Производство губчатых и резиновых изделий

Резиновые губки характеризуются наличием значительного количества пор. Поры эти, большего или меньшего размера, могут сообщаться между собой или быть изолированы друг от друга тонкими резиновыми стенками. Губчатая резина с большими со­общающимися порами может поглотить значительное количество воды; она применяется как туалетная губка. Губчатая резина с небольшими или средними замкнутыми порами (так называемая «ячеистая») воду не поглощает; она применяется для технических целей: звуко- или теплоизоляции, амортизации вибраций.

прессование в холодном прессе до высоты 25 мм и обрезка кромок. Вулканизация проводится на открытых противнях в котлах. Режим вулканизации рассчитан так, что к моменту обильного газовыделения образующиеся стенки пор обла­дали достаточной прочностью. Если газовыделение запаздывает, то завулканизованная резина не даст пор достаточно большого размера; если запаздывает вулканизация, газ диффундирует через стенки, не создавая необходимого давления и достаточного поро­образования. Далее температуру в котле понижают для того, чтобы давление газа не повело к разрыву стенок; вулканизация завершается при этой сниженной температуре.

Вулканизованные, значительно увеличившиеся по высоте плас­тины («караваи») пропускают 4—5 раз через двухвалковый ка­ландр с 20—25 мм зазором между валками каландра. При этом часть стенок пор разрывается — поры становятся сообщающимися между собой, водоемкость губки возрастает. Поверхность пластин, вследствие давления  вулканизационной  среды, имеет вид кожи.

Этот поверхностный слой срезают ленточным ножом, а пластину разрезают на куски установленных размеров.

Применяется также вулканизация туалетных губок в формах в обогреваемых прессах. Нижнюю плиту пресса покрывают асбес­том или в верхнюю плиту дают пар несколько более высокого давления, так как с этой плитой смесь приходит в соприкоснове­ние лишь после вздувания. По окончании процесса вулканизации пар перекрывают и плиты охлаждают подачей в них холодной воды. Однако в условиях прессовой вулканизации трудно добиться равномерной и мягкой структуры, столь характерной для этого рода изделий. Вулканизацию губок в формах можно производить и в котле. В этом случае применяют формы из сплава легких ме­таллов с замком. Такой способ приводит к снижению отходов из-за образования более ровной пленки.

Техническая губка. Технические губчатые резиновые изделия — амортизирующие прокладки и подкладки различного назначения, дверные уплотнители, рельефные модели местности, ушные закладки для рабочих шумных профессий и другие изде­лия— изготовляются так же, как и туалетная и формовая губки.

В качестве порообразующего материала для технических изде­лий из губчатой резины применяют двууглекислый натрий, угле­кислый аммоний, смесь азотистокислого натрия и хлористого аммония. Успешно также применяются углекислый натрий и уксус­ная кислота. В этом случае в смесь вводится лигнин в качестве адсорбента уксусной кислоты. В процессе вулканизации уксусная кислота десорбирует и тогда она вступает во взаимодействие с углекислым натрием.

Прессовые вулканизаты получаются с мелкими порами доста­точно однородной пористости. Обильное применение молотой слюды для опудривания изделий снижает брак по недопрессовкам формовых губок. Если требуется губчатое изделие с гладкой по­верхностью, то заготовку обкладывают каландрованной резиной или формы смазывают клеем. Для облегчения монтажа губчатых прокладок внизу заготовки помещают ткань. В производстве рези­новых губчатых прокладок, заготовка которых производится про­филированием на червячных прессах, разработан и в настоящее время отечественными заводами применяется поточный непрерыв­ный метод производства. Для этого служит агрегат, состоящий из червячного пресса, вулканизационной ванны с нагретой до 120—130 °С высококипящей жидкостью и устройства для после­дующего охлаждения прокладок. В состав резиновой смеси входит порофор, являющийся одновременно и вулканизующим средством.

Возможна вулканизация губчатых и пористых резин в тон­нельных вулканизаторах; применима вулканизация и в расплаве нитритнитратных солей. Сложные губчатые профили изготов­ляют шлифовкой заготовок.

Термостойкую губчатую резину получают из диметилсилоксанового каучука, вводя в смесь в качестве наполнителей окислы щелочноземельных металлов или же слюду, асбестовую муку или фторопласт и порофор N. Технологический процесс включает: вальцевание резиновой смеси; вспенивание, подвулканизацию в прессе и термостатирование в свободном состоянии. Термостой­кая губчатая резина применяется в уплотнительных прокладках (как виброизоляционный материал в приборах специального назначения и имеет следующие свойства:

Кажущаяся плотность, сН/см³………………………………. 0,3—0,5

Рабочий интервал температур, °С…………………………… от —60 до +300
Эластическое восстановление, %…………………………….  0,85

Относительное сжатие, %……………………………………….  50—60

Относительная остаточная деформация, %……………….0,5—1,0

Температура хрупкости, °С……………………………………. – 70

Набухание в воде, %:

через 1  сутки………………………………………………………..2—3

»    10 суток………………………………………………… ………. 5—7

Получение уретановых губок не требует применения газообразователей. Пенистая масса получается уже при смешивании поли­эфиров с изоцианатами и заканчивается термической обработкой, при которой завершается процесс трехмерной конденсации и «отверждение» пены, т. е. перевод пластика в неплавкое и нерас­творимое состояние. Если в резиновую смесь вместе с наполни­телем ввести инертный газ, равномерно распределяя его в массе смеси, то выделение этого газа в условиях вулканизации поведет к образованию мелкопористой ячеистой структуры. Ввести газ можно, применяя в качестве наполнителя прокаленный уголь, насыщенный двуокисью углерода или азотом. Однако ограничен­ность объема газа, вводимого таким способом, не может дать губки с достаточным количеством и с большими размерами пор. Это достигается при достаточно большом давлении газа на рези­новую смесь для введения его в последнюю перед вулканизацией.

Ячеистая губка оназот. Резиновую смесь загружают в автоклав, обогреваемый паровой рубашкой. Через 30 мин при 112°С (давление пара 0,56 • 10⁵ Па) в автоклав подают азот под давлением 1,8-10⁷ Па. Подача газа и нагрев при той же темпера­туре продолжаются от 4 до 7 ч. После этого впуск пара и газа прекращают, а в рубашку автоклава дают охлаждающую воду. После охлаждения давление газа стравливают. Полуфабрикат, выгруженный из автоклава, закладывают в формы и помещают в вулканизационные прессы, где и заканчивают процесс при дав­лении пара 6-Ю⁵ Па. Следовательно, порообразование и первое вздувание, при котором объем материала увеличивается в 6 раз, протекают в свободном состоянии, но при большом внешнем дав­лении. Второе же вздувание, при котором материал увеличивается в объеме до 13,5 раз против начального, осуществляется в период вулканизации в формах.

Этот вид губчатой резины может быть приготовлен как из смесей для мягкой резины, так и из эбонитовых смесей. В пер­вом случае кажущаяся плотность составляет 0,12—0,15, а во вто­ром случае только 0,06—0,09. Малая плотность и большое газо­наполнение при замкнутых порах определяют высокие тепло- и звукоизоляционные свойства этого материала. Оназот применяется в установках для глубокого охлаждения, для обивки кабин само­летов, для обивки стен в ателье звукозаписи и т. п.

В  последнее время  получили распространение твердые ячеи­стые силиконы плотностью 0,13—0,30, теплостойкие до 300 °С.