Инновационная технология изготовления эбонитовых изделий из резиновой крошки активированной СВЧ-излучением Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

4. Исманов, М.М. К исследованию динамики цепного режущего органа камнерезной машины ЦКМ-1 [Текст] / М.М. Исманов // Инженер. - Бишкек, 2010. - №1.- С. 51 - 56.

5. Исманов, М.М. Динамика алмазно-канатной машины АКМ-1 в процессе резания камня [Текст] / М.М. Исманов // Приволжский научный вестник. - Ижевск: Фаворит, 2016. - №3(55). - С. 40 - 46.

6. Исманов, М.М. Разработка динамической модели и получение уравнений движения алмазно-канатной машины АКМ-1 [Текст] / М.М. Исманов // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. -Екатеринбург: УГГУ, 2016.- №5. - С. 60 - 69.

© Исманов М.М., Исаев И.Э., 2016

УДК 678.028.6:66.086.4

В.Ф. Каблов

д.т.н., профессор, зав.кафедрой "ВТПЭ" Волжский политехнический институт (филиал) ВолгГТУ,

А.В. Перфильев аспирант,

Волжский политехнический институт (филиал) ВолгГТУ г. Волжский, Волгоградской обл., Российская Федерация,

В.П. Шабанова к.т.н., доцент, кафедры "ВТПЭ" Волжский политехнический институт (филиал) ВолгГТУ г. Волжский, Волгоградской обл., Российская Федерация

ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭБОНИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РЕЗИНОВОЙ КРОШКИ АКТИВИРОВАННОЙ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЕМ

Аннотация

Рассмотрена инновационная технология изготовления эбонитовых изделий из вторичной резиновой крошки, активированной микроволновым излучением. Исследовано влияние микроволнового излучения на свойства эбонитовых изделий полученных из активированной резиновой крошки.

Ключевые слова

Эбонит, резиновая крошка, повторные вулканизаты, активация, СВЧ-излучение, технология изготовления,

физико-механические показатели.

В настоящее время эбонитовые изделия заменяют пластмассами. Однако, пластмассы уступают им по некоторым свойствам. Ценные качества эбонитовых материалов это негигроскопичность, газонепроницаемость, высокие адгезионные свойства по отношению к металлу, легкость и простота в обработке. Но сложность изготовления эбонитовых смесей сдерживает их широкое применение.

Известно, что при изготовлении эбонитовых смесей, содержащих от 30 до 70 масс.ч серы, часто возникают технологические трудности в связи с подвулканизацией. Чтобы высоконаполненная смесь не подвулканизовалась, смешение проводят в две стадии: на первой каучук перемешивают со всеми ингредиентами, кроме серы, а на второй в охлажденную смесь вводят серу. В процессе вулканизации эбонитовой смеси выделяется большое количество тепла, возникает вероятность "сгорания" смеси, в связи с чем вулканизацию изделий проводят ступенчато, постепенно повышая температуру [1, с.488]. Технологический процесс изготовления эбонитовых изделий сложен, энергоемок и продолжителен.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

Потому разработка простого технологического процесса изготовления качественных эбонитовых изделий, обладающих низкой стоимостью, является актуальной и перспективной задачей. Кроме того, использование вторичного сырья, помимо экономической задачи, решает и экологическую.

Одним из способов решения вышеуказанной задачи является использование пресс-порошковой технологии. По этой технологии сначала в лопастном смесителе смешивают порошок резины с серой и ускорителями, а затем прессуют изделие в плунжерной пресс-форме при температуре 160 - 200 С. Значительное упрощение технологии, без опасности подвулканизации и без использования дорогостоящего и энергоемкого резиносмесительного оборудования, позволяет считать ее перспективной. Однако, и при использовании пресс-порошковой технологии получения эбонитовых изделий, процесс вулканизации остается длительным вследствие низкой теплопроводности смеси [2, с.22].

Указанные недостатки пресс-порошковой технологии можно устранить за счет предварительной активации прессуемой эбонитовой композиции микроволновой энергией [3]. Микроволновое излучение способствует равномерному прогреву прессуемой эбонитовой композиции и активному образованию поперечных химических связей, что в конечном итоге приводит к ускорению вулканизации при одновременном увеличении прочности и однородности изделий [4].

С целью разработки ресурсосберегающей технологии изготовления эбонитовых изделий на кафедре ВТПЭ Волжского политехнического института филиала ВолгГТУ проведены исследования пресс-порошковой технологии с использованием микроволновых излучений. Исследования проводились на стандартной эбонитовой смеси (образец 1). Были изготовлены по пресс-порошковой технологии эбонитовые смеси, отличающихся режимом обработки прессуемой композиции микроволновым излучением перед вулканизацией образцов.

Для изготовления эбонитовых образцов в плужном смесителе готовили порошковую смесь из резиновой крошки фракции не более 0,8 мм, полученной из изношенных автомобильных шин, серы и ускорителя вулканизации средней активности. Состав исследуемых эбонитовых смесей представлен в таблице 1.

Таблица 1

Состав эбонитовых смесей

№ п/п Наименование ингредиентов Шифр эбонитовых смесей

1* 2 3 4

Содержание, масс.ч.

СКМС-30АРКМ15 100,00 - - -

Регенерат РШТ-45 250,00 - - -

Кр ошка резиновая фракции 0,8 мм - 100,00 100,00 100,00

Сера 45,00 25,00 25,00 25,00

Ускоритель вулканизации 2,50 2,50 2,50 2,50

Пл астификатор 8,00 - - -

Эб онитов ая пыль 80,00 - - -

Каолин 25,00 - - -

ВСЕГО: 510,50 127,5 127,5 127,5

* Стандартная смесь

Длительность обработки СВЧ-излучением эбонитовых смесей шифра 1, 2, 3, 4 соответственно 0, 0, 2, 3 минуты соответственно.

Из таблицы видно, что предлагаемая эбонитовая композиция более экономична за счет более простого состава. Кроме того она экологична, так как используется вторичное сырье - резиновая крошка.

Непосредственно перед вулканизацией эбонитовые смеси шифров 3 и 4 подвергали воздействию микроволновой энергии в течение 2 и 3 мин. соответственно. Вулканизацию проводили в специальной

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

плунжерной пресс-форме при четырех кратном уплотнении порошковой смеси на гидравлическом прессе ВП-400-100 2Э при температуре 150С в течение 30 минут при давлении 40 МПа. Затем после вылежки в течение 24 часа полученные образцы подвергали физико-механическим испытаниям на разрывной машине РМИ-250 при скорости движения зажима 100 мм/мин на предел прочности при изгибе и прочность при сжатии.

В таблице 2 показаны технологические свойства эбонитовых смесей и физико-механические показатели вулканизатов, из которой видно преимущество предлагаемой композиции: значительное увеличение индукционного периода, скорости вулканизации эбонитовых смесей.

Показано, что для получения оптимальных свойств эбонитовых смесей и физико-механических показателей вулканизатов необходимо выбрать предварительный режим обработки микроволновым излучением.

Таблица 2

Результаты испытаний эбонитовых смесей и их вулканизатов

Наименование показателей Шифр эбонитовой смеси

1 2 3 4

Свойства эбонитовых смесей

Начало подвулканизации при 120 °С, мин 7 16 15 14

Скорость вулканизации, время достижения оптимума при 170°С, мин 6 8 6 5

Физико-механические показатели вулканизатов

Предел прочности при статическом изгибе, МПа 51 35 40 42

Прочность при сжатии, МПа 98 80 81 83

Показано положительное влияние микроволновой энергии на технологические свойства порошкообразных эбонитовых смесей, прочность и однородность вулканизатов.

Выбраны режимы микроволнового облучения для получения оптимальных свойств эбонитовых смесей и физико-механические показатели вулканизатов.

Таким образом, по результатам проведенных исследований повторных вулканизатов из резиновой крошки можно рекомендовать использование порошковой технологии с предварительной активацией прессуемой композиции микроволновым излучением для изготовления разнообразных формовых эбонитовых изделий изготавливаемых методом плунжерного формования.

Список использованной литературы:

1. Кошелев Ф.Ф., Корнев А.Е., Буканов А.М. Общая технология резины. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: «Химия», 1978. - 528 с.

2. Поляков, О.Г. Повторные вулканизаты из резиновой крошки/ О.Г. Поляков, А.М. Чайкун, Тем.обзор. Сер. «Производство резинотехнических и асбестотехнических изделий», М., ЦНИИТЭнефтехим,1993. - 32с

3. Каблов В.Ф. Использование микроволнового воздействия для изготовления изделий из резиновой крошки / В.Ф. Каблов, А.В. Перфильев, В.П. Шабанова, В.А. Егоров, // Тез. докл. IV-й Всероссийской конференции «Каучук и резина - 2014: традиции и новации» (Москва, 23 -24 апр. 2014 г.) В 2 ч. Ч.2 (Стендовые доклады) / ООО "НТЦ "НИИШП" [и др.]. - М., 2014.

4. Каблов, В.Ф., Перфильев А.В., Шабанова В.П. Перспективные способы активации резиновой крошки // Каучук и резина. 2016. № 3. С. 44-47.

© Каблов В.Ф., Перфильев А.В., Шабанова В.П., 2016