екструдираната полу{0}}завършена уплътнителна лента се подава в пещта за вулканизация и се подлага на висока температура от 150-220 градуса (в зависимост от типа каучук: EPDM обикновено е 180-200 градуса, NBR 160-180 градуса) за 3-15 минути (продължителността се влияе от системата за вулканизация и дебелината на продукта). По време на процеса на вулканизация, вулканизиращият агент в гумата се разлага, за да произведе свободни радикали, които инициират реакция на омрежване между молекулните вериги, като в крайна сметка образуват стабилна мрежеста структура.
За някои уплътнителни ленти със сложни структури (като тези с метални рамки или слоеве от пяна), може да се наложи процес на вторична вулканизация (т.е. продължителна вулканизация при по-ниски температури), за да се осигури пълно вътрешно кръстосано -свързване. След вулканизация лентите трябва бързо да се охладят в резервоар за охлаждаща вода (20-30 градуса), за да се предотврати остатъчната топлина да причини свиване или деформация.
V. Последваща-обработка и инспекция: Крайният етап на осигуряване на качеството
Вулканизираните уплътнителни ленти се подлагат на серия от-обработка и проверки на качеството. Повърхностната обработка включва подрязване (отстраняване на излишната светкавица, генерирана по време на екструдирането, обикновено с помощта на щанцоване или ръчно изрязване с инструмент), пръскане (ако е необходимо покритие против-плъзгане или анти{3}}корозия) и нанасяне на лепило (за подобряване на адхезията към основата).
Проверката включва пълно-измерване на размерите (използване на дебеломер или проектори за проверка на размерите на напречното-сечение), визуална проверка (за да се гарантира липсата на дефекти като мехурчета, пукнатини и примеси) и изпитване на физическите свойства (якост на опън по-голяма или равна на 5 MPa, удължение при скъсване по-голяма или равна на 200% и степен на компресия по-малка или равна на 30%, което трябва да отговаря на националните стандарти или изискванията на клиента). Някои -продукти от висок край също трябва да преминат тестове за стареене (влошаване на производителността По-малко или равно на 10% след 72 часа термично окислително стареене), тестове за устойчивост на среда (като устойчивост на масло, киселини и основи) и тестове за симулация на околната среда (цикъл на висока и ниска температура от -40 градуса до 150 градуса).
Заключение
Производственият процес на гумени уплътнителни ленти е цялостно сливане на науката за материалите, машинното инженерство и технологията за контрол на качеството. От прецизното проектиране на формулите на суровините до оптимизирането на параметрите на процеса за смесване, екструзия и вулканизация, до последваща-обработка и строга проверка, всяка стъпка изисква щателен контрол, за да се гарантира, че крайният продукт отговаря на изискванията за запечатване на различни сценарии. С напредъка на индустриалната технология, прилагането на автоматизирано оборудване за екструдиране, интелигентни системи за вулканизация и онлайн технологии за тестване води до непрекъснатото развитие на гумените уплътнителни ленти към по-висока производителност и по-екологични решения.
