الصلابة هي واحدة من أهم المؤشرات الأساسية وأهم مؤشرات أداء المواد المطاطية.ولكنها تؤثر أيضاً بشكل مباشر على تصور العملاء في الأسفل عن جودة المنتجفي عملية الإنتاج الفعلية ، منتجات المطاط مع صلابة مفرطة ، تقلبات كبيرة ،والفئات غير المستقرة هي أسباب متكررة لشكاوى العملاء ومشاكل الجودة الداخلية والخارجيةقد يبدو التحكم في القسوة بسيطًا، لكنه في الواقع نتيجة للتعاون الدقيق عبر سلسلة كاملة من الصيغ والعمليات ونظام الإدارة.هذه المقالة تجمع بين الخبرة العملية لتلخيص خمسة التفاصيل الشيطانية الأكثر أهمية في التحكم في صلابة المطاط، من تصميم الصيغة إلى صب التشنج، مع تحليل متعمق للعملية بأكملها، وتوفير المرجعية والتنفيذ للجودة، ومراقبة الجودة، وإدارات الإنتاج.
التفاصيل 1: يتم التحكم في التصميم الدقيق لنظام التعبئة في الصيغة الأساسية بشكل رئيسي من خلال نوع المطاط الأساسي ونظام التعبئة.من بينها الملء يلعب دورا رئيسيا في "دعم الهيكل العظمي".
1اختيار الكربون الأسود ومراقبة حجم الجسيمات
كلما كان حجم الجسيمات من أسود الكربون أصغر ، كلما زادت مساحة السطح المحددة ، كلما كان تأثير التعزيز أقوى ، وكلما كان التحسن في الصلابة أكثر أهمية.القاعدة العامة هي كما يلي: N220 carbon black → with a large increase in hardness (suitable for high hardness products) N330 carbon black → with excellent comprehensive performance and moderate hardness N550 and N660 carbon black → mainly used for soft rubber، تحسين السوائل ، وقسوة منخفضة نسبيا
2وظيفة الكربون الأسود الأبيض (ملء السيليكات)
يمكن أن يزيد أسود الكربون الأبيض أيضًا من صلابة المطاط ، ولكن تأثيراته تصبح أكثر تعقيدًا بسبب هايغروسكوبيسيته وتشتتة.يجب استخدام نظام الكربون الأسود الأبيض مع عوامل الارتباط (مثل Si69)، وإلا لن تكون الصلابة غير مستقرة فحسب ، بل ستسبب أيضًا تقلبات في منحنى التشنج.
3. مراقبة صارمة على الكمية الإجمالية من الملئات
يختلف معامل المساهمة في صلابة المملآت المختلفة. بشكل عام ، لكل زيادة 10 درجة في أسود الكربون ، تزداد صلابة المطاط حوالي 3-5 درجات.مع ذلك، يجب أن نلاحظ أن الحشوة المفرطة لا تزيد من الصلابة فحسب ، بل تضحي أيضًا بالمرونة والمرونة الانحناءية ، والتي تحتاج إلى التوازن.في أحد المصانع تسببت في صلابة تتجاوز المعيار بأكثر من 3 درجات بسبب ضبط رقيق للكميات السوداء من الكربون (مع حجم جسيمات مختلف قليلا)ويتم تذكيرها بإنشاء معايير مراقبة مزدوجة لتوزيع حجم الجسيمات وقيمة امتصاص زيت DBP عند شراء المواد الخام.
التفاصيل 2: إدارة التغيرات الدقيقة خلال مراحل التبليستيك والمزج
تكنولوجيا معالجة الخلط ، وخاصة التحكم في الذوبان البلاستيكي هي المفتاح الخفي الذي يحدد تقلب قاعدة القسوة.
إذا كان التلوين (القطن الطبيعي) مفرطًا ، فإن السلاسل الجزيئية ستنكسر كثيرًا ، وستصبح شبكة المطاط فضفاضة ، وستقل صلابة بعد التلوين.على العكس، عدم كفاية اللون، ضعف أداء معالجة المواد المطاطية، وعدم توزيع متساوية من الحشوات يؤدي أيضا إلى صلابة غير مستقرة.تطبيق معقول لمواد التكرير السريع وزيوت التشغيل
نسبة كمية عامل التكرير السريع (مثل Pepperizer) المضافة إلى زيت التشغيل (مثل زيت AR) سوف تؤثر بشكل كبير على اللزوجة الأولية والصلابة النهائية.زيادة محتوى الزيت يؤدي إلى انخفاض في البلاستيكية وانخفاض في صلابة المنتج3 - اختلاط درجة الحرارة وإدارة الوقت
في مرحلة الخلط ، يوصى بالتحكم في درجة الحرارة: لا ينبغي أن تتجاوز درجة حرارة المرحلة الأولى 135 درجة مئوية ، ويجب أن تكون درجة حرارة المرحلة الثانية حوالي 90-100 درجة مئوية.التحكم بالوقت: تجنب الارتباط المتقاطع المبكر (Scorch) الناجم عن الخلط طويل الأمد في درجات الحرارة العالية ، والذي قد يؤثر على القسوة النهائية.يجب الانتباه إلى منحنى ارتفاع درجة حرارة كل دفعة من المطاط المختلط، ويمكن استخدام أقصى درجات الحرارة وقيم الطاقة لكل دفعة من المطاط كبيانات عملية مهمة للتنبؤ بالصلابة.
التفاصيل 3: التوازن الدقيق بين نظام التشطيب وكثافة الارتباط المتقاطع. نظام التشطيب هو الحاجز الرئيسي الأخير لتشكيل صلابة المطاط. كثافة الارتباط المتقاطع العالية،سلاسل الشبكة الجزيئية المطاطية الضيقةنظام الكبريت: لكل زيادة 0.1hr في محتوى الكبريت،يزداد صلابة حوالي 1-2 درجةأنظمة بيروكسيد (مثل أنظمة DCP):أنواع مختلفة من الروابط المتقاطعة (روابط C-C) تسهم بشكل أكبر في القسوة وهي مناسبة للمنتجات ذات المقاومة العالية لدرجات الحرارة ومتطلبات القسوة العاليةيؤثر نوع ونسبة المسرعات (مثل CBS و MBTS) في النظام الإضافي بشكل مباشر على معدل التشنج وكثافة الروابط المتقاطعة.يجب أن يكون محتوى العوامل النشطة (مثل ZnO / Acid Tearic) متوازناً بدقة، حيث أن المستويات المفرطة يمكن أن تؤدي إلى الكبريت المبكر وتؤثر على اتساق القسوة.يظهر تحليل بيانات مقياس الروماتير المتحرك (MDR) أن التغيرات في قيم ML و MH تعكس مباشرة اتجاه قابلية العمل وصلابة مركب المطاط بعد التشطيبيجب أن تكون T90 (90٪ من وقت التشطيب) موحدة بدقة ، وأنواع مختلفة من T90 تتجاوز التسامح بنسبة ± 2 دقيقة قد تسبب تقلبات في القسوة من 2 إلى 4 درجات.عند تحسين مركب مطاط نيتريل ذو صلابة عالية، عن طريق ضبط نسبة CBS / MBTS (من 1.2/0.3 إلى 1.0/0.5) ، تم التحكم بنجاح في صلابة المنتج من 82 ± 3 درجة إلى 82 ± 1.5 درجة.