Губчатые изделия (стр. 2 из 6)

Получение полиуретановых губок не требует применения газообразователей (пенистая масса образуется уже в процессе получения полиуретана) и заканчивается термообработкой, при которой завершается процесс трехмерной конденсации и «отверждение» пены (перевод полимера в неплавкое и нерастворимое состояние).

Известны упругие пористые силиконы, изготовляемые из силиконовых эластомеров. Технология производства их включает вальцевание резиновой смеси, вспенивание и подвулканизацию в прессе, а также термостатирование в свободном состоянии.

Туалетная губка — наиболее известное из резиновых губчатых изделий. Для ее получения резиновую смесь а виде пластины толщиной 35 мм подвергают прессованию в холодном прессе до высоты 25 мм и обрезают кромки. Вулканизацию осуществляют на открытых противнях в автоклавах. Режим вулканизации рассчитан так, чтобы к моменту обильного газовыделения образующиеся стенки пир обладали достаточной прочностью. Если газовыделение запаздывает, то в резине не образуются поры достаточно большого размера; если запаздывает вулканизация, то газ разрушает стенки, не создавая необходимого давлении и не обеспечивая достаточного порообразования. Затем температуру в автоклаве снижают для того, чтобы давление газа не привело к разрыву стенок, и вулканизация завершается при этой температуре.

Свулканизованные, значительно увеличившиеся по высоте пластины пропускают 4-5 раз через двухвалковый каландр с зазором между валками 20— 25 мм. При этом часть стенок пор разрывается — поры становятся сообщающимися между собой, и водоёмкость губки возрастает. Поверхность пластин, вследствие давления вулканизационной среды, имеет вид кожи. Поверхностным слой срезают ленточным ножом, а пластину разрешит на куски установленных размеров Используют также прессовую вулканизацию туалетных губок в формах, однако в этих условиях трудно добиться равномерной и мягкой структуры туалетной губки.

Для получения ячеистой губки «оназот» заготовку резиновой смеси определенной толщины загружают в автоклав с обогреваемой паровой рубашкой. Через 30 мни при 135-140оС в автоклав подают азот под давлением 20-30МПа. Подачу азота и нагрев при той же температуре осуществляют в течение 2 - 6 ч. После этого впуск пара и азота прекращают, а рубашку автоклава охлаждают водой. После охлаждения давление азота стравливают, полуфабрикат выгружают из автоклава, закладывают в формы и помещают в вулканизационные прессы, в которых завершается процесс вулканизации в течение 20 – 60 мни при 145 - 160 оС. Таким образом, порообразование и первое вздувание, при котором объем материала увеличивается в 6 раз, протекает в свободном состоянии, но при большом внешнем давлении. Второе же вздувание, в результате которого материал увеличивается в объеме до 13,5 раз против начального, осуществляется в период вулканизации в формах.

Для получения губчатых пластин используют способ «запрессовки» и прессовый способ «роста». Особенность запрессовки заключается в применении заготовки резиновой смеси, высота которой несколько больше, чем у гнезда пресс-формы. Вулканизацию осуществляют при 140 -180оС с использованием двух различных внешних давлений: высокого ( ≥2.5 МПа, продолжительность 3—20 мин) и низкого (≤0.5 МПа, продолжительность 5-15 мин). Продолжительность вулканизации при высоком и низком давлениях определяет плотность губчатой резины. Прессовый способ «роста» предусматривает вулканизацию (10-40мин. 140 170°С) резиновой смеси в пресс-форме, высота гнезда которой больше, чем высота заготовки смеси. Соотношение между этими высотами определяет плотность губчатой резины.

Пенистую резину изготовляют вспениванием латексных смесей с последующей вулканизацией пены. Подвижная вспененная смесь позволяет удобно и просто изготовлять различные фасонные изделия; подушки, сиденья, подголовники, подлокотники для автобусов и иных средств безрельсового транспорта, матрицы. Латексная губка, получаемая способом вспенивания латекса, имеет большие и малые частично сообщающиеся поры; губка, получаемая по способу образования пластин геля с последующей вулканизацией этого геля, дает эбонит с микроскопически малыми сообщающимися порами. Способы эти основаны на применении сенсибилизирующих добавок к латексным смесям, ведущих к тому, что смеси при последующем нагревании или охлаждении, спустя определенное время, загустевают в компактную массу. Дальнейшая обработка и вулканизация таких заготовок дает губчатые изделия. Сенсибилизирующими добавками являются соединения двух- или трехвалентных металлов, обычно применяемые вместе с аммонийными или щелочными солями кремнефтористоводородной кислоты.

Пенистые изделия из вспененного латекса по одному из методов производятся следующим образом. Заготовляется латексная смесь, содержащая серу, диэтилдитиокарбамат цинка, минеральное масло, едкое кали, казеин и олеиновую кислоту. Смесь выливают в ковши с полусферическим дном, одновременно добавляя в качестве пенообразователя касторовое масло. Специальным приспособлением вся находящаяся в ковше масса сбивается в пену. Большое количество поглощаемого при этом воздуха равномерно распределяется в виде небольших пузырьков. В качестве коагулянта замедленного действия в смесь в виде водной дисперсии прибавляют кремнефтористоводородный натрий и небольшое количество окиси цинка. Образовавшаяся пена вскоре начинает переходить в гелеобразную массу, тогда ее разливают в формы. Формы укреплены на ленточном транспортере, который проходит в вулканизационной водяной ванне, нагретой до 96°С. Вулканизованные изделия вынимают из форм; воду и растворимые части латекса удаляют отжимом, промывкой в проточной воде и центрофугированием. Затем следует просушивание изделий на теплом воздухе. Несложность заполнения форм подвижной пенистой массой позволяет изготовлять любые фасонные изделия: различного вида подушки и сиденья для машин безрельсового транспорта и мебели, матрацы и т. п. Призматические впадины с нижней стороны сиденья (рис. 141) не только облегчают вес, но также дают добавочный амортизующий эффект. Так как при вулканизации нет значительного внутреннего давления, прижимающего резину к стенкам формы, как это имеет место в случае применения газообразователей, то вместо грубой кожистой корки на поверхности изделия образуется тонкая пористая кожица. Для увеличения модуля сжатия губки в латексную смесь вводят измельченное стеклянное волокно.

Пенистая резина, изготовленная из хлоропренового или бутадиенстирольного латексов в 1 см3, содержит до 15 000 воздушных микропор. Объем воздуха в них составляет 85% всего объема пенистой резины, тогда как в обычной губчатой резине объем пор не превышает 65%.

В СССР было осуществлено поточное производство пенистых латексных изделий с открытыми полостями (рис. 142). В латексную смесь при непрерывном действии вспенивателя подается воздух и желатинирующая композиция.

Основным узлом современного вспенивателя является головка, состоящая из двух вертикально расположенных дисков диаметром 306 мм, между которыми вращается диск-ротор диаметром 300 мм. На внутренней поверхности дисков статора и на рабочих поверхностях ротора расположены концентрическими кольцами зубья. Зазор между зубьями статора и ротора 1,5 мм. Полученная пена заливается в формы, закрепленные на транспортере. Формы последовательно проходят участки желатинизации и вулканизации. Вынутые из форм изделия поступают на промывку, отжим и сушку током высокой частоты. Для производства латексной губки применяется латекс СКС-50 ПГ — водная дисперсия сополимеров бутадиена со стиролом.

Микропористые эбонитовые сепараторы. По одному из способов микропористый эбонит изготовляют из латексной смеси, содержащей необходимое количество серы, стабилизаторы, вулканизующую группу и раствор солей щелочноземельных металлов. Смесь эта разливается в формы, движущиеся на конвейерной ленте, образует в них тонкий и ровный слой и вслед за тем подвергается коагуляции. При образовании геля твердые коллоидальные частицы смеси дают чрезвычайно мелкую сетчатую структуру, промежутки которой заполнены жидкостью. Далее сырой гель вулканизуют в водяном баке в вулканизационном котле. После окончания вулканизации пластины микропористого эбонита высушивают и обрабатывают на фуговочном станке для придания ребристости, что, однако, связано с большими отходами материала. Средний диаметр пор составляет 0,4 мкм. Общая пористость в среднем 55—60%, но если работать на разбавленном до 10—20% содержания каучука латексе, то общая пористость может достичь 75—80%. Кажущаяся удельная масса колеблется от 0,5 до 0,2.

Особенностью микропористого эбонита является его относительно малое электрическое сопротивление и значительная стойкость против серной кислоты даже при 80 °С. Батареи, снабженные сепараторами из микропористого эбонита, дают напряжение примерно на 75% больше, чем батареи с сепараторами, состоящими из фанеры и перфорированного листового эбонита.

Микропористый эбонит высокого качества может быть изготовлен из синтетического латекса. В зависимости от состава смеси и времени вулканизации можно получить материал с желаемой твердостью стенки ячеек от микропористого эбонита до микропористой мягкой резины. Последнюю применяют в качестве адсорбирующего и фильтрующего средства в различных отраслях промышленности. Вследствие малых размеров таких фильтров весь осадок остается на поверхности фильтра, не засоряя его пор.

При достаточно сильном сдавливании из микропористого эбонита, как из губчатого материала, можно вытеснить почти весь воздух. Вследствие происходящего при этом сближения частиц изменяется цвет материала. Светло-коричневый цвет микропористого эбонита переходит в черный; ярко-желтый цвет мягкой микропористой резины становится коричневым.