На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Диплом Производство резиновых клееных галош

Информация:

Тип работы: Диплом. Добавлен: 5.6.2013. Сдан: 2010. Страниц: 146. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Введение


Обувь возникла как средство защиты стопы человека от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Затем обувь стала удовлетворять также эстетическим требованиям человека и в настоящее время является важным элементом ансамбля. Вместе с развитием и углублением специализации деятельности человека появились и специальные виды обуви. Поэтому к свойствам обуви предъявляют сложные и во многом противоречивые требования. Так, обувь должна защищать стопу от влаги, от воздействия высокой и низкой температуры, но и не должна затруднять удаление избыточной влаги и тепла, выделяемых стопой. Материалы, из которых изготавливается обувь, должны, с одной стороны, обеспечивать комфортные условия для стопы, а с другой, обладать высокими показателями формо- и износостойкости, и при этом быть красивыми.
Таким образом, возникает задача создания рациональной обуви, в которой обоснованно сочетались бы гигиенические, эксплуатационные и эстетические свойства. Современное состояние техники и технологии, новые синтетические материалы позволяют решить такую задачу. Для этого надо уметь объективно оценивать качество обуви, степень проявления каждого свойства и рациональность сочетания различных свойств.
Из всего многообразия свойств выделяют важнейшие-потребительские-свойства обуви. Самые общие и сложные свойства обуви - это удобство, функциональность, красота и долговечность.
Обувь из полимерных материалов является одним из наиболее массовых изделий народного потребления, предназначенных для защиты ног человека от внешних воздействий. Особенно велико значение этой обуви для нашей страны в связи с ее разнообразными климатическими условиями, наличием географических районов с обилием осадков, большой численностью населения в сельской местности, потребностью в специальных видах защитной обуви для промышленности и строительства.
Я остановлюсь на обувных товарах, выпускаемых на основе резины. Резиновой называется обувь, выработанная с верхом из резины и тканей и низом из резины. В группу резиновой обу­ви включается также обувь с верхом и низом из пластмасс. Главным достоинством резиновой обуви являются влаго­защитные свойства (водонепроницаемость), что позволяет использовать эту обувь в наиболее неблагоприятных услови­ях носки.
С 1976 года начат выпуск резиновых галош на ФГУП “ЧПО им. В. И. Чапаева”. Это объединение является одним из крупнейших предприятий в России, выпускающим широкий спектр пиротехнических, резинотехнических и пластмассовых изделий различного назначения.
ФГУП “ЧПО им. В. И. Чапаева” является многопрофильным предприятием, производящим продукцию военного и гражданского назначения. В составе объединения имеются исследовательские, конструкторские и технологические подразделения, опытное производство, которые позволяют предприятию динамично развиваться, разрабатывать и внедрять новые виды продукции.
ФГУП “ЧПО им. В. И. Чапаева” имеет многолетний опыт поставки своей продукции на рынки Западной Европы, Латинской Америки, Азии, Дальнего и Ближнего Востока.


1. Литературный обзор


Развитие резиновой промышленности привело к созданию резиновой обуви с основным назначением - защитить стопу человека от сырости. Создание новых сортов резин и других синтетических материалов способствовало резкому расширению ассортимента резиновой обуви. Такая обувь характеризуется положительными эксплуатационными свойствами: легкостью, водоупорностью, прочностью и красивым внешним видом, хотя и уступает обуви из натуральных материалов по гигроскопичности, влагоемкости, электризуемости и др. свойствам. /5, 8/

1.1. Материалы для обуви

Химическая промышленность располагает неограниченными сырьевыми ресурсами и может выпускать материалы в необходимом количестве и с заранее заданными свойствами. Для придания резиновым изделиям заданных свойств при высоком качестве необходимо правильно составить рецепт резиновой смеси, выбрать текстильные материалы, а также лаки и материалы для отделки.
Функциональное назначение резиновой обуви обуславливает ее отличительные особенности: она должна иметь полную герметичность конструкции и высокую износостойкость. Достигается это подбором соответствующих материалов и технологией производства.
Для производства резиновой обуви применяют: резиновые смеси, текстильные материалы, резинотекстильные смеси, резиновый клей, поливинилхлорид, микропористый полиуретан, лаки.
Основным полуфабрикатом для производства деталей резиновой обуви являются резиновые смеси. Резиновые смеси получают из каучука с добавкой других ингредиентов (наполнители, вулканизаторы, красители и др.). Рецептура резиновых смесей зависит от способа производства и требований к деталям обуви. Состав смеси нормируется стандартами. Различают резиновые смеси для черной и цветной формовой обуви, для штампованных галош, каблучные, для промазки или обкладки тканей, смеси для литьевой обуви.
Резиновая смесь - сложная многокомпонентная система, основой которой является каучук натуральный и (или) синтетический. /5, 8/
Натуральные каучуки (НК) характеризуются высокими прочностными показателями, имеют высокую эластичность, повышенную клейкость и небольшую усадку, хорошо каландруются и шприцуются.
Из синтетических каучуков обычно используют:
· изопреновые (СКИ-1, СКИ-3, СКИ-3С, СКИ-3П, СКИ);
· бутадиеновые (СКБ);
· бутадиен-стирольные (СКС);
· бутадиен-метилстирольные (СКМС);
· бутилкаучук (БК);
· бутадиен-нитрильные (БНК);
· хлоропреновые;
· уретановые (СКУ) и др.
Прочность и нерастворимость резины в органических растворителях связаны с её строением. Свойства резины определяются и типом исходного сырья. Например, резина из натурального каучука характеризуется хорошей эластичностью, маслостойкостью, износостойкостью, в то же время мало устойчива к агрессивным средам; резина из каучука СКД имеет даже более высокую износостойкость, чем из НК. Бутадиенстирольный каучук СКС способствует повышению износостойкости. Изопреновый каучук СКИ определяет эластичность и прочность резины на растяжение, а хлоропреновый - стойкость её к действию кислорода.
Кроме каучуков резиновые смеси содержат регенерат. Регенерат-это продукт переработки старых резиновых изделий и вулканизованных отходов резинового производства. Получают регенерат при термической и механической обработке вулканизованной резиновой крошки с добавлением большого количества пластификаторов (мягчителей). Он является пластичным материалом, легко смешивается с каучуком.
К ингредиентам резиновых смесей относятся:
· вулканизующие вещества (сера, окиси цинка и магния, фенолформальдегидная смола и др.);
· ускорители вулканизации - улучшают свойства вулканизаторов, сокращают время вулканизации и расход основного сырья, препятствует перевулканизации. В качестве ускорителей используется неорганические соединения (оксид магния MgO, оксид свинца PbO и другие) и органические: дитиокарбаматы (производные дитиокарбаминовой кислоты), тиурамы (производные диметиламина), ксантогенаты (соли ксантогеновой кислоты), тиазолы и другие;
· активаторы вулканизации - вещества, в присутствии которых ускорители вулканизации проявляют наибольшую активность. Активаторы ускорителей вулканизации облегчают реакции взаимодействия всех компонентов резиновой смеси. В основном в качестве активаторов применяют оксид цинка, цинковые белила, каолин;
· наполнители - повышают физико-механические свойства резин: прочность, износостойкость, сопротивление истиранию, а так же улучшают эксплуатационные свойства: они способствуют увеличению объёма исходного сырья, а следовательно, сокращают расход каучука и снижают стоимость резины. К наполнителям относятся различные типы саж (технический углерод), минеральные вещества (мел CaCO3, BaSO4, гипс CaO*2H2O, тальк 3MgO*4SiO2*2H2O, оксид кремния SiO2);
· пластификаторы (мягчители) - вещества, которые улучшают технологические свойства резины, облегчают её обработку (понижают вязкость системы) и изготовление, обеспечивают возможность увеличения содержания наполнителей. Введение пластификаторов повышает динамическую выносливость резины, сопротивление «стиранию». В качестве пластификаторов используются продукты переработки нефти (мазут, гудрон, парафины), вещества растительного происхождения (канифоль), жирные кислоты (стеариновая, олеиновая) и другие;
· противостарители (стабилизаторы) - замедляют и предотвращают процесс старения резин, ухудшение физико-механических свойств при воздействии тепла, холода, света, окисления, многократных деформаций (неозон, диафен и др.);
· красители (окислы цинка и титана, ультрамарин, лаки цветные и др.);
· специальные ингредиенты-замедлители подвулканизации (антискорчинги), антипирены (снижают горючесть), порообразующие вещества (ЧХЗ), ускорители пластификации каучуков.
Необходимость разработки резинообразных рецептур вызвана различием требований к смесям для того или иного способа производства резиновой обуви и требований к деталям обуви. Существуют определенные правила составления рецептов для обеспечения определенных свойств резиновой смеси. Если к обуви не предъявляются специальные требования, то выбирают каучуки общего назначения. Чтобы резины удовлетворяли разнообразным требованиям, используют комбинации каучуков. Это обеспечивает полный комплекс необходимых свойств резиновым смесям, получить которые невозможно, используя какой - нибудь один каучук. При разработке рецептов исходят из того, что полярные каучуки лучше совмещаются с полярными, а неполярные с неполярными.
В зависимости от требований, предъявляемых к резиновой смеси, к изделию подбирают соответствующие наполнители, их оптимальную дозировку.
Резиновые смеси, применяемые в производстве резиновой обуви, можно разделить по назначению на следующие группы:
облицовочные резиновые смеси для черной и цветной формовой обуви (передовая, подошвенная, каблучная);
облицовочные резиновые смеси для штампованных галош;
облицовочные (передовая и подошвенная) резиновые смеси для черной и цветной клееной обуви;
каблучные резиновые смеси для клееной обуви;
смеси для промазки тканей;
облицовочные смеси для литьевой обуви;
смеси для обкладки тканей;
резиновые смеси для приготовления резиноволокнистых смесей;
резиновые смеси для приготовления клеев;
резиновые смеси для изготовления эластичных камер, различных диафрагм, микропористых вкладных стелек и т.д.
К подошвенной резиновой смеси предъявляют следующие требования: высокая прочность при растяжении, стойкость к истиранию и старению, влагостойкость, повышенная эластичность.
Для подошвы формовых рабочих сапог нужна резина с повышенной жесткостью и перечисленными выше требованиями (используют каучук СКС-30 АРКМ-15, регенерат плюс технический углерод).
Резина для подошвы клееной обуви, кроме перечисленных выше требований, в невулканизованном виде должна быть мягче, пластичней, т.к. при сборке клееной обуви подошву необходимо прикатать, прострочить по ранту в месте стыка с передовой резиной (СКС плюс СКИ плюс технический углерод и больше активных пластификаторов).
Передовую смесь используют для выпуска передовой облицовочной резины на каландре для сапожек с резиновым верхом; подошвенную-для подошвенной пластины; каблучную- для приготовления формового каблука для клееной обуви.
В передовой резине меньше серы, но более сильная ускорительная группа и больше активаторов, чем в подошвенной. В последней больше серы и ускорителей, т.к. подошва толще, чем передовая резина (2?4 и 1,2?1,5 мм соответственно).
В каблучной резиновой смеси больше серы и ускорителей, чем в передовой, но меньше активаторов. Каблук подвергается вулканизации дважды: в процессе формования и вулканизации на гидравлическом прессе и во время вулканизации готового сапога в котле, а оптимум вулканизации должен быть достигнут за время вулканизации в котле.
Для увеличения сцепления между тканями при дублировании или между тканью и резиной при сборке клееной обуви предназначена промазочная смесь. Она должна обладать повышенной по сравнению с обкладочной смесью пластичностью, текучестью, клейкостью, т.к. ее назначение-проникать между волокнами тканей.
Обкладочная смесь служит для наложения слоя резиновой смеси на ткань. Для снижения расхода каучука и удешевления резины в обкладочную смесь введено большее количество мела.
В промазочной смеси содержится 34 % каучука, 55 % наполнителя и 9 % пластификатора, а в обкладочной- 25 % каучука, 63 % наполнителя и 8,5 % пластификатора.
В производстве цельноформованной обуви в большом количестве и ассортименте применяются текстильные материалы, различающиеся внешним видом, переплетением, отделкой и природой волокон.
Текстильные материалы применяются при изготовлении подкладки, стелек, задников, вспомогательных и украшающих деталей.
Для подкладки цельноформованной обуви применяют:
· трикотажное полотно крашеное и суровое, с начесом и без него для галош, бот, сапожек клееных и для галош штампованных;
· полушерстяное трикотажное полотно с начесом для утепленной обуви;
· ткань ТДС для формовых сапог, изготовляемых на жестком сердечнике;
· чулочная трубка и трубка плюшевого переплетения для сапог, изготовляемых на эластичной камере;
· трикотажная трубка эластичного переплетения и трикотажное полотно гладкокрашеное без начеса для литьевых сапог из ПВХ и ТЭП;
· нанка, бязь, дублированная с кирзой и другими материалами для формовой обуви.
Для остальных внутренних деталей нашли применение: саржа суровая, бумазея-корд, бумазея гладкокрашеная, ТДС, прокладка галошная суровая, байка подкладочная. Для окантовки верха обуви - полая ткань.
С развитием производства синтетических волокон все больше внедряются в производство тканые и нетканые материалы из комбинированных волокон, т.к. синтетические волокна более прочные.
Выбор тех или иных текстильных материалов зависит от вида цельноформованной обуви, ее назначения, способа изготовления.
Резинотекстильные смеси используют для уменьшения отходов производства и их утилизации. Их применяют для внутренних деталей клееной и формовой обуви. Основой резинотекстильных смесей являются отходы (обрезки) резинотекстильных полуфабрикатов. Эти отходы делятся на пять групп:
от миткалевых деталей, трикотажа без начеса;
трикотажного полотна с начесом;
саржевых и бумазейнокордовых полуфабрикатов;
резинотекстильных материалов, покрытых светлыми резинами;
от деталей сырой ленты.
Обкладка текстильных материалов резинотряпичными смесями применяется при изготовлении тонкого задника, черной стельки, цветной стельки и др. деталей. Для обкладки резинотряпичная смесь разогревается и поступает на обкладочный каландр.
Резиновые клеи. В технологии резины клеем называется раствор каучука или резиновой смеси в каком-либо органическом растворителе. В производстве резиновой обуви клеи применяют для промазки тканей (кирза, байка) на клеенамазочных машинах, для склеивания деталей обуви, для освежения деталей перед сборкой клееной обуви. В основном используют вулканизующиеся клеи. Эти клеи содержат вулканизующие вещества, ускорители и другие ингредиенты и после вулканизации создают достаточно прочную связь между склеиваемыми материалами.
В производстве резиновой обуви применяют клеи с растворителями бензин «Галоша» и уайт-спирит. Жидкие клеи получают разбавлением густых. Густой клей предназначен для склеивания деталей резиновой обуви, а жидкий-для освежения деталей перед сборкой. Основа клеев- НК, СКС-ЗОАРКПН (НК- смокед-шитс).
Поливинилхлорид (ПВХ) суспензионной или эмульсионной полимеризации винилхлорида в присутствии инициатора используют для получения обуви литьем под давлением или формованием из пластизоля. Поливинилхлорид (ПВХ) поступает на предприятие в готовом виде в гранулах.
Микропористый полиуретан используется для изготовления обуви методом жидкого формования. Микропористый полиуретан поступает на предприятие в виде исходных компонентов. Химической основой получения МППУ являются реакции между изоцианатной и полиольной компонентами. Процесс может проходить по одностадийной или двухстадийной схемам. При формовании обуви в качестве смазки-антиадгезионной прослойки между формуемым изделием используют силиконовые смазки, смазки на основе парафина.
Для придания резиновой обуви красивого внешнего вида и создания на поверхности резины блестящей, прочной и эластичной пленки резиновую обувь лакируют. В основном лакированию подвергают невулканизованную обувь: для этого используют масляные и каучуковые лаки.
Масляные лаки представляют собой растворы оксидированных и фактизированных масел и жиров и глицеринового эфира канифоли в уайт-спирите. Чтобы придать маслам и жирам способность быстрее высыхать с образованием блестящей эластичной пленки, их окисляют кислородом воздуха. С этой целью через подогретые в котлах масла и жиры при температуре 140?1700С пропускают сжатый воздух в течение 8?25 часов. Для повышения твердости лаковой пленки добавляют глицериновый эфир канифоли, а для увеличения прочности связи лаковой пленки с резиной-серу и при черной окраске-индулин.
Масляный бесцветный лак применяют для лакирования только красной и коричневой обуви, так как лаковая пленка при носке и даже в период вулканизации дает неравномерное пожелтение.
В процессе приготовления масляного лака сначала приготавливают сплав глицеринового эфира канифоли с индулином. Затем варят и растворяют лаковую основу. Заключительной операцией является отстаивание и созревание лака.
Каучуковый лак используют для лакирования цветной резиновой обуви. Процесс состоит из двух стадий:
· приготовление бесцветного каучукового лака;
· приготовление цветных пигментированных лаков.
Состав: каучук СКБ, уайт-спирит, канифоль, глицерин, индулин, оксидированный тюлений жир, цинковые белила, скипидар, для бежевого цвета-титановые белила, голубого-пигмент голубой, зеленого-пигмент зеленый, красного- лак красный ЖБ и лак рубин СК.
Термоэластопласты поступают на предприятие в готовом виде в гранулах. Получают их при блочной сополимеризации в растворах с применением катализаторов. Для образования эластичных блоков в качестве мономера используется бутадиен или изопрен, а для пластичных блоков-стирол или ?-метилстирол. Переход от пластических к высокоэластическим свойствам происходит в относительно узком интервале температур. Переработка их производится методом литья под давлением при 150?2000С.
Нитки. Для сшивания деталей обуви и отделочных строчек используют хлопчатобумажные нитки в 6 сложений №30 и капроновые нитки № 60.
Фурнитура. В производстве цельноформованной обуви используют блочки, крючки, кнопки, пуговицы, застежки «молния», а также тесьму хлопчатобумажную или капроновую.

1.2. Приготовление резиновых смесей

Резиновые смеси для обеспечения высокого качества вулканизата должны иметь однородную структуру. Приготавливают их на вальцах, в роторных смесителях (периодический процесс) или в червячных смесителях (непрерывный процесс).
Выбор способа смешения определяется количеством, ассортиментом смесей, типом каучука.
Процесс приготовления смесей на вальцах заключается в последовательном введении порошкообразных и жидких ингредиентов в предварительно развальцованный до необходимой пластичности каучук и в последовательном перемешивании образующейся смеси для придания ей необходимой однородности и пластичности. Этот способ характеризуется низкой производительностью труда, тяжелыми условиями работы вальцовщика, низкой культурой производства, повышенной опасностью для работающего, т.к. вращающиеся части вальцов открыты и не огорожены.
Способ смешения на вальцах имеет и свои преимущества:
· процесс смешения осуществляется при сравнительно низких температурах (70-800С), что обеспечивает отсутствие преждевременной вулканизации (скорчинга);
· сравнительно легкий уход и чистка оборудования при изменении ассортимента резиновых смесей.
Вальцы используют для листования резиновых смесей и введения серы.
Смешение в резиносмесителях. Смешение в роторных смесителях периодического действия может быть одно- и двухстадийным. Для изготовления резиновых смесей на основе синтетических каучуков и на основе их комбинации с натуральным каучуком применяется одностадийное смешение (при использовании небольших дозировок ускорительной и вулканизующей групп). При одностадийном способе смешения строго соблюдают порядок введения ингредиентов, температурный режим и положение верхнего затвора (резиносмесителя) в камере смесителя. Режим смешения разрабатывается опытным путем технологами, которые устанавливают контрольные показатели вулканизата (плотность, твердость). Существует определенная последовательность введения ингредиентов при изготовлении любых смесей. Входящие в состав смеси регенерат и противостарители, смешивают с каучуком в первую очередь, затем вводят диспергаторы и другие ингредиенты.
Примерный режим приготовления передовой резиновой смеси по ГОСТу 126-79 для клееной обуви при одностадийном способе смешения в резиносмесителях РСВД-140-30 приведен ниже. Ингредиенты подают в такой последовательности (табл. 1.2.1):

Таблица 1.2.1
Последовательность введения ингредиентов На какой минуте ввод
1. Каучуки, битум нефтяной, ТУ П514, НМП-Т 1
2. Начало смешения 0
3. Цинковые белила, новонтокс, тиазол 2М5С, стеарин, парафин, микарб, каолин, ДФГ, масло инд. И-8А 3
4. Выгрузка смеси 7
Итого: 8


Продолжение табл. 1.2.1
Серу вводят после стрейнирования на листовальных вальцах на 170 кг смеси 1,8 кг серы
Охлаждение водяное
Показатели экспресс-контроля: - плотность 100 кг/см3; - удельный вес 1,25±0,05; - кольцевой модуль; - пластичность по Карреру 0,3; -вязкость по Муни при 1450С-30 с. - - - - -

На каждый рецепт составляют технологическую карту (табл. 1.2.2).
Таблица 1.2.2
Ингредиенты На 100 вес. ч. кауч.
СКИ-3 37,50
СКМС-30АРКМ-15 62,50
Тиазол 2М5С 2,30
Сера 2,50
Дифенилгуанидин(изанид Ф) 0,50
Цинковые белила 2,00
Новонтокс 8ПФДА(паста ПД-1 или диафен) 1,25
Парафин 1,50
Стеарин 0,50
ТУ П514 62,50
Микарб 20,00
Каолин 25,00
Битум нефтяной 10,00
Масло инд. И-8А 8,00
НМП-Т(смола) 3,00
Замедл. вулк.Р6 0,30
Итого: 239,35

1.3. Вулканизация резины
Вулканизация - технологический процесс резинового производства, при котором каучук превращается в резину. Сущность процесса вулканиза-ции - соединение макромолекул каучука поперечными связями в пространст-венную вулканизационную сетку. /6/
При вулканизации происходит изменение следующих свойств каучука: напряжения при заданном удлинении, твердости, прочности при растяжении, относительного удлинения, остаточной деформации, эластичности, морозо-стойкости, набухаемости, газопроницаемости, теплостойкости, электричес-кого сопротивления. Количество поперечных связей, образующихся при вулканизации, определяет степень сшивания каучука.
1.3.1. Стадии вулканизации
Процесс вулканизации в зависимости от поведения резиновой смеси делят на 4 стадии (рис.1):
Рис. 1. Стадии вулканизации: 1 - под-вулканизация; 2 - недовулканизация; 3 - оптимум; 4 - перевулканизация; А - смесь с быстрым «схватыванием»; В - смесь с замедленным «схватыванием»; С - смесь с повышающимся модулем; D - смесь с реверсией вулканизации.


1. Подвулканизация (преждевременная вулканизация, схватывание, подгорание) - снижение за очень короткое время пластичности резиновой смеси с образованием нерастворимой фракции, в результате чего смесь постепенно теряет текучесть. На этой стадии существенно ухудшается формуемость резиновой смеси, что отрицательно сказывается на физико-механических свойствах изделия.
2. Недовулканизация - сшивание макромолекул с невысокой скоростью, приводящее к некоторому увеличению напряжения при разрыве вулканизата, сохранившего еще достаточно большие остаточные деформации.
3. Оптимум вулканизации - стадия, на которой происходит сшивание макромолекул, обеспечивающее наилучшее сочетание физико-механических свойств резин, в частности максимальные прочность при растяжении и сопротивление старению. Однако не все свойства имеют наивысшие показатели в оптимуме. Так, износостойкость, сопротивление разрастанию пореза и образованию трещин при многократных деформациях достигают максимальных значений при более низкой степени сшивания. Эластичность, динамические потери, остаточная деформация максимальны за оптимумом. Период вулканизации, в течение которого сохраняются оптимальные или близкие к ним показатели, называется плато вулканизации.
4. Перевулканизация - стадия, на которой возможны снижение модуля упругости резин, связанное с уменьшением степени сшивания. Перевулканизация большинства вулканизатов натурального и синтетического изопренового каучуков сопровождаются уменьшением степени сшивания и, следовательно, модуля (реверсия вулканизации).

1.3.2. Способы вулканизации
В большинстве случаев каучуки, имеющие в макромолекуле двойные связи (цис-изопреновые, бутадиеновые, бутадиен-стирольные и др.), вулканизуют серой при 140-1600С (серная, или горячая, вулканизация). Холодная вулканизация осуществляется с помощью хлористой серы (S2Cl2), без нагревания.
Наряду с серной все большее развитие получают другие способы вулканизации, так как серные вулканизаты не обладают достаточно высокой термической и химической стойкостью.
Каучуки, синтезированные на основе диенов, могут быть свулканизованы не содержащими серу агентами: органическими перекисями (перекисная вулканизация), хинонами и их оксимами или иминами, алкилфеноло-формальдегидными смолами, полигалогенсодержащими соединениями, диазодикарбоксиэфирами, диазоамидобензолом, а также действием ионизирующей радиации (радиационная) и ультрафиолетового света (фотовулканизация). Бутадиеновые и бутадиен-стирольные каучуки могут подвергаться вулканизации при нагревании до 190-2000С в отсутствие вулканизующих агентов (термовулканизация).
Неолефиновые полимеры (насыщенные полиорганосилоксаны, хлорсульфированный полиэтилен, полиэфиры) можно вулканизовать только бессерными вулканизующими агентами ил действием радиации.
1.3.3. Механизм серной вулканизации
Основной процесс серной вулканизации - взаимодействие между каучуком и серой с образованием полисульфидных связей между макромолекулами, например:
H H H

~ C = C - C ~

H Sn H

~ C - C - C ~

H H H

Элементарная сера образует несколько аллотропических модификаций. Наиболее распространена устойчивая при обычных температурах ?-форма - прозрачные желтые кристаллы ромбической системы. Стабильная элементарная сера при обычных условиях существует в виде кольца S8:
S - S S = S

S S S S

S S S S

S - S S = S

Энергия связей S-S в кольце оценивается в 143-260 кдж/моль (58-62 ккал/моль). Выше 1400С наблюдается термический распад этих связей. Раскрытие кольца серы и перевод ее в реакционноспособную форму могут быть осуществлены при взаимодействии ее с электрофильными (А+) и нуклеофильными (В-) реагентами и свободными радикалами (R.) с образованием соответственно катионов, анионов и пертиильных радикалов:
S8 + A+ ? A - S7 - S+
S8 + B- ? B - S7 - S-
S8 + R. ? R - S7 - S.
Сера реагирует с каучуком по временному закону нулевого порядка для широкого интервала ее концентраций, в то время как зависимость скорости от концентраций указывает на порядок реакции в пределах 0,8-1,0. Зависимость констант скоростей реакции от температуры дает порядок реакции 0,6:
d [S8]/dt = k [S8]0,6,
где [S8] - концентрация серы; k - константа; t - время вулканизации.
Температурный коэффициент вулканизации соответствует температурным коэффициентам химических реакций, направленный для вулканизации натурального каучука серой он составляет 2,65. Этот коэффициент определяется как отношение продолжительности вулканизации при температуре t к продолжительности вулканизации при температуре (t +10).
Присоединение серы к каучуку - автокаталитический процесс. Автокатализ вызывается полисульфидами, образующимися на начальной стадии вулканизации. Максимум образования полисульфидов всегда соответствует точкам изгиба S-образных кинетических кривых присоединения серы.
Кинетика процесса и характер образующихся продуктов при взаимодействии низкомолекулярных олефинов с серой подтверждают ионный механизм вулканизации. Согласно другой точке зрения, взаимодействие серы с каучуком рассматривается как свободнорадикальная реакция, включающая дегидрогенизацию ?-метиленового водорода серой с последующим присоединением бирадикала серы к макрорадикалу:
S8 ? Sх

CH3 CH3
~ CH2 - C = CH - CH2 ~ + Sх ? ~ CH - C = CH - CH2 ~ + SхH
CH3 CH3
~ CH - C = CH - CH2 ~ + S8 ? ~ CH - C = CH - CH2 ~

CH3 CH3
~ CH - C = CH - CH2 ~ + ~ CH2 - C = CH - CH2 ~ ?

CH3
? ~ CH - C = CH - CH2 ~

~ CH2 - C - CH - CH2 ~
CH3
Содержание в вулканизате серы, связанной с каучуком (в % от массы каучука), называется коэффициентом вулканизации. Если к каучуку присоединяется 0,5-5% серы, то образуется мягкий вулканизат (автомобильные камеры и покрышки, мячи, трубки и т.п.). Присоединение к каучуку до 50% серы приводит к образованию жесткого неэластичного материала - эбонита.
В современной технологической практике в производстве вулканизатов на основе различных диеновых эластомеров используют в основном ускоренную серную вулканизацию, осуществляемую с помощью вулканизующей системы, содержащей серу, ускорители и активаторы. /7/
Принимая во внимание сравнительно низкую реакционную способность бирадикалов серы и в то же время легкость ее присоединения к полимерным радикалам, более перспективным представляется использование в качестве ускорителей соединения второй группы.
При серной и ускоренной серной вулканизации образование поперечных связей происходит одновременно со связыванием серы. При этом в отсутствие ускорителей преобладают реакции внутримолекулярного присоединении, а введение как ускорителей так и активаторов увеличивает и общую скорость реакции, и долю «мостичной» серы, участвующей в реакциях образования поперечных связей, число и равномерность распределения которых по вулканизационной сетке определяют в конечном счете качество и основные свойства вулканизата.
При протекании ускоренной серной вулканизации выделяют несколько основных стадий процесса.
Первая стадия - образование действительного вулканизующего агента (ДВА) в результате реакций взаимодействия компонентов вулканизующей системы. В вулканизующих системах без активатора практически со всеми известными ускорителями образуются органические полисульфидные соединения серы и ускорителя типа Уск - Sх - Н или Уск -Sх - Уск.
Такие комплексы являются преобладающими также в смесях с тиазолами, с сульфенамидными ускорителями и в присутствии активаторов.
Вторая стадия - взаимодействие ДВА с каучуком по двойной связи или с водородом ?-метиленовой группы, в результате которого в макромолекулах каучука возникают активные боковые группировки - подвески, представляющие собой полисульфидные цепочки, заканчивающиеся радикалами ускорителя.
Например, в случае применения ускорителей типа бензтиазолов с полисульфидной цепочкой между бензтиазольными циклами процесс развивается по схеме:
Б - S - Sх - S - Б ? Б - S - Sх . + Б - S .
Ка - Н + Б -S .? Ka . + БSH
Ka . + Б - S - Sх . ? Ka - Sх - S - Б
Ka . + Б - S - Sх - S - Б ? Ка - Sх - S - Б + Б - S. ,
где Б означает радикал

;
Ка - каучук.
Третья стадия - взаимодействие полисульфидных подвесок с активными группами в цепи каучука (или между собой) с образованием поперечных связей. Характер протекающих на этой стадии превращений определяется строением подвесок и зависит от присутствия активатора, причем именно последний определяет тип и число поперечных связей.
В отличие от рассмотренных в случае чисто серной вулканизации без ускорителей типа Ка - Sх - Н, превращающихся в результате внутримолекулярных перегруппировок в циклические внутримолекулярные сульфиды и лишь в незначительной степени участвующих в реакциях сшивания, подвески типа Уск -Sх - Уск распадаются на свободные радикалы. Для таких подвесок преобладающими становятся реакции межмолекулярного взаимодействия, поэтому резко возрастает эффективность сшивания. Схема процесса состоит в следующем:
Ка - Sх - S - Б ? Ка - Sх . + Б - S .
Ка - Н + Б - S . ? Ка . + Б - SH
Ka . + Ка - Sх . ? Ка - Sх - Ка
Действие активаторов вулканизации (оксидов металлов и жирных кислот или их солей) состоит в уменьшении содержания полисульфидной серы в вулканизате и, как следствие этого, в увеличении термостабильности вулканизата и уменьшении степени протекания побочных реакций. Схему действия активатора вулканизации можно представить следующим образом, где пунктирной линией показано координационное взаимодействие:
Ka - Sх - SБ Ka - Sх Б
[ZnO] ? + S [ZnO]
Ka - S - Б Ka - S Б

Кроме того, в присутствии активаторов полимеризации может меняться место распада полисульфидной цепочки в подвеске, если в координационное взаимодействие с атомом цинка на поверхности твердого оксида цинка вступает один из средних атомов этой цепи:

Ka - Sх - Sy - - [ZnO] ? Ka - Sх S - Б
+ [ZnO]
Ka - S - Б Ka - S SyБ
В результате вулканизации каучуков в присутствии тиазолов между их макромолекулами образуются поперечные связи типа - С - Sх - C - , где х принимает различные значения, начиная с 1 и выше.
Таким образом, резиновая смесь представляет собой многокомпонентную композицию, каждый ингредиент которой выполняет свою функцию, а процесс вулканизации представляет собой сложную цепочку химических превращений.


2. Выбор и обоснование способа производства


Разнообразие методов производства цельноформованной обуви обусловлено технологической спецификой каждого из них, связано с функциональным назначением и внешним видом обуви. Развитие методов производства происходит как за счет совершенствования технологических режимов и применения новой техники внутри существующих методов, так и за счет разработки и освоения новых перспективных методов, расширяющих диапазон потребительских свойств цельноформованной обуви и улучшающих технико-экономические показатели производства. Существуют следующие методы производства цельноформованной обуви. /5, 8/
Метод штампования был предложен в 1932 г. советскими специалистами и разработан на ЛПО «Красный треугольник». Этим методом изготавливают мужские и мальчиковые галоши. Технологический процесс штампования галош состоит из следующих операций:
1 промазывание подкладки и стельки клеем НК;
2 вклеивание составной подкладки;
3 натягивание подкладки на сердечник, установленный на конвейере;
4 прикатка подкладки и наложение на нее шприцованной заготовки из сырой резиновой смеси;
5 ввод сердечника с заготовкой в пресс-форму;
6 штампование галоши пуансоном при 800С и давлении 10 МПа в течение 5 с;
7 удаление выпрессовок, лакирование и вулканизация, контроль.
В процессе штампования заготовка из сырой резины растекается, заполняет свободное пространство и оформляет резиновый верх и подошву галоши. Штампованные галоши отличаются монолитностью и по внешнему виду, массе и жесткости уступают клеевым (штампованные галоши имеют толстые стенки облицовочной резины и поэтому грубые и тяжелые, но отличаются высокой износостойкостью. Внеш­ней отличительной особенностью штампованной обуви яв­ляется наличие следов от прессформы). Штампование обеспечивает рост производительности труда на 27 %, позволяет использовать резиновые смеси с невысокой клейкостью и приводит к резкому сокращению числа деталей галош.
Метод формования. Промышленное освоение этого метода относится к началу 50-х годов. Метод формования имеет две разновидности:
· формование на жестком (стальном) сердечнике;
· формование на сердечнике с эластичной камерой.
При формовании на жестком сердечнике подкладка в виде чулка натягивается на сердечник. На этот чулок последовательно накладывают детали: голенище из сырой резиновой смеси, полустельку на носочную часть следа, передок на подъемную часть с закреплением на полустельку, подошву и каблук. Затем сердечник с собранными на нем деталями помещают в пресс - форму, где и происходят процессы формования и вулканизации изделия при 180?2000С в течение 4?5 минут. Отделка изделия после формования заключается в удалении выпрессовок.
Формование на сердечнике с эластичной камерой происходит следующим образом. На жесткий сердечник помещают эластичную камеру, на которой производится обычная сборка деталей изделия. В пресс-форме внутрь эластичной камеры подается сжатый воздух под давлением 2?2,5 МПа. Камера, увеличивая свой объем, производит формование изделия.
В этом случае можно использовать резину малых калибров, что увеличивает эластичность готовых изделий, а также резко сокращаются вулканизированные отходы в виде выпрессовок. Недостатком метода формования с эластичной камерой является короткий срок службы камеры (100?200 циклов).
Для получения лакированной обуви детали верха в плоском виде покрывают с помощью пульверизатора лаковой пленкой, затем сушат в шкафу при 46?600С в течение 10?15 мин.
Метод формования в целом характеризуется высокой производительностью труда.
Метод опрессовки внутренним давлением. По существу этот метод является формованием на жестком сердечнике с эластичной камерой. Отличие этого метода от других заключается в том, что при опрессовке внутренним давлением формование и вулканизацию изделия производят раздельно и между этими процессами осуществляют операцию лакирования. Процесс опрессовки проходит при температуре пресс-формы 80?1000С и давлении воздуха в камере 70*105 Па в течение 6?8с.
Галоши, изготовленные по методу опрессовки внутренним давлением, по эластичности не уступают клеевым.
Метод литья под давлением. Процесс изготовления цельноформованной обуви этим методом заключается в следующем: резиновая смесь в виде гранул подается в шнек, вращающийся в обогреваемом цилиндре; шнек пластифицирует смесь и подает ее в литьевую камеру; после заполнения камеры шнек становится плунжером и создает необходимое давление для заполнения пресс-формы, где изделие формуется и вулканизуется в течение двух минут. В качестве сырья может быть использован также гранулированный ПВХ.
Преимуществом метода является повышение производительности труда за счет уменьшения времени вулканизации, ликвидации операций по изготовлению заготовок и возможности полностью механизировать и автоматизировать производственный процесс.
Метод макания. Исходным материалом в этом методе служат латексы (водные дисперсии каучука). Особенностью технологического процесса является то, что металлическая колодка формирует не внутреннюю, а наружную поверхность изготовляемой обуви. Поэтому след колодки гравируется в соответствии с рифлением подошвы будущего изделия.........


Список используемой литературы

1. Корженевский, А.Б. Курсовое и дипломное проектирование по специальности ХТВМС: учеб. пособие [Текст] / А.Б. Корженевский, О.И. Николаева. - Иваново, 2008. - 144 с.
2. Технологический регламент на производство галош резиновых клееных ТР 81-97. ФГУП «ЧПО им. В. И. Ленина», Чебоксары, 2008. - 165 с.
3. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии [Текст] / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. -М.: Альянс, 2006. - 575 с.
4. Аверко-Антонович, Ю.О. Технология резиновых изделий: учеб. пособие для вузов [Текст] / Ю.О. Аверко-Антонович, Р.Я. Омельченко, Н.А. Охтина, Ю.Р. Эбич. Л.: Химия, 1991.-352 с.
5. Андрианова, Г.П. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи: учеб. для вузов. В 1, 2 ч. [Текст] / Г.П. Андрианова, К.А. Полякова, А.С. Фильчиков, Ю.С. Матвеев. - М.: Легпромбытиздат, 1990. - 304 с.
6. Алешунина, Л.А. Технология резиновой обуви: учеб. пособие для техникумов [Текст] / Л.А. Алешунина, Н.З. Давиденко. - Л.: Химия, 1978.-216 с.
7. Факторович, Ю.Д. Оборудование промышленности искусственных кож и пленочных материалов: справочник [Текст]. - М.: Легпромбытиздат, 1986. - 248 с.
8. Бекин, Н.Г. Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности: учеб. пособие для вузов [Текст] / Н.Г. Бекин, Н.Д. Захаров. - Л.: Химия, 1978.- 400 с.
9. Энциклопедия полимеров. 1,2,3 том, Изд.: Советская энциклопедия 1977.
10. Завгородний, В.К. Оборудование предприятий по переработке пластмасс [Текст] / В.К. Завгородний, Э.Л. Калинчев, Е.Г. Махаринский. - Л.: Химия, 1972. -464 с.
11. Тукумова, Н.В. Охрана труда и окружающей среды: методические указания к выполнению раздела в дипломных проектах для студентов специальности ХТНВ / Сост. Н.В. Тукумова, Т.А. Чеснокова, А.П. Куприяновская, Л.В. Шведова, И.А. Кузьмина, А.В. Невский; ИГХТУ. - Иваново, 2007.- 56 с.
12. Шведова, Л.В. Методические указания к выполнению раздела «Охрана труда и окружающей среды» в дипломных проектах для студентов технологических специальностей / Сост. Л.В. Шведова, А.П. Куприяновская, Т.А. Чеснокова; ИГХТУ. - Иваново, 2002.- 36 с.
13. Федеральный классификационный каталог отходов. Утвержден приказом МПР РФ от 02.12.2002 г. №786.
14. Охрана окружающей среды: Методические указания к выполнению раздела в дипломных проектах студентов технологических специальностей ИГХТУ / Сост.В.И. Гриневич, А.Ю. Никифоров, А.Н. Тростин.- Иваново, 1999.- 52 с.
15. Баратов А.Н., Корольченко А.Я., Кравчук Г.Н. и др. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочное изд. В 2-х томах.- М.: Химия, 1990 г.
16. Петров, А.П. Экономическая оценка проектных решений: Методические указания к выполнению экономического раздела дипломного проекта / Сост. А.Н. Петров, К.М. Попова, Н.А. Разумов; Иван.гос.хим.-технол.ун-т.- Иваново, 2001.- 28 с.
17. Автоматизация химико-технолоических процессов: Методические указания к выполнению раздела «Автоматизация производственных процессов» дипломного проекта студентами технологических специальностей / Сост. Е.В. Ерофеева; ГОУВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2006. 36 с.


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.