10.1.2 Пластикация и гранулирование каучуков

После декристаллизации натуральный каучук остается жестким. Вязкость

НК в кипах составляет 90–100 (по Муни), а для обработки необходима вязкость 50–55, поэтому каучук для облегчения смешения с ингредиентами и придания необходимых технологических свойств резиновым смесям необходимо подвергать пластикации. Так называется процесс превращения каучука из жесткого состояния в мягкое (пластичное). Во время пластикации на вальцах при низких температурах (40–60°С) происходит механический разрыв молекул каучука, приводящий к снижению молекулярного веса и тем самым – к повышению пластичности. Кроме того, под действием разрядов статического электричества, возникающих при работе вальцов, из кислорода воздуха образуется озон, который способствует более активному окислению каучука. Все эти факторы обусловливают повышение пластичности каучука.

С повышением температуры сверх 130 °С процесс окисления каучука проходит интенсивнее и происходит химический разрыв молекул после присоединения кислорода к каучуку по месту двойных связей.

Наиболее эффективно проходит пластикация НК при температуре 130–160°С в червячных пластикаторах или резиносмесителях, так как в этом случае более активно протекают термоокислительные процессы. При дальнейшем повышении температуры эффект пластикации снижается.

Для ускорения процесса пластикации в 1,5–2 раза применяют химические ускорители, способствующие окислению каучука: ренацит IV, пептон 22 или каптакс в количестве 0,1–0,3 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука. Их используют в виде паст или в смеси с жидкими пластификаторами.

Пластикация натурального каучука на вальцах. При небольших расходах НК его подвергают пластикации на вальцах. Основными рабочими частями вальцов являются два полых валка, вращающихся навстречу друг другу с разными скоростями. Отношение окружной скорости заднего валка к окружной скорости переднего называется фрикцией.

Перед пластикацией НК проверяют исправность и чистоту вальцов и работу аварийного выключателя (при работающих вальцах нажимают на аварийный выключатель; при исправном аварийном выключателе валки незагруженных вальцов должны останавливаться через 0,25 оборота, а при загруженных – немедленно).

Пластикация и гранулирование натурального каучука в червячных пластикаторах. При использовании НК в больших количествах пластикацию его проводят в двухстадийных (с двумя червяками) пластикаторах с червяками диаметром 508 мм (20"). Червяки заключены в цилиндры, которые могут быть расположены последовательно друг за другом или друг над другом. Червяки приводятся в движение от электродвигателя через редуктор и шестерни.

Куски каучука, разогретые до 70°С в распарочной камере, транспортером загружают в пластикатор, где они захватываются червяком и перемещаются к головке, подвергаясь механической обработке.

Во время пластикации температура головки должна быть равна 110°С, а готового пластиката, выходящего из машины, – не более 140°С. Температура регулируется путем подачи охлаждающей воды в полости головки, корпус цилиндра и червяка или пара, подаваемого в головку и корпус. Температурный режим следует тщательно контролировать при помощи термометра сопротивления или потенциометра, так как перегрев рабочих частей машины может привести к осмолению каучука.

В зависимости от конструкции головки пластикат выходит из машины в виде гранул, ленты или трубки. Наиболее удобным является гранулированный пластикат, так как гранулы можно автоматически транспортировать и взвешивать. Гранулы каучука представляют собой цилиндрические кусочки диаметром 12–20 мм и длиной 10–30 мм.(рисунок 10.1).

1 – диск с отверстиями; 2– плоские ножи; 3 – мундштуки; 4 – корпус пластикатора; 5 – червяк; 6 – разгрузочное отверстие; 7 – предохранительная крышка; 8– транспортер; 9 – гранулы.

Рисунок 10.1 – Схема гранулирования каучука

По выходе из головки гранулы охлаждаются до 40–60°С и пропудриваются путем обрызгивания каолиновой суспензией для предупреждения слипания. Затем на специальной установке гранулы сушат горячим воздухом и пневматически (под вакуумом или давлением воздуха) транспортируют в бункера для хранения. При этом температура их снижается до 25–30 °С.

Пластикация натурального каучука в резиносмесителях. Большое количество НК пластицируется в резиносмесителях периодического действия.(рисунок 10.2)

а – схема резиносмесителя; б – роторы; 1 – нижний затвор; 2 – передний ротор; 3 – задний ротор; 4 – корпус смесительной камеры; 5 – верхний затвор; 6 – цилиндр верхнего затвора; 7 – шток; 8 – загрузочная воронка; 9 – каучук (резиновая смесь); 10 – шейки роторов; 11 – гребни роторов.

Рисунок 10.2 –Скоростной резиносмеситель высокого давления

Производительность пластикаторов и грануляторов определяется практи­чески путем взвешивания готовых полуфабрикатов, изготовленных за смену(или сутки) при соблюдении технологического режима.