METODY BADANIA

PROCESU

WULKANIZACJI

ETAPY PROCESU WULKANIZACJI

•

POCZĄTEK WULKANIZACJI-

rozpoczęcie zmniejszenia szybkości

płynięcia termoplastycznego.

•

PODWULKANIZOWANIE-

wstępne

usieciowanie

kauczuku

powoduje powstanie żelu, lecz nie posiada on właściwości gumy.

•

OPTIMUM WULKANIZACJI-

pozwala na określenie warunków

prowadzenia procesu, w których otrzymuje się produkt o
najlepszych właściwościach.

•

PRZEWULKANIZOWANIE-

po

przekroczeniu

czasu

lub

temperatury wulkanizacji następuje pogorszenie właściwości
produktu

•

PIK WULKANIZACJI-

przedłużenie czasu wulkanizacji poza

optimum uzyskuje się wulkanizat, którego własności zmieniają się
w różnym stopniu.

•

REWERSJA-

przebiegający równocześnie z sieciowaniem rozpad

wiązań sieci. Z powodu równoczesności przebiegu tych dwóch
konstrukcyjnych reakcji trudno jest określić optimum wulkanizacji.

METODY BADANIA PROCESU WULKANIZACJI

Proces wulkanizacji można badać przez:

•

Wyznaczenie krzywej płynięcia za pomocą reometru
kapilarnego lub wiskozymetru Mooney’a,

•

Wulkametr,

•

Reometr bezrotorowy (RPA).

Metody te często pozwalają na optymalizację, analizę
procesu produkcji oraz wyznaczenie istotnych
korelacji pomiędzy składnikami i właściwościami.

LEPKOŚCIOMIERZ MOONEY’A

Urządzenie z napędzanym
dyskiem

rotacyjnym

umieszczonym we wnętrzu
cylindrycznej matrycy.

TYPOWA KRZYWA LEPKOŚCI WYZNACZONA

ZA POMOCĄ LEPKOŚCIOMIERZA MOONEY’A

PARAMETRY OKREŚLANE DZIĘKI

LEPKOŚCIOMIERZOWI MOONEY’A

•

LEPKOŚĆ MOONEY’A-

lepkość gumy bądź

mieszanki gumowej wyznaczana jako moment
obrotowy konieczny do przesunięcia dysku
osadzonego w materiale próbki zamkniętej w
wykroju matrycy.

•

CHARAKTERYSTYKA PODWULKANIZACJI-

dla

wulkanizatu, odcinek czasu do początkowej
wulkanizacji i szybkość utwardzania podczas
wczesnych stadiów wulkanizacji.

•

RELAKSACJA NAPRĘŻEŃ-

odpowiedź materiału

na nagły spadek naprężeń bądź gwałtowny spadek
przepływu.

WULKAMETR

Wulkametr jest powszechnie stosowanym

urządzeniem w przemyśle do badania próbek
mieszanki gumowej, oceny jakości, oraz
ustalenia optymalnych warunków prowadzenia
procesu.

Badanie

polega

pomiarze

modułu

sprężystości gumy w czasie, przy zachowaniu
stałych warunków pomiaru.

Próbki gumy umieszcza się w komorze, która

składa się z dwóch matryc nagrzanych do 100-
200

o

C. Górna matryca jest ruchoma, co

umożliwia wkładanie próbek. W komorze
pomiarowej umieszczony jest rotor. Podczas
pomiaru dysk rotoru jest otoczony mieszanką
gumy. Rotor obraca się z zadaną częstotliwością
i amplitudą powodując skręcenie gumy. Użyta
siła w celu nadania rotorowi ruch to miara
modułu sprężystości mieszanki gumowej.

REOMETR BEZROTOROWY (RPA)

Reometr zaprojektowany jest do badania charakterystyki

kinetyki i czasu sieciowania na podstawie analizy
lepkosprężystych właściwości elastomerów i mieszanek
elastomerowych. Dolna część komory oscyluje z określoną
częstotliwością i amplitudą, a odpowiedź próbki (moment
obrotowy) na przykładane naprężenia rejestrowana przez
górną część komory pomiarowej, jest miarą zmiany
właściwości próbki na skutek zadanych warunków.

REOMETR BEZROTOROWY (RPA)

Właściwości

przetwórczych

gumy-

wyznaczenie

krzywych

częstotliwości

deformacji

oraz

krzywych wulkanizacji, które dają
informacje o płynności, jakości
substratów

oraz

właściwości

stosowanej gumy.

Gotowego

produktu-

poprzez

wyznaczenie krzywej deformacji pod
wpływem temperatury. Otrzymuje
się wynik mówiący o jakości
produktu.

Analizator umożliwia badania:

Surowców-

za pomocą wyznaczenia krzywych częstotliwości

deformacji, dzięki temu można dowiedzieć się o wahaniach właściwości
dostarczonego surowca.

BIBLIOGRAFIA

•

Andre M., Wriggers P.; Thermo-mechanical behaviour of rubber
materials during vulcanization, Int. J. Solids Struct.42(2005) 4758–
4778

•

D1646.15 ASTM, ASTM International, West Conshohocken

•

D2084.11 ASTM, ASTM International, West Conshohocken

•

Rubber Testing Brochure, TA Instruments, tainstruments.com

•

Mooney

Viscometer

Operation,

MonTech,

https://

youtu.be/j1ov7qWfJbM

•

Dick J.S.: Basic Rubber Testing: Selecting Methods for a Rubber Test
Program, Wyd.: ASTM International, 2003

•

Mark J.E, Erman B., Roland  M.: The Science and Technology of
Rubber  (Fourth Edition), Wyd.: Academic Press, 2013