Vulkanizasyon tanımının kinetiği. Vulkanizasyon ve özellikleri Vulkanizasyon sürecinin sistematik analizi

Kauçukların vulkanizasyonunun ana yöntemleri. Kauçuk teknolojisinin ana kimyasal sürecini gerçekleştirmek için - vulkanizasyon - vulkanizasyon ajanları kullanılır. Vulkanizasyon işleminin kimyası, doğrusal veya dallanmış kauçuk makromolekülleri ve çapraz bağlantıları içeren bir uzaysal ağın oluşumundan oluşur. Teknolojik olarak, vulkanizasyon, kauçuk bileşiğinin normal ila 220 ° C arasındaki sıcaklıklarda basınç altında ve daha az sıklıkla onsuz işlenmesinden oluşur.

Çoğu durumda, endüstriyel vulkanizasyon, bir vulkanizasyon ajanı, hızlandırıcılar ve vulkanizasyon aktivatörleri içeren vulkanizasyon sistemleri ile gerçekleştirilir ve daha verimli bir mekansal ağ oluşturma prosesi akışına katkıda bulunur.

Kauçuk ve vulkanize edici ajan arasındaki kimyasal etkileşim, kauçuğun kimyasal aktivitesi ile belirlenir, yani. zincirlerinin doymamışlık derecesi, fonksiyonel grupların varlığı.

Doymamış kauçukların kimyasal aktivitesi, ana zincirde çift bağların varlığından ve çift bağa bitişik -metilen gruplarındaki hidrojen atomlarının artan hareketliliğinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle doymamış kauçuklar, çift bağ ve komşu grupları ile etkileşime giren tüm bileşiklerle vulkanize edilebilir.

Doymamış kauçuklar için ana vulkanizasyon maddesi, genellikle hızlandırıcılar ve bunların aktivatörleri ile birlikte bir vulkanizasyon sistemi olarak kullanılan kükürttür. Sülfürün yanı sıra organik ve inorganik peroksitler, alkilfenol-formaldehit reçineleri (AFFS), diazo bileşikleri ve polihaloit bileşikleri kullanılabilir.

Doymuş kauçukların kimyasal aktivitesi, doymamış kauçukların aktivitelerinden önemli ölçüde daha düşüktür, bu nedenle vulkanizasyon için çeşitli peroksitler gibi oldukça reaktif maddeler kullanılmalıdır.

Doymamış ve doymuş kauçukların vulkanizasyonu sadece kimyasal vulkanizasyon ajanlarının varlığında değil, aynı zamanda kimyasal dönüşümleri başlatan fiziksel etkilerin etkisi altında da gerçekleştirilebilir. Bunlar yüksek enerjili radyasyon (radyasyon vulkanizasyonu), ultraviyole radyasyon (fotovulkanizasyon), yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kalma (termal vulkanizasyon), şok dalgaları ve diğer bazı kaynaklardır.

Fonksiyonel gruplara sahip kauçuklar, fonksiyonel gruplarla etkileşime giren çapraz bağlama ajanları ile bu gruplarda vulkanize edilebilir.

Vulkanizasyon sürecinin ana düzenlilikleri. Kauçuk türü ve kullanılan vulkanizasyon sistemi ne olursa olsun, vulkanizasyon işlemi sırasında malzeme özelliklerinde bazı karakteristik değişiklikler meydana gelir:

Kauçuk bileşiğinin plastisitesi keskin bir şekilde azalır, vulkanizatların mukavemeti ve esnekliği ortaya çıkar. Bu nedenle, NC'ye dayalı ham kauçuk bileşiğinin gücü 1.5 MPa'yı geçmez ve vulkanize bir malzemenin gücü 25 MPa'dan az değildir.

Kauçuğun kimyasal aktivitesi önemli ölçüde azalır: doymamış kauçuklarda çift bağ sayısı, doymuş kauçuklarda ve fonksiyonel gruplara sahip kauçuklarda aktif merkezlerin sayısı azalır. Bu, vulkanizatın oksidatif ve diğer agresif etkilere karşı direncini arttırır.

Vulkanize malzemenin düşük ve yüksek sıcaklıkların etkisine karşı direncini arttırır. Böylece, NC 0ºº'de sertleşir ve +100ºº'de yapışkan hale gelirken, vulkanizat -20 ila +100ºº sıcaklık aralığında mukavemet ve elastikiyetini korur.

Vulkanizasyon sırasında malzemenin özelliklerindeki değişikliğin bu karakteri, üç boyutlu bir uzaysal ızgara oluşumu ile biten yapılandırma süreçlerinin oluşumunu açık bir şekilde gösterir. Vulkanizatın esnekliğini koruması için çapraz bağların yeterince nadir olması gerekir. Örneğin, NC durumunda, ana zincirin 600 karbon atomu başına bir çapraz bağ oluşursa, zincirin termodinamik esnekliği korunur.

Vulkanizasyon işlemi, sabit bir sıcaklıkta vulkanizasyon süresine bağlı olarak özelliklerde bazı genel değişiklik kalıpları ile de karakterize edilir.

Karışımların viskozite özellikleri en belirgin şekilde değiştiğinden, vulkanizasyon kinetiğini incelemek için kesme rotasyonel viskozimetreleri, özellikle Monsanto reometreleri kullanılır. Bu cihazlar, çeşitli kesme kuvvetleri ile 12 - 360 dakika boyunca 100 ila 200ºС arasındaki sıcaklıklarda vulkanizasyon sürecini incelemeyi mümkün kılar. Cihazın kaydedicisi, torkun vulkanizasyon süresine bağımlılığını şu anda yazar. Sabit sıcaklık, yani bir S-şekline ve işlemin aşamalarına karşılık gelen birkaç bölüme sahip bir vulkanizasyon kinetik eğrisi (Şekil 3).

Vulkanizasyonun ilk aşaması, indüksiyon dönemi, kavurma aşaması veya ön vulkanizasyon aşaması olarak adlandırılır. Bu aşamada, kauçuk karışımı akışkan kalmalı ve tüm kalıbı iyi doldurmalıdır, bu nedenle özellikleri minimum kesme momenti M min (minimum viskozite) ve kesme momentinin minimum ile karşılaştırıldığında 2 birim arttığı bir ts süresi ile karakterize edilir. .

İkinci aşamaya ana vulkanizasyon dönemi denir. İndüksiyon periyodunun sonunda, aktif partiküller kauçuk bileşiğinin kütlesinde birikir ve hızlı yapılanmaya ve buna bağlı olarak belirli bir maksimum değere Mmax kadar tork artışına neden olur. Ancak ikinci aşamanın tamamlanması Mmax'a ulaşma zamanı değil, M90'a karşılık gelen t90 zamanıdır. Bu an formül tarafından belirlenir

M 90 \u003d 0,9 M + M dk,

burada M – tork farkı (M=M maks – M min).

Zaman t90, değeri vulkanizasyon sisteminin aktivitesine bağlı olan optimum vulkanizasyondur. Ana periyotta eğrinin eğimi, vulkanizasyon oranını karakterize eder.

Sürecin üçüncü aşaması, çoğu durumda kinetik eğri üzerinde sabit özelliklere sahip yatay bir bölüme karşılık gelen aşırı vulkanizasyon aşaması olarak adlandırılır. Bu bölgeye vulkanizasyon platosu denir. Plato ne kadar geniş olursa, karışım aşırı vulkanizasyona o kadar dirençli olur.

Platonun genişliği ve eğrinin daha sonraki seyri esas olarak kauçuğun kimyasal yapısına bağlıdır. NK ve SKI-3 gibi doymamış lineer kauçuklar durumunda, plato geniş değildir ve daha sonra bozulma meydana gelir, yani. eğrinin eğimi (Şekil 3, eğri fakat). Aşırı vulkanizasyon aşamasında özelliklerin bozulma sürecine denir. geri dönüş. Geri dönüşün nedeni, sadece ana zincirlerin değil, aynı zamanda yüksek sıcaklık etkisi altında oluşan çapraz bağların da tahrip olmasıdır.

Dallanmış bir yapıya sahip doymuş kauçuklar ve doymamış kauçuklar durumunda (yan 1,2-birimlerde önemli miktarda çift bağ), aşırı vulkanizasyon bölgesinde özellikler önemli ölçüde değişir ve hatta bazı durumlarda iyileşir (Şekil 3, eğriler B Ve içinde), çünkü yan bağlantıların çift bağlarının termal oksidasyonuna ek yapılandırma eşlik eder.

Kauçuk bileşiklerinin aşırı vulkanizasyon aşamasındaki davranışı, büyük ürünlerin, özellikle otomobil lastiklerinin üretiminde önemlidir, çünkü tersine dönme nedeniyle dış katmanların aşırı vulkanizasyonu, iç katmanların yetersiz vulkanizasyonu meydana gelebilir. Bu durumda, lastiğin üniform ısınması için uzun bir indüksiyon periyodu sağlayacak vulkanizasyon sistemleri gereklidir, yüksek hız ana dönemde ve revulkanizasyon aşamasında geniş bir vulkanizasyon platosu.

3.2. Doymamış Kauçuklar için Kükürt Vulkanizasyon Sistemleri

Bir vulkanizasyon ajanı olarak kükürtün özellikleri. Doğal kauçuğun kükürt ile vulkanizasyon süreci 1839'da C. Goodyear ve bağımsız olarak 1843'te G. Gencock tarafından keşfedildi.

Vulkanizasyon için doğal öğütülmüş kükürt kullanılır. Elemental kükürt, sadece α-modifikasyonunun kauçukta kısmen çözünebildiği birkaç kristal modifikasyona sahiptir. 112.7 ºС erime noktasına sahip olan ve vulkanizasyonda kullanılan bu modifikasyondur. -form molekülleri, halka kopması E act = 247 kJ/mol'ün ortalama aktivasyon enerjisine sahip sekiz üyeli bir döngü S8'dir.

Bu oldukça yüksek bir enerjidir ve kükürt halkasının ayrılması sadece 143ºС ve üzeri sıcaklıklarda gerçekleşir. 150ºº'nin altındaki sıcaklıklarda, karşılık gelen kükürt biyonunun oluşumu ile kükürt halkasının heterolitik veya iyonik ayrışması ve 150ºº ve üzerinde, kükürt diradikallerinin oluşumu ile S halkasının homolitik (radikal) ayrışması meydana gelir:

t150ºС S 8 →S + - S 6 - S - → S 8 + -

t150ºС S 8 →Sֹ–S 6 –Sֹ→S 8 ֹֹ.

Biradicals S 8 ·· kolayca daha küçük parçalara ayrılır: S 8 ֹֹ→S х ֹֹ + S 8-х ֹֹ.

Elde edilen kükürt biyonları ve biradikalleri daha sonra ya çift bağda ya da a-metilen karbon atomunun yerinde kauçuk makromolekülleri ile etkileşime girer.

Sistemde aktif partiküller (katyonlar, anyonlar, serbest radikaller) varsa, kükürt halkası 143ºС'nin altındaki sıcaklıklarda da bozunabilir. Aktivasyon şemaya göre gerçekleşir:

S 8 + A + →A - S - S 6 - S +

S 8 + B – → B – S – S 6 –

S 8 + Rֹ → R - S - S 6 - Sֹ.

Bu tür aktif partiküller, vulkanizasyon hızlandırıcıları ve bunların aktivatörleri ile vulkanizasyon sistemleri kullanıldığında kauçuk bileşiğinde bulunur.

Yumuşak plastik kauçuğu sert elastik kauçuğa dönüştürmek yeterli değil Büyük bir sayı kükürt - ağırlıkça %0.1~0.15 Bununla birlikte, gerçek kükürt dozajları ağırlıkça 12,5 ila 35 arasında değişir. 100 wt.h başına silgi.

Kükürt, kauçukta sınırlı bir çözünürlüğe sahiptir, bu nedenle kükürt dozajı, kauçuk bileşiğinde dağıtıldığı forma bağlıdır. Gerçek dozlarda kükürt, yüzeyinden kükürt moleküllerinin kauçuk kütlesine yayıldığı erimiş damlacıklar şeklindedir.

Kauçuk karışımının hazırlanması, kükürtün kauçuktaki çözünürlüğünü artıran yüksek bir sıcaklıkta (100-140ºС) gerçekleştirilir. Bu nedenle karışım soğutulduğunda, özellikle yüksek dozlarda olduğu durumlarda, serbest kükürt, ince bir film veya kükürt kaplama oluşumu ile kauçuk karışımın yüzeyine yayılmaya başlar. Teknolojideki bu sürece solma veya terleme denir. Çiçeklenme, preformların yapışkanlığını nadiren azaltır, bu nedenle preformlar, montajdan önce yüzeyi tazelemek için benzinle işlenir. Bu, montajcıların çalışma koşullarını kötüleştirir ve üretimin yangın ve patlama tehlikesini artırır.

Solma sorunu özellikle çelik kord lastiklerinin üretiminde akuttur. Bu durumda, metal ve kauçuk arasındaki bağın gücünü artırmak için, S dozajı ağırlıkça 5 saate çıkarılır. Bu tür formülasyonlarda solmayı önlemek için, polimerik kükürt adı verilen özel bir modifikasyon kullanılmalıdır. Bu,  formunun 170ºº'ye ısıtılmasıyla oluşturulan  formudur. Bu sıcaklıkta, eriyiğin viskozitesinde keskin bir sıçrama olur ve n'nin 1000'in üzerinde olduğu polimerik kükürt Sn oluşur. Dünya pratiğinde, "cristex" markası altında bilinen çeşitli polimerik kükürt modifikasyonları kullanılır. .

Kükürt vulkanizasyonu teorileri. Kükürt vulkanizasyon sürecini açıklamak, kimyasal ve fiziksel teoriler. 1902'de Weber, elementleri bugüne kadar hayatta kalan ilk kimyasal vulkanizasyon teorisini ortaya koydu. NK'nin kükürt ile etkileşiminin ürününü çıkaran Weber, eklenen kükürtün bir kısmının özütlenmediğini buldu. Bu kısım onun tarafından bağlı ve ayrılmış olan - serbest kükürt olarak adlandırıldı. Bağlı ve serbest kükürt miktarının toplamı, kauçuğa eklenen toplam kükürt miktarına eşitti: S toplam =S serbest +S bağı. Weber ayrıca, bağlı kükürtün kauçuk bileşiğinin (A) bileşimindeki kauçuk miktarına oranı olarak vulkanizasyon katsayısı kavramını da tanıttı: K vulk \u003d S bağı / A.

Weber, izopren birimlerinin çift bağlarına molekül içi kükürt ilavesinin bir ürünü olarak polisülfid (C5H8S)n'yi izole etmeyi başardı. Bu nedenle, Weber'in teorisi, vulkanizasyon sonucu güçteki artışı açıklayamadı.

1910'da Oswald, kauçuk ve kükürt arasındaki fiziksel adsorpsiyon etkileşimi ile vulkanizasyonun etkisini açıklayan fiziksel bir vulkanizasyon teorisi ortaya koydu. Bu teoriye göre, kauçuk karışımında, adsorpsiyon kuvvetleri nedeniyle de birbirleriyle etkileşime giren kauçuk-kükürt kompleksleri oluşur ve bu da malzemenin mukavemetinde bir artışa yol açar. Bununla birlikte, adsorpsiyona bağlı kükürt, gerçek koşullarda gözlenmeyen vulkanizattan tamamen ekstrakte edilmelidir ve vulkanizasyonun kimyasal teorisi daha sonraki tüm çalışmalarda hakim olmaya başlamıştır.

Kimyasal teorinin (köprü teorisi) başlıca kanıtları şu ifadelerdir:

Yalnızca doymamış kauçuklar kükürt ile vulkanize edilir;

Kükürt, çeşitli tiplerde kovalent çapraz bağlar (köprüler) oluşturmak için doymamış kauçuk molekülleri ile etkileşime girer, yani. miktarı kauçuğun doymamışlığı ile orantılı olan bağlı kükürt oluşumu ile;

Vulkanizasyon işlemine, eklenen kükürt miktarıyla orantılı bir termal etki eşlik eder;

Vulkanizasyon, yaklaşık 2'lik bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani. genel olarak bir kimyasal reaksiyonun sıcaklık katsayısına yakındır.

Kükürt vulkanizasyonunun bir sonucu olarak mukavemet artışı, sistemin yapılandırılmasından dolayı meydana gelir ve bunun sonucunda üç boyutlu bir uzaysal ızgara oluşur. Mevcut kükürt vulkanizasyon sistemleri, pratik olarak her türlü çapraz bağın yönlü sentezlenmesini, vulkanizasyon hızını ve vulkanizatın nihai yapısını değiştirmeyi mümkün kılar. Bu nedenle kükürt, doymamış kauçuklar için hala en popüler çapraz bağlama maddesidir.

Kuznetsov A.Ş. 1 , Kornyushko V.F. 2

1 Yüksek Lisans öğrencisi, 2 Teknik Bilimler Doktoru, Profesör, Bölüm Başkanı Bilgi sistemi Kimya Teknolojisi, Moskova Teknoloji Üniversitesi

KİMYASAL-TEKNOLOJİK BİR SİSTEMDE KONTROL OBJESİ OLARAK ELASTOMER SİSTEMLERİN KARIŞTIRILMASI VE YAPILANDIRILMASI SÜREÇLERİ

Dipnot

Makalede, sistem analizi açısından, elastomerlerden ürünler elde etmek için karıştırma ve yapılandırma işlemlerini tek bir kimyasal-teknolojik sistemde birleştirme olasılığı ele alınmaktadır.

Anahtar Kelimeler: karıştırma, yapılandırma, sistem, sistem analizi, yönetim, kontrol, kimyasal-teknolojik sistem.

Kuznetsov A. S. 1 , Kornuşko V. F. 2

1 Yüksek lisans öğrencisi, 2 Mühendislik Doktora, Profesör, Kimyasal teknolojide bilgi sistemleri bölüm başkanı, Moskova Devlet Üniversitesi

KİMYA MÜHENDİSLİĞİ SİSTEMİNDE KONTROL OBJESİ OLARAK KARIŞTIRMA VE YAPILANDIRMA SÜREÇLERİ

Soyut

Makale, elde edilen elastomer ürünlerinin birleşik kimya-mühendislik sistemindeki karıştırma ve vulkanizasyon süreçlerini sistem analizi temelinde birleştirme olasılığını açıklamaktadır.

anahtar kelimeler: karıştırma, yapılandırma, sistem, sistem analizi, yön, kontrol, kimya-mühendislik sistemi.

Tanıtım

Yeni teknolojilerin yaratılması, üretimde bir artış, yeni teknolojilerin tanıtılması, hammaddelerin ve her türlü enerjinin ekonomik kullanımı ve düşük atık endüstrileri yaratılmadan kimya endüstrisinin gelişimi imkansızdır.

Endüstriyel süreçler, ürünlerin üretimi için tek bir üretim kompleksinde birleştirilen bir dizi cihaz ve makine olan karmaşık kimyasal-teknolojik sistemlerde (CTS) gerçekleşir.

Elastomerlerden (bir elastomer kompozit malzeme (ECM) veya kauçuk elde etme) ürünlerin modern üretimi, çok sayıda aşama ve teknolojik işlemin varlığı ile karakterize edilir, yani: kauçuğun ve bileşenlerin hazırlanması, katı ve dökme malzemelerin tartılması, kauçuğun karıştırılması bileşenlerle, bir ham kauçuk karışımının kalıplanması - yarı bitmiş ürün ve aslında, kauçuk karışımının uzamsal yapılandırılması (vulkanizasyon) süreci - belirli bir dizi özelliğe sahip bitmiş bir ürün elde etmek için boşluklar.

Elastomerlerden ürün üretimi için tüm süreçler birbiriyle yakından bağlantılıdır, bu nedenle uygun kalitede ürünler elde etmek için tüm yerleşik teknolojik parametrelerin tam olarak gözetilmesi gereklidir. Şartlandırılmış ürünlerin elde edilmesi, kullanım ile kolaylaştırılmıştır. çeşitli metodlar merkezi fabrika laboratuvarlarında (CSL) üretimdeki ana teknolojik miktarların kontrolü.

Elastomerlerden ürün elde etme sürecinin karmaşıklığı ve çok aşamalı doğası ve ana teknolojik göstergeleri kontrol etme ihtiyacı, elastomerlerden ürün elde etme sürecinin tüm teknolojik aşamaları ve işlemleri, unsurları içeren karmaşık bir kimyasal-teknolojik sistem olarak ele alınması anlamına gelir. sürecin ana aşamalarının analizi, yönetimi ve kontrolü.

1. Genel özellikleri karıştırma ve yapılandırma süreçleri

Bitmiş ürünlerin (belirli özelliklere sahip ürünler) alınmasından önce, elastomerlerden ürünlerin üretimi için sistemin iki ana teknolojik işlemi, yani karıştırma işlemi ve aslında ham kauçuk karışımının vulkanizasyonu gelir. Bu süreçlerin teknolojik parametrelerine uygunluğun izlenmesi, uygun kalitede ürünlerin alınmasını, üretimin yoğunlaştırılmasını ve evliliğin önlenmesini sağlayan zorunlu bir prosedürdür.

İlk aşamada kauçuk var - bir polimer baz ve çeşitli bileşenler. Kauçuğu ve malzemeleri tarttıktan sonra karıştırma işlemi başlar. Karıştırma işlemi, bileşenlerin öğütülmesidir ve bunların kauçukta daha düzgün bir şekilde dağılmasına ve daha iyi dağılmasına indirgenir.

Karıştırma işlemi, silindirler üzerinde veya bir kauçuk karıştırıcıda gerçekleştirilir. Sonuç olarak, yarı mamul bir ürün - ham kauçuk bileşiği - daha sonra vulkanizasyona (yapılandırma) tabi tutulan bir ara ürün elde ediyoruz. Ham kauçuk karışımının aşamasında, karışımın homojenliği kontrol edilir, karışımın bileşimi kontrol edilir ve vulkanizasyon kabiliyeti değerlendirilir.

Karışımın homojenliği, kauçuk bileşiğinin plastisite göstergesi ile kontrol edilir. Kauçuk karışımının farklı kısımlarından numuneler alınır ve karışımın plastisite indeksi belirlenir; farklı numuneler için yaklaşık olarak aynı olmalıdır. P karışımının plastisitesi, hata sınırları dahilinde, belirli bir kauçuk bileşiği için pasaportta belirtilen reçete ile örtüşmelidir.

Karışımın vulkanizasyon kabiliyeti, çeşitli konfigürasyonlardaki vibroreometrelerde kontrol edilir. Bu durumda reometre, elastomerik sistemlerin yapılandırılması sürecinin fiziksel modellemesinin bir nesnesidir.

Vulkanizasyonun bir sonucu olarak, bitmiş bir ürün elde edilir (kauçuk, elastomerik bir kompozit malzeme. Böylece kauçuk, karmaşık bir çok bileşenli sistemdir (Şekil 1).

Pirinç. 1 - Elastomerik malzemenin bileşimi

Yapılandırma işlemi, bir uzaysal kimyasal bağ ağının oluşması nedeniyle ham bir plastik kauçuk karışımının elastik kauçuğa dönüştürülmesinin kimyasal bir işleminin yanı sıra gerekli şekli sabitleyerek bir eşya, kauçuk, elastomerik kompozit malzeme elde etmek için teknolojik bir işlemdir. ürünün gerekli işlevini sağlamak için.

1. Kimyasal-teknolojik bir sistem modeli oluşturmak
   elastomerlerden ürün üretimi

Herhangi bir kimyasal üretim, üç ana işlemin bir dizisidir: hammaddelerin hazırlanması, fiili kimyasal dönüşüm, hedef ürünlerin izolasyonu. Bu işlem dizisi, tek bir karmaşık kimyasal-teknolojik sistemde (CTS) somutlaştırılmıştır. Modern bir kimya işletmesi, aralarında hiyerarşik bir yapı şeklinde üç ana adımla tabi olma ilişkilerinin bulunduğu çok sayıda birbirine bağlı alt sistemden oluşur (Şekil 2). Elastomerlerin üretimi bir istisna değildir ve çıktı istenen özelliklere sahip bitmiş bir üründür.

Pirinç. 2 - Elastomerlerden ürünlerin üretimi için kimyasal-teknolojik sistemin alt sistemleri

Böyle bir sistemin yanı sıra herhangi bir kimyasal-teknolojik sistemin kurulmasının temeli üretim süreçleri, sistematik bir yaklaşımdır. Ayrı bir tipik kimya mühendisliği süreci üzerine sistematik bir bakış açısı, bilime dayalı bir strateji geliştirmeye izin verir. karmaşık analiz süreç ve bu temelde, gelecekte kontrol programlarının uygulanması için matematiksel açıklamasının sentezi için ayrıntılı bir program oluşturma.

Bu şema, elementlerin seri bağlantısına sahip bir kimyasal-teknolojik sistemin bir örneğidir. Kabul edilen sınıflandırmaya göre en küçük seviye tipik bir süreçtir.

Elastomerlerin üretimi durumunda, ayrı üretim aşamaları bu tür işlemler olarak kabul edilir: bileşenlerin tartılması, kauçuğun kesilmesi, silindirler üzerinde veya bir kauçuk karıştırıcıda karıştırılması, bir vulkanizasyon aparatında mekansal yapılandırma.

Bir sonraki seviye atölye tarafından temsil edilir. Elastomerlerin üretimi için, hammaddelerin temini ve hazırlanması için alt sistemlerden, yarı mamul bir ürünün karıştırılması ve elde edilmesi için bir blok ve ayrıca yapılandırma ve kusurları tespit etmek için bir son bloktan oluşan olarak temsil edilebilir.

Nihai ürünün gerekli kalite düzeyini sağlamak, teknolojik süreçlerin yoğunlaştırılması, karıştırma ve yapılandırma süreçlerinin analiz ve kontrolü, evliliğin önlenmesi için ana üretim görevleri tam olarak bu düzeyde gerçekleştirilir.

1. Karıştırma ve yapılandırmanın teknolojik süreçlerinin kontrolü ve yönetimi için ana parametrelerin seçimi

Yapılandırma işlemi, bir uzaysal kimyasal bağ ağının oluşması nedeniyle ham bir plastik kauçuk karışımının elastik kauçuğa dönüştürülmesinin kimyasal bir işleminin yanı sıra gerekli şekli sabitleyerek bir eşya, kauçuk, elastomerik kompozit malzeme elde etmek için teknolojik bir işlemdir. ürünün gerekli işlevini sağlamak için.

Elastomerlerden ürünlerin üretim süreçlerinde, kontrol edilen parametreler şunlardır: karıştırma ve vulkanizasyon sırasında sıcaklık Tc Tb, presleme sırasında basınç P, karışımın silindirler üzerinde işlenme süresi τ ve ayrıca vulkanizasyon süresi (optimum) τopt.

Silindirler üzerindeki yarı bitmiş ürünün sıcaklığı, bir iğne termokupl veya kendi kendini kaydeden cihazlara sahip bir termokupl ile ölçülür. Sıcaklık sensörleri de vardır. Genellikle valfi ayarlayarak silindirler için soğutma suyu akışını değiştirerek kontrol edilir. Üretimde soğutma suyu akış düzenleyicileri kullanılmaktadır.

Basınç sensörlü ve uygun regülatör takılı bir yağ pompası kullanılarak basınç kontrol edilir.

Karışımın üretimi için parametrelerin oluşturulması, işlem parametrelerinin gerekli değerlerini içeren kontrol tablolarına göre silindir tarafından gerçekleştirilir.

Yarı bitmiş ürünün (ham karışım) kalite kontrolü, karışımın pasaportuna göre üreticinin merkez fabrika laboratuvarı (CPL) uzmanları tarafından gerçekleştirilir. Aynı zamanda, karıştırma kalitesinin izlenmesi ve kauçuk karışımının vulkanizasyon kabiliyetinin değerlendirilmesi için ana unsur, vibroreometri verilerinin yanı sıra, işlemin grafiksel bir temsili olan reometrik eğrinin analizidir ve şu şekilde kabul edilir: elastomerik sistemlerin yapılandırılması sürecinin bir kontrol ve ayar unsuru.

Vulkanizasyon özelliklerini değerlendirme prosedürü, teknoloji uzmanı tarafından karışımın pasaportuna ve kauçuk ve kauçukların reometrik testlerinin veri tabanlarına göre gerçekleştirilir.

Şartlandırılmış bir ürün elde etmenin kontrolü - son aşama - bitmiş ürünlerin teknik kalite kontrolü için bölümün uzmanları tarafından, ürünün teknik özelliklerine ilişkin test verilerine göre gerçekleştirilir.

Belirli bir bileşimin kauçuk bileşiğinin kalitesini kontrol ederken, gerekli özelliklere sahip ürünlerin elde edildiğine bağlı olarak, belirli bir özellik gösterge değerleri aralığı vardır.

Sonuçlar:

1. Başvuru sistem yaklaşımı elastomerlerden ürünlerin üretim süreçlerini analiz ederken, yapılandırma sürecinin kalitesinden sorumlu parametrelerin en eksiksiz şekilde izlenmesini sağlar.
2. Teknolojik süreçlerin gerekli göstergelerini sağlamak için ana görevler, mağaza düzeyinde belirlenir ve çözülür.

Edebiyat

1. Kuruluşların yönetiminde sistem teorisi ve sistem analizi: TZZ El Kitabı: Proc. ödenek / Ed. V.N. Volkova ve A.A. Emelyanov. - E.: Finans ve istatistik, 2006. - 848 s.: hasta. ISBN 5-279-02933-5
2. Kholodnov V.A., Hartmann K., Chepikova V.N., Andreeva V.P. Sistem Analizi ve karar verme. Kimyasal-teknolojik sistemleri malzeme ve termal geri dönüşümlerle modellemek için bilgisayar teknolojileri. [Metin]: öğretici./ V.A. Kholodnov, K. Hartmann. Petersburg: SPbGTI (TU), 2006.-160 s.
3. Agayants I.M., Kuznetsov A.S., Ovsyannikov N.Ya. Reometrik eğrilerin nicel yorumunda koordinat eksenlerinin değiştirilmesi - M.: İnce kimyasal teknolojiler 2015. V.10 No. 2, s64-70.
4. Novakov I.A., Wolfson S.I., Novopoltseva O.M., Krakshin M.A. Elastomer bileşimlerin reolojik ve vulkanizasyon özellikleri. - E.: ICC "Akademkniga", 2008. - 332 s.
5. Kuznetsov A.S., Kornyushko V.F., Agayants I.M. \Elastomerik sistemlerin yapılandırılması için bir süreç kontrol aracı olarak reogram \ M:. NXT-2015 s.143.
6. Kaşkinova Yu.V. Bir teknoloji uzmanının işyerini organize etme sistemindeki vulkanizasyon sürecinin kinetik eğrilerinin nicel yorumu - bir kauçuk işçisi: tezin özeti. dis. … cand. teknoloji Bilimler. - Moskova, 2005. - 24 s.
7. Chernyshov V.N. Sistem teorisi ve sistem analizi: ders kitabı. ödenek / V.N. Chernyshov, A.V. Chernyshov. - Tambov: Tambov Yayınevi. belirtmek, bildirmek teknoloji un-ta., 2008. - 96 s.

Referanslar

1. Teoriya sistem i sistemnyj analiz v upravlenii organizaciyami: TZZ Spravochnik: Ucheb. posobie / Pod kırmızısı. V.N. Volkovoj ve A.A. Emel'yanova. - M.: Finansy i istatistik, 2006. - 848 s: il. ISBN 5-279-02933-5
2. Holodnov V.A., Hartmann K., Chepikova V.N., Andreeva V.P.. Sistemnyj analiz ve prinyatie reshenij. Komp'yuternye tekhnologii modelrovaniya himiko-tekhnologicheskih sistemin malzeme'nymi ve teplovymi reciklami. : uchebnoe posobie./ V.A. Holodnov, K. Hartmann. SPb.: SPbGTI (TU), 2006.-160 s.
3. Agayanc I.M., Kuznecov A.Ş., Ovsyannikov N.YA. Modifikaciya osej koordinatör pri kolichestvennojterpretacii reometricheskih krivyh – M.: Tonkie himicheskie tekhnologii 2015 T.10 No.2, s64-70.
4. Novakov I.A., Vol'fson S.I., Novopol'ceva O.M., Krakshin M.A. Reologicheskie ve vulkanizacionnye svojstva ehlastomernyh kompozicij. - E.: IKC "Akademkniga", 2008. - 332 s.
5. Kuznecov A.S., Kornyushko V.F., Agayanc I.M. \Reogramma kak enstrüman upravleniya tekhnologicheskim processom strukturirovaniya ehlastomernyh sistem \ M:. NHT-2015 s.143.
6. Kaşkinova YU.V. Kolichestvennaya kineticheskih krivyh processa vulkanizacii v sistem organizacii rabochego mesta tekhnologa – rezinshchika: avtoref. dis. ...cand. teknoloji Bilim. - Moskova, 2005. - 24 sn.
7. Chernyshov V.N. Teoriya sistem ve sistem analizi: ucheb. posobie / V.N. Chernyshov, A.V. Chernyshov. – Tambov: Izd-vo Tamb. gider. teknoloji un-ta., 2008. - 96 s.

Kauçuk ürünlerin imalatında vulkanizasyon kinetiğinin belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Kauçuk bileşiklerinin vulkanize edilebilirliği, yanma yetenekleriyle aynı değildir ve bunu değerlendirmek için, kişinin yalnızca başlangıcı (akışkanlığı azaltarak) değil, aynı zamanda bazı indikatörlerin maksimum değerine ulaşıldığında optimum vulkanizasyonu belirlemeye izin veren yöntemlere ihtiyaç vardır. , örneğin dinamik modül.39

Vulkanize edilebilirliği belirlemek için genel yöntem, aynı kauçuk bileşiğinden ısıl işlemin süresinde farklılık gösteren birkaç numune yapmak ve bunları örneğin bir çekme test cihazında test etmektir. Testin sonunda bir vulkanizasyon kinetiği eğrisi çizilir. Bu yöntem çok zahmetli ve zaman alıcıdır.39

Reometre testleri tüm soruları yanıtlamaz ve daha fazla doğruluk için yoğunluk, çekme mukavemeti ve sertliği belirleme sonuçları istatistiksel olarak işlenmeli ve eğrilerle çapraz kontrol edilmelidir. vulkanizasyon kinetiği. 60'ların sonunda. Reometreler kullanılarak karışımların hazırlanmasının kontrolünün geliştirilmesi ile bağlantılı olarak, daha büyük kapalı kauçuk karıştırıcıların kullanımı kullanılmaya başlandı ve bazı endüstrilerde karıştırma döngüleri önemli ölçüde azaltıldı, her biri için binlerce ton yeniden doldurulan kauçuk bileşiği üretmek mümkün hale geldi. gün.

Malzemenin tesiste hareket etme hızında da önemli gelişmeler kaydedildi. Bu ilerlemeler, bir test teknolojisi birikimine yol açmıştır. Günlük 2.000 parti karışım hazırlayan bir tesis, 480 olduğu varsayılarak yaklaşık 00 kontrol parametresi (Tablo 17.1) için bir testin yapılmasını gerektirir.

kinetik tanımı kauçuk vulkanizasyon karışımlar

Termal vulkanizasyon modları tasarlanırken, eşzamanlı ve birbirine bağlı termal (ürün profili boyunca sıcaklık alanındaki dinamik değişim) ve kinetik (kauçuk vulkanizasyon derecesinin oluşumu) süreçleri simüle edilir. Vulkanizasyon derecesini belirlemek için bir parametre olarak, izotermal olmayan vulkanizasyon kinetiğinin matematiksel bir tanımının bulunduğu herhangi bir fiziksel ve mekanik gösterge seçilebilir. Ancak, her biri için vulkanizasyon kinetiğindeki farklılıklar nedeniyle417

Bölüm 4'ün ilk kısmı, zamanla değişen sıcaklıkların kürleme etkisinin değerlendirilmesi için mevcut yöntemleri açıklamaktadır. Endüstri tarafından kabul edilen değerlendirmenin altında yatan basitleştirici varsayımların yaklaşıklığı, vulkanizasyon sırasında kauçuğun özelliklerindeki genel değişim modellerinin (vulkanizasyon kinetiğinin çeşitli göstergeler laboratuvar yöntemleriyle belirlenen özellikler).

Çok katmanlı ürünlerin vulkanizasyonu sırasında kauçuk özelliklerinin oluşumu, homojen bir malzemeden laboratuvar mekanik testleri için kullanılan ince plakalardan farklı şekilde ilerler. Farklı deforme olabilirliğe sahip malzemelerin varlığında büyük etki bu malzemelerin karmaşık bir stresli durumunu uygular. Bölüm 4'ün ikinci kısmı, vulkanizasyon kalıplarındaki çok katmanlı bir ürünün malzemelerinin mekanik davranışına ve ayrıca ürünlerde kauçuğun elde edilen vulkanizasyon derecelerini değerlendirme yöntemlerine ayrılmıştır.7
belirlenirken de unutulmamalıdır. vulkanizasyon kinetiği bu özelliğe göre, test modu kayıtsız değildir. Örneğin, 100°C'de doğal kauçuktan yapılmış standart kauçuk, yırtılma direnci göstergelerinin 20°C'ye göre farklı bir optimum, plato ve dağılımına sahiptir. vulkanizasyon derecesi.

Kauçuğun temel özelliklerinin, önceki bölümde gerçekleştirilen çapraz bağlanma derecesine bağımlılığının değerlendirilmesinden aşağıdaki gibi, kinetik ve vulkanizasyon derecesinin değerlendirilmesi yapılabilir. Farklı yollar. Kullanılan yöntemler üç gruba ayrılır: 1) kimyasal yöntemler (kauçuğun kimyasal analizi ile reaksiyona giren ve reaksiyona girmeyen vulkanizasyon ajanı miktarının belirlenmesi) 2) fizikokimyasal yöntemler (reaksiyonun termal etkilerinin belirlenmesi, kızılötesi spektrum, kromatografi, lüminesan analizi , vb.) 3) mekanik yöntemler (vulkanizasyon kinetiğini belirlemek için özel olarak geliştirilmiş yöntemler dahil olmak üzere mekanik özelliklerin belirlenmesi).

Radyoaktif izotoplar (etiketlenmiş atomlar), onları içeren ürünün radyoaktivitesini ölçerek tespit etmek kolaydır. Vulkanizasyon kinetiğini incelemek için, kauçuğun radyoaktif kükürt (vulkanizasyon maddesi) ile belirli bir reaksiyon süresinden sonra reaksiyon ürünleri, 25 gün boyunca benzen ile soğuk sürekli ekstraksiyona tabi tutulur. Reaksiyona girmemiş sertleştirme ajanı ekstrakt ile uzaklaştırılır ve kalan bağlı ajanın konsantrasyonu, nihai reaksiyon ürününün radyoaktivitesinden belirlenir.

İkinci yöntem grubu, vulkanizasyonun gerçek kinetiğini belirlemeye hizmet eder.

GOST 35-67. Silgi. Kinetiği belirleme yöntemi kauçuk bileşiklerinin vulkanizasyonu.

Geliştirme son yıllar yeni polimerizasyon yöntemleri, daha gelişmiş özelliklere sahip kauçuk türlerinin oluşturulmasına katkıda bulunmuştur. Özelliklerdeki değişiklikler esas olarak kauçuk moleküllerinin yapısındaki farklılıklardan kaynaklanır ve bu doğal olarak yapısal analizin rolünü arttırır. Sentetik kauçuklarda 1,2-, cis-, A- ve 1,4-taneli yapıların spektroskopik tespiti, bir polimerin fizikokimyasal ve performans özelliklerinin analizi ile aynı pratik ve teorik öneme sahiptir. Sonuçlar nicel analiz 1) bir katalizörün ve polimerizasyon koşullarının kauçuk yapısı üzerindeki etkisi 2) bilinmeyen kauçukların yapısı (tanımlama) 3) vulkanizasyon (izomerizasyon) ve vulkanizasyon kinetiği sırasında mikro yapıdaki değişiklikler 4) oksidatif sırasında meydana gelen süreçler ve kauçuğun termal bozunması ( yapısal değişiklikler kauçuğun kurutulması, yaşlanma) 5) stabilizatörlerin kauçuk moleküler çerçevenin stabilitesi üzerindeki etkisi ve kauçuğun aşılanması ve plastikleştirilmesi sırasında meydana gelen işlemler 6) kauçuk kopolimerlerindeki monomerlerin oranı ve bu bağlamda kalitatif bir sonuç vermek bütadien-stiren kopolimerlerinde blokların uzunlukları boyunca dağılımı hakkında (blok ve rastgele kopolimerlerin ayrılması).357

Endüstriyel kullanım için organik kauçuk vulkanizasyon hızlandırıcıları seçerken aşağıdakiler dikkate alınmalıdır. Hızlandırıcı belirli bir kauçuk türü için seçilir, çünkü kauçuğun tipine ve yapısına bağlı olarak hızlandırıcının vulkanizasyon kinetiği üzerinde farklı bir etkisi gözlemlenir.16

Sürecin tüm aşamalarında vulkanizasyon kinetiğini karakterize etmek için, değişikliğin gözlemlenmesi tavsiye edilir. elastik özellikler karışımlar. Sabit yükleme modunda gerçekleştirilen testler sırasında elastik özelliklerin göstergelerinden biri olarak dinamik modül kullanılabilir.

Bu gösterge ile ilgili ayrıntılar ve belirleme yöntemleri, kauçuğun dinamik özelliklerine ayrılmış Bölüm IV'ün 1. Kısmında tartışılacaktır. Kauçuk bileşiklerinin vulkanizasyon kinetikleriyle kontrol edilmesi sorununa uygulandığında, dinamik modülün belirlenmesi, yükseltilmiş sıcaklıkta çoklu kesme deformasyonuna maruz kalan bir kauçuk bileşiğinin mekanik davranışının gözlemlenmesine indirgenir.

Vulkanizasyona dinamik modülde bir artış eşlik eder. Sürecin tamamlanması bu büyümenin durması ile belirlenir. Bu nedenle, vulkanizasyon sıcaklığında kauçuk bileşiğinin dinamik modülündeki değişimin sürekli izlenmesi, her bir kauçuk bileşiğinin en önemli teknolojik özelliklerinden biri olan optimum vulkanizasyon (modulo) olarak adlandırılanın belirlenmesi için temel teşkil edebilir. 37

Masada. Şekil 4, kükürt bağlama oranından belirlenen, doğal kauçuğun vulkanizasyon hızının sıcaklık katsayısının değerlerini gösterir. Vulkanizasyon hızının sıcaklık katsayısı, farklı sıcaklıklarda, örneğin modül değeri ile vulkanizasyon sırasında kauçuğun fiziksel ve mekanik özelliklerindeki değişikliklerin kinetik eğrilerinden de hesaplanabilir. Modül değişiminin kinetiğinden hesaplanan katsayıların değerleri aynı tabloda verilmiştir.76

Vulkanizasyon sürecini sınırlayan ürün bölümündeki vulkanizasyon derecesinin (T) belirlenmesi için yöntem. Bu durumda, izotermal olmayan vulkanizasyon kinetiğinin belirlendiği ürünlerin vulkanizasyon modlarının optimal kontrolü için yöntemler ve cihazlar ayırt edilir 419

Tanımlama yeri (T). İzotermal olmayan vulkanizasyonun kinetiğini belirlemeye izin veren yöntemler ve cihazlar bilinmektedir 419

Tarif edilen yöntemler kullanılarak elde edilen kinetik eğriler, hız sabitleri, sıcaklık katsayıları ve sürecin aktivasyon enerjisi gibi parametreleri formal kinetik denklemlerine göre hesaplamak için kullanılır. kimyasal reaksiyonlar. Uzun bir süre, çoğu kinetik eğrinin birinci dereceden bir denklemle tanımlandığına inanılıyordu. İşlemin sıcaklık katsayısının ortalama 2'ye eşit olduğu ve aktivasyon enerjisinin vulkanizasyon ajanına ve kauçuğun moleküler yapısına bağlı olarak 80 ila kJ/mol arasında değiştiği bulundu. Bununla birlikte, kinetik eğrilerin daha doğru bir şekilde belirlenmesi ve W. Scheele 52 tarafından gerçekleştirilen resmi kinetik analizleri, hemen hemen tüm durumlarda reaksiyon sırasının 1'den küçük ve 0.6-0.8'e eşit olduğunu ve vulkanizasyon reaksiyonlarının karmaşık ve çok aşamalı olduğunu göstermiştir.

Wallace'ın (İngiltere) kurometre modeli VII, izotermal koşullar altında kauçuk bileşiklerinin vulkanizasyon kinetiğini belirler. Numune, biri belirli bir açıyla yer değiştiren plakalar arasına yerleştirilir. Bu tasarımın avantajı, basınç altında olduğu için numunede porozite olmaması ve ısınma süresini azaltan daha küçük numuneler kullanma olasılığıdır.499

Kauçuk bileşiklerinin vulkanizasyon kinetiğinin incelenmesi, yalnızca teorik olarak ilgi çekici değildir, aynı zamanda kauçuk bileşiklerinin işleme ve vulkanizasyon sırasındaki davranışını değerlendirmek için pratik öneme sahiptir. Üretimdeki teknolojik süreçlerin modlarını belirlemek için, kauçuk bileşiklerinin vulkanize edilebilirliğinin göstergeleri, yani erken vulkanizasyon eğilimleri - vulkanizasyonun başlangıcı ve hızı (işleme için) ve gerçek vulkanizasyon süreci için - bilinmelidir. yukarıdaki göstergelere - optimum ve plato vulkanizasyonu, geri dönüş alanı.

Kitap, önde gelen Amerikalı araştırmacılar tarafından Akron Üniversitesi'nde ABD'li kauçuk mühendislerine verilen dersler temelinde derlenmiştir. Bu derslerin amacı, vulkanizasyonun teorik temelleri ve teknolojisi hakkında mevcut bilgilerin erişilebilir ve oldukça eksiksiz bir biçimde sistematik bir sunumuydu.

Buna uygun olarak kitabın başında konunun tarihçesi ve vulkanizasyon sırasında kauçuğun temel özelliklerinde meydana gelen değişikliklerin özellikleri sunulmuştur. Ayrıca, vulkanizasyon kinetiği sunulurken, kimyasal ve fiziksel yöntemler vulkanizasyonun hız, derece ve sıcaklık katsayısının belirlenmesi. İş parçasının boyutlarının ve kauçuk bileşiklerinin ısıl iletkenliğinin vulkanizasyon hızı üzerindeki etkisi tartışılmıştır.8

Vulkanizasyon kinetiğini belirlemeye yönelik aletler genellikle ya belirli bir yer değiştirme genlik değeri modunda (volkametreler, viskürometreler veya reometreler) veya yükün belirli bir genlik değeri modunda (kurometreler, SERAN) çalışır. Buna göre yükün veya yer değiştirmenin genlik değerleri ölçülür.

Numuneler 25 genellikle, neredeyse izotermal koşullar altında (Г == = onst) vulkanize edilen 0,5-2,0 mm kalınlığındaki plakalardan hazırlanan laboratuvar testleri için kullanıldığından, bunlar için vulkanizasyon kinetiği sabit bir vulkanizasyon sıcaklığında ölçülür. Kinetik eğri üzerinde, indüksiyon periyodunun süresi, vulkanizasyon platosunun başlama zamanı veya optimum, platonun büyüklüğü ve diğer karakteristik zamanlar belirlenir.

(4.32)'ye göre bunların her biri belirli vulkanizasyon etkilerine karşılık gelir. Eşdeğer vulkanizasyon süreleri, 4kv = onst bir sıcaklıkta değişken sıcaklıklarda olduğu gibi aynı etkilere yol açacak olan süreler olarak kabul edilecektir. Böylece

T = onst'deki vulkanizasyon kinetiği, t'nin gerçek reaksiyon zamanı olduğu denklem (4.20a) ile verilirse, aşağıdaki yöntem önerilebilir. kinetik tanımları izotermal olmayan vulkanizasyon reaksiyonu.

Vulkanizasyon işleminin operasyonel kontrolü, vulkanizasyon kinetiğini belirlemek için özel cihazların uygulanmasına izin verir - vulkanometreler (kurometreler, reometreler), kesme yükünün genliğini sürekli olarak sabitler (belirli bir harmonik kayma genliği modunda) veya kesme deformasyonu ( belirli bir kesme yükü genliği modunda). En yaygın olarak kullanılan cihazlar, ASTM 4-79, MS ISO 3417-77, GOST'a göre vulkanizasyon sırasında karışımın özelliklerinde sürekli bir değişiklik diyagramı elde ederek otomatik test sağlayan titreşim tipi, özellikle Monsanto 100 ve 100S reometreleridir. 35-84.492

Sertleştirme veya vulkanizasyon modunun seçimi genellikle, sertleştirilmiş elektrik direnci sisteminin bazı özelliklerindeki değişikliklerin kinetiği ve dielektrik kayıp açısı, mukavemet, sürünme, elastisite modülü tanjantının incelenmesiyle gerçekleştirilir. çeşitli tipler stres durumu, viskozite, sertlik, ısı direnci, termal iletkenlik, şişme, dinamik mekanik özellikler, kırılma indisi ve diğer bir dizi parametre, -. DTA ve TGA yöntemleri, kimyasal ve termomekanik analiz, dielektrik ve mekanik gevşetme, termometrik analiz ve diferansiyel taramalı kalorimetri de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Tüm bu yöntemler şartlı olarak iki gruba ayrılabilir: reaktif fonksiyonel grupların konsantrasyonunu değiştirerek sertleştirme sürecinin hızını ve derinliğini kontrol etmenizi sağlayan yöntemler ve sistemin herhangi bir özelliğindeki bir değişikliği kontrol etmenize izin veren yöntemler ve sınırlayıcı değerini ayarlayın. İkinci grubun yöntemlerinin ortak dezavantajı, sertleştirme sisteminin bir veya diğer özelliğinin yalnızca sürecin belirli aşamalarında açıkça ortaya çıkmasıdır, bu nedenle sertleştirme sisteminin viskozitesi yalnızca jelleşme noktasına kadar ölçülebilirken, çoğu fiziksel ve mekanik özellikler ancak jelleşme noktasından sonra kendini açıkça göstermeye başlar. Öte yandan, bu özellikler büyük ölçüde ölçüm sıcaklığına bağlıdır ve işlem sırasında bir özellik sürekli olarak izlenirse, reaksiyon sırasında reaksiyon sıcaklığını değiştirmek gerektiğinde veya reaksiyon, elde etmek için esasen izotermal olmayan bir şekilde gelişir. reaksiyonun eksiksizliği, daha sonra böyle bir süreçte özellik değişikliği kinetiğinin ölçüm sonuçlarının yorumlanması zaten oldukça karmaşık hale gelir.37

VO I3-A12(C2H5)3C1e sistemi üzerinde etilenin propilen ile kopolimerizasyonunun kinetiği üzerine bir araştırma, tetrahidrofuran ile modifikasyonunun, belirli koşullar altında kopolimerin integral verimini arttırmayı mümkün kıldığını göstermiştir. Bu etki, değiştiricinin zincir büyüme ve sonlanma oranları arasındaki oranı değiştirerek daha yüksek moleküler ağırlıklı kopolimerlerin oluşumunu teşvik etmesinden kaynaklanmaktadır. Aynı bileşikler birçok durumda etilen ve propilenin disiklopentadien, norbornen ve diğer siklodienler ile kopolimerizasyonunda kullanılır. Doymamış terpolimerlerin hazırlanması sırasında reaksiyon küresinde elektron veren bileşiklerin varlığı, makromoleküllerin sonraki daha yavaş çapraz bağlanma reaksiyonlarını önler ve iyi vulkanizasyon özelliklerine sahip kopolimerlerin elde edilmesini mümkün kılar.45

Kükürt ilavesinin kinetiği. Kinetik Weber eğrileri, Şekil 2'de görülebileceği gibi. , kırık çizgiler şeklindedir.

Weber, bu tür eğrileri, belirli vulkanizasyon anlarında, kükürtlü çeşitli stokiyometrik kauçuk bileşiklerinin oluştuğu gerçeğiyle açıkladı - KaZ, KaZr bileşiminin sülfürleri. Ka33, vb. Bu sülfürlerin her biri kendi hızında oluşur ve belirli bir kükürt içeriğine sahip bir sülfürün oluşumu, daha az sayıda kükürt atomuna sahip bir sülfürün oluşumunun önceki aşaması sona erene kadar başlamaz.

Bununla birlikte, Spence ve Young tarafından daha sonra ve daha kapsamlı araştırmalar, Şekil 2'de gösterilen daha basit kinetik eğrilere yol açtı. Ve. Bunlardan da anlaşılacağı gibi302

Sol-jel analizi kullanılarak vulkanizasyon ağının yapısal parametrelerinin belirlenmesinin sonuçları, özellikle toplam ağ zinciri sayısındaki değişikliklerin kinetiğine ilişkin veriler (Şekil 6A), ditiyodimorfolin vulkanizatların en önemli özelliğinin olduğunu göstermektedir. önemli ölçüde daha düşük bir geri dönüş ve sonuç olarak, sertleştirme sıcaklığındaki bir artışla vulkanizatların mukavemet özelliklerinde daha küçük bir azalmadır. Şek. 6B, 309'da karışımların gerilme mukavemetindeki değişimin kinetiğini gösterir.

Science Noobs - Kinetik Kum

İşte o zamanlar müziğimizi dinle, kahretsin, bize gel, ihtiyacın olan her şeye sahibiz arkadaş, kız arkadaş! Yeni şarkılar, konserler ve videolar, popüler yayınlar, bir araya gelin ve muzoic.com'a gidin. Yalnız bizde o kadar çok müzik var ki kafa dönüyor, ne dinlemeli!

Kategoriler

Sergei G. Tikhomirov, Olga V. Karmanova, Yurii V. Pyatakov, Alexander A. Maslov Makalenin başlığını buraya girin Sergei G. Tikhomirov, Olga V. Karmanova, Yurii V. Pyatakov, Aleksandr A. Maslov ingilizce dili VGUIT Bülteni/VSUET Bildirileri, 3, 06 Sergei G. Tikhomirov, Olga V. Karmanova, Yuri V. Pyatakov, Alexander A. Maslov [e-posta korumalı] [e-posta korumalı] [e-posta korumalı] [e-posta korumalı] Bilgi ve Kontrol Sistemleri Departmanı, Voronej. belirtmek, bildirmek un-t. İng. tech., Revolutsii Ave., 9, Voronezh, Rusya Organik Bileşikler ve Polimer İşleme Kimyası ve Kimyasal Teknolojisi Departmanı, Voronej. belirtmek, bildirmek un-t. İng. tech., Leninsky Ave., 4, Voronezh, Russia Abstract. Dien kauçukların kükürt vulkanizasyonunun genel düzenliliklerine dayanarak, çok bileşenli yapılandırma sistemleri kullanılarak verimli proses uygulama ilkeleri göz önünde bulundurulur. Karmaşık çapraz bağlama sistemlerinin etki mekanizmasının açıklamasının, bileşenlerin etkileşimlerinin çeşitliliği ve bunların her birinin vulkanizasyon kinetiği üzerindeki etkisi nedeniyle karmaşık olduğu ve bunun da gerçek ürünün çeşitli reçete ve teknolojik komplikasyonlarına yol açtığı belirtilmektedir. teknoloji ve kauçuk ürünleri üretiminin kalite ve teknik ve ekonomik göstergelerini etkiler. İzotermal vulkanizasyon sürecinin sistem analizi, iyi bilinen teorik yaklaşımlar temelinde gerçekleştirildi ve çeşitli araştırma yöntem ve tekniklerinin birbirine bağlı tek bir yöntem kümesine entegrasyonunu içeriyordu. Vulkanizasyon kinetiğinin analizi sırasında, uzaysal bir vulkanizat ağının oluşum parametrelerinin, değerlendirilmesi özel matematiksel ve algoritmik destek gerektiren birçok faktöre bağlı olduğu bulundu. İncelenen nesnenin tabakalaşmasının bir sonucu olarak, ana alt sistemler belirlendi. İzotermal vulkanizasyon işleminin doğrudan ve ters kinetik problemlerini çözmek için bir yazılım paketi geliştirilmiştir. Bilgi desteği "İzotermal vulkanizasyon", izotermal vulkanizasyon sürecinin matematiksel modellemesi için uygulama programları şeklinde geliştirilmiştir ve doğrudan ve ters kinetik problemlerin çözülmesini amaçlamaktadır. İyileştirme problemini çözerken genel şema kimyasal dönüşümler, yan kimyasal reaksiyonlar da dahil olmak üzere evrensel bir mekanizma kullanıldı. Yazılım ürünü, bir diferansiyel denklem sistemini çözmek için sayısal algoritmalar içerir. Ters kinetik problemini çözmek için, istenen parametreler üzerinde kısıtlamaların varlığında, fonksiyoneli en aza indiren algoritmalar kullanılır. Bu ürünün çalışmasını açıklamak için programın mantıksal bir blok şeması sağlanmıştır. Ters kinetik problemin bir program yardımıyla çözülmesine bir örnek verilmiştir. Geliştirilen bilgi desteği, C++ programlama dilinde uygulanmaktadır. Gerçek vulkanizasyon ajanının başlangıç ​​konsantrasyonunu belirlemek için, çok bileşenli yapılandırma sistemlerinin farklı özelliklerine sahip bir modelin kullanılmasına izin veren evrensel bir bağımlılık kullanıldı Anahtar Kelimeler: izotermal vulkanizasyon, matematiksel modelleme, vulkanizasyon kinetiği şeması, bilgi desteği izotermal kürleme sürecinin matematiksel modellemesi Tikhomirov, Olga V. Karmanova, Yurii V. Pyatakov, Aleksandr A. Maslov [e-posta korumalı] [e-posta korumalı] [e-posta korumalı] [e-posta korumalı] bilgi ve kontrol sistemleri bölümü, Voronezh devlet mühendislik teknolojileri üniversitesi, evrim Av., 9 Voronezh, ussia kimya ve organik bileşiklerin ve polimerlerin kimyasal teknolojisi işleme bölümü, Voronezh devlet mühendislik teknolojileri üniversitesi, Leninsky Av., 4 Voronezh, ussia Özet. Dien kauçukların kükürt vulkanizasyonunun genel yasaları temelinde, çok bileşenli ajanlar kullanılarak etkili çapraz bağlama ilkeleri tartışıldı. Karmaşık çapraz bağlama sistemlerinin etki mekanizmasının açıklamasının, bileşenlerin etkileşimlerinin çeşitliliği ve bunların her birinin kürleme kinetiği üzerindeki etkisi ile karmaşık hale geldiği ve gerçek teknolojinin çeşitli teknolojik komplikasyonlarına yol açtığı belirtilmektedir. kauçuk eşya üretiminin kalite ve teknik ve ekonomik göstergelerini etkiler. Bilinen teorik yaklaşımlara dayalı olarak izotermal kürleme işleminin sistem analizi yapılmıştır. Farklı teknik ve yöntemlerin tek bir kümeye entegrasyonunu içeriyordu. Vulkanizasyon kinetiğinin analizi sırasında, vulkanizatların uzaysal ızgara parametrelerinin oluşumunun, hangilerinin özel matematiksel ve algoritmik destek gerektirdiğini değerlendirmek için birçok faktöre bağlı olduğu bulundu. Nesnenin tabakalaşmasının bir sonucu olarak, aşağıdaki ana alt sistemler tespit edildi. Doğrudan ve ters kinetik problemlerin izotermal kürleme prosesinin çözümü için bir yazılım paketi geliştirilmiştir. Bilgi desteği İzotermal vulkanizasyon, izotermal kürlemenin matematiksel modellemesinin bir dizi uygulamasıdır. Doğrudan ve ters kinetik problemler için tasarlanmıştır. Genel kimyasal dönüşüm şemasını netleştirme problemini çözerken, ikincil kimyasal reaksiyonlar da dahil olmak üzere evrensel mekanizma kullanılır. Ters kinetik problemin çözümü için bilinmeyen parametreler üzerindeki kısıtlamaları olan fonksiyonel minimizasyon algoritması kullanıldı. Programın akış şemasını gösterir. Programla ters kinetik problemin çözümüne bir örnek tanıtıldı. Veri yazılımı, C++ programlama dilinde uygulandı. Kürleme maddesinin başlangıç ​​konsantrasyonunu belirlemek için evrensel bağımlılık uygulandı. Çok bileşenli kür sistemlerine ait farklı özelliklere sahip bir modelin kullanılmasına olanak sağlar. bilinçli kararlar Anahtar Kelimeler: izotermal kürleme, matematiksel modelleme, kürleme kinetiğinin şeması, bilgilendirici yazılım Alıntı için Tikhomirov S.G., Karmanova O. V., Pyatakov Yu.V., Maslov A.A. İzotermal vulkanizasyon sürecinin matematiksel modelleme problemlerini çözmek için yazılım kompleksi Vestnik VGUIT. 06. 3. С 93 99. doi:0.094/30-0-06-3-93-99 Alıntı için Tihomirov SG, Karmanova OV, Pyatakov Yu.V., Maslov AA İzotermalin matematiksel modelleme problemlerini çözmek için yazılım paketi kürleme süreci. Vestnik VSUET. 06. hayır 3 s. 93 99 (ABD olarak). doi:0.094/30-0-06-3-93-99 93

Vestnik VGUIT/Proceedings of VSUET, 3, 06 94 Giriş Bugüne kadar, bileşimlerde gerçek elastomer vulkanizasyon ajanlarının (DAV) varlığına dayalı olarak dien kauçukların kükürt vulkanizasyonunun genel kuralları oluşturulmuştur. Ancak, çok bileşenli yapılandırma sistemlerinin kullanımı ile sürecin etkin bir şekilde uygulanması ilkeleri yeterince çalışılmamıştır. Eylemlerinin mekanizmasının tanımı, bileşenlerin etkileşimlerinin çeşitliliği ve her birinin vulkanizasyon kinetiği üzerindeki etkisi ile karmaşıktır. Bu, gerçek teknolojinin çeşitli reçete ve teknolojik komplikasyonlarına yol açar ve kauçuk ürünlerinin üretiminin kalitesini, teknik ve ekonomik göstergelerini etkiler. Vulkanizasyon kinetiğinin bir analizi, tanımına yönelik mevcut yaklaşımların, makromoleküllerin vulkanize edici ajanlarla kimyasal reaksiyonlarına dayandığını ve uzaysal bir vulkanizatör ağının oluşumuna yönelik parametrelerin, etkisi sadece olabilecek birçok faktöre bağlı olduğunu gösterdi. özel matematiksel ve algoritmik yazılım kullanılarak değerlendirilebilir. Çalışmanın verimliliğini artırmak, mevzuat gerekliliklerini karşılamayan ürünlerin üretilmesine neden olan nedenleri belirlemek, sürecin gidişatını tahmin etmek için özel bir çalışma oluşturmak gerekir. yazılım (ÜZERİNDE). Bu çalışmanın amacı, izotermal vulkanizasyon işleminin doğrudan ve ters kinetik problemlerini çözmek için bir yazılım paketi geliştirmektir. Vulkanizasyon sürecinin sistem analizi Vulkanizasyonun tanımına ve ayrıca kimya endüstrisindeki diğer süreçlere [4] ve bunların pratik uygulamalarının yönlerine ilişkin bilinen teorik yaklaşımların, bireysel aşamaların özelliklerini dikkate alarak bir analizi, ortak sistem özelliklerini ve süreçlerin temel modellerini belirlemek ve vulkanizasyon modlarının optimizasyonu ve bitmiş ürünlerin özellikleri hakkında yeni bilgiler elde etmek için araştırma yönünü belirlemek. Sistem analizi, çeşitli bilimsel alanlar çerçevesinde geliştirilen çeşitli araştırma yöntem ve tekniklerinin (matematiksel, sezgisel) birbiriyle bağlantılı tek bir yöntem kümesinde bütünleştirilmesini içerir. Sürecin çok değişkenli analizi, çalışmanın genel yapısının geliştirilmesine izin verdi (şekil). Çalışmanın amacı, hem niteliksel unsurları (elastomerler, dolgu maddeleri, proses koşulları) hem de yetersiz çalışılmış olanları (çok bileşenli yapılandırma sistemleri, kontrolsüz pertürbasyonlar) içerdiği ve baskın olma eğiliminde olduğu için zayıf yapılandırılmıştır. Genel yapının bileşimi, teorik olarak doğrulanması gereken unsurları içerir (kinetik model, ısı ve kütle transfer süreçleri, modların optimizasyonu, işleme süreçleri). Bu nedenle, çözümleri değerlendirmek için, mevcut tüm ilişkileri belirlemek ve etkileşimleri dikkate alarak bir bütün olarak tüm sistemin davranışı üzerindeki etkilerini belirlemek gerekir. Genel yapının bir analizi, vulkanizatların mekanik özelliklerinin, makromoleküllerin vulkanize edici maddelerle kimyasal reaksiyonları tarafından belirlendiğini ve vulkanizatların uzaysal ağının parametrelerini değerlendirmek için özel matematiksel ve algoritmik desteğin geliştirilmesi gerektiğini gösterdi. İncelenen nesnenin tabakalaşmasının bir sonucu olarak, aşağıdaki ana alt sistemler belirlendi:) kimyasal reaksiyonların seyrini hızlandıran termal dalgalanma olaylarının analizi ve muhasebesi;) vulkanizasyonun kinetik modeli; 3) gerekli mekanik özellikleri sağlayan vulkanizasyon modlarının optimizasyonu. İzotermal vulkanizasyon sürecinin matematiksel modellemesi Karmaşık yapılandırma sistemleri ile elastomerlerin çapraz bağlanması süreçleri hakkında güvenilir bilgi edinmek, endüstrideki vulkanizasyon modlarının tasarımı, optimizasyonu ve kontrolü sorunları ile yakından ilgilidir. Vulkanizasyonun biçimsel kinetiğini tanımlamanın geleneksel yollarından birinin, sürecin bireysel aşamaları için parçalı tanımlanmış işlevlerin kullanılması olduğu bilinmektedir: tümevarım dönemi, yapılandırma ve geri dönüş. Sürecin bir bütün olarak tanımlanması ve kinetik sabitlerin hesaplanması şu anda yalnızca belirli kauçuk türleri ve vulkanizasyon sistemleri için yapılmaktadır. Prosesin kinetiğiyle ilgili ana sonuçlar, elastomerlerin düşük moleküler ağırlıklı analoglarına sahip model sistemlere dayanmaktadır. Aynı zamanda, elde edilen nicel verileri üretim süreçlerine genişletmek her zaman mümkün değildir.

Vestnik VSUET/VSUET Bildiriler Kitabı, 3, 06 Şekil. Elastomerlerin vulkanizasyon sürecinin çalışmasının şeması Şekil. Elastomerlerin vulkanizasyon çalışma sürecinin şeması İşletmede elde edilen verilere göre endüstriyel kauçukların fiziksel ve mekanik özelliklerinin değerlendirilmesi, elbette, vulkanizasyon sürecini modelleme problemini çözmede ilerici bir yöntemdir, ancak sıkı bir Hesaplamalı algoritmaların ve programların çalışmasının ve geliştirilmesinin her aşamasında fiziksel ve kimyasal yaklaşımın iç birliği. Bu soru ancak önerilen kinetik modele karşılık gelen bir plana göre deneylerin dikkatli bir şekilde yürütülmesi ve modelin birkaç alternatif versiyonunun hesaplanmasıyla yanıtlanabilir. Bu, elastomer bileşiminin yapılandırılmasından sorumlu resmi reaksiyon mekanizmalarının sayısını belirlemek için bağımsız bir yöntem gerektirir. Geleneksel Yöntemler zaman alanındaki süreçlerin analizi, sinerjik etkileşimli süreçlerin net bir şekilde ayrılmasına izin vermez, bu da endüstriyel kauçukların analizi için kullanılmalarına izin vermez. Kimyasal dönüşümlerin genel şemasını iyileştirme problemini çözerken, belirli bir anlamda maksimum olan bir mekanizmadan ilerlemek uygundur. Bu nedenle, kinetik şema kararsız polisülfid bağlarının oluşumunu ve yok edilmesini (Vu lab), intramoleküler siklizasyonu ve makromoleküllerin modifikasyonuna, bir makroradikal oluşumuna ve bunun DAW süspansiyonları ile reaksiyonuna yol açan diğer reaksiyonları açıklayan ek reaksiyonları içerir. Sürecin aşamaları için diferansiyel denklemler sistemi (DE) sonraki görünüm: dca / dt k CA k4ca C *, dc / dt k CA kc k4ca C * k 8C *, dc * / dt k C k3 k5 k7 C * k C k CC, 6 VuLab 4 A * dcvust / dt k3 C * , dcvulab / dt k5c k6cvulab, dcc / dt k7 C *, dc * / dt k8c k 8C *, dc / dt k8 C. () 95

Vestnik VGUIT/VSUET Tutanakları, 3, 06 96 Başlangıç ​​koşulları: 0 0 CA S8 AC Akt C ; C0 0; C0 0; * VuSt C 0 0; C0 0; VuLab C C 0 C 0, * C 0 0; C0 4.95; burada ς, θ, η, katsayılar, kükürtün başlangıç ​​konsantrasyonu, hızlandırıcının başlangıç ​​konsantrasyonu, θ aktivatörün başlangıç ​​konsantrasyonu (çinko oksit), [C (0)] η makroradikallerin başlangıç ​​konsantrasyonu. Burada A gerçek vulkanize edici ajandır; Çapraz bağlama öncüsünde; B* aktif formu; C molekül içi bağlı kükürt; VuSt, VuLab vulkanizasyon ağının kararlı ve kararsız düğümleri; silgi; * termal dalgalanma ayrışmasının bir sonucu olarak kauçuk makroradikal; α, β, γ ve δ stokiyometrik katsayılar, k, k, k 8, k 9 (k 8) prosesin ilgili aşamaları ile ilgili reaksiyon hızı sabitleri. Kinetiğin (DKK) doğrudan sorunu, zamanın bir fonksiyonu olarak vulkanizasyon düğümlerinin yoğunluğunu bulma sorunudur. PZK'nin çözümü, verilen başlangıç ​​koşulları altında DE () sisteminin çözümüne indirgenir. Vulkanizasyon işleminin kinetik eğrisi, Mt torkunun büyüklüğü ile belirlenir. Kinetiğin ters problemi (IKK), sistemdeki () reaksiyon hızı sabitlerini, stokiyometrik katsayıları ve değişkenleri belirleme problemidir. OZK'nın çözümü, fonksiyonelliği en aza indirerek gerçekleştirilir: k, t 8 8 M t MMM С min / max min Vu (), (3) M max, M min, sırasıyla maksimum ve minimum değerleri katsayı. Mt, scale Yazılımın tanımı "İzotermal vulkanizasyon" yazılımı, izotermal vulkanizasyon sürecinin matematiksel modellemesi ile ilgili problemleri çözmek için bir dizi uygulamalı program olarak geliştirilmiştir. DE sistemini çözmek için paket, aşağıdakileri içeren sayısal yöntemler sağlar: dördüncü dereceden Runge-Kutta yöntemi; Adams yöntemi. Ters kinetik problemin çözümü, DE () sistemindeki reaksiyon hızı sabitlerini, stokiyometrik katsayıları ve değişkenleri tahmin etmeye indirgenir. Yazılım paketindeki işlevi () en aza indirmek için, kullanıcının takdirine bağlı olarak aşağıdaki yöntemler kullanılabilir: koordinat inişi, Hook-Jeeves, Rosenbrock, Powell, Nelder-Mead, koordinat ortalaması (rastgele arama öğeleri kullanarak). Gradyan yöntemleri (birinci derece): en dik iniş, eşlenik yönler (Fletcher-Reeves), değişken metrikler (Davidon-Fletcher-Powell), paralel gradyanlar (Zangwill). Şekil, geliştirilen yazılımın bir blok şemasını göstermektedir. Reaksiyon hızı sabitlerinin, denklem katsayılarının ve stokiyometrik katsayıların tanımlanması süreci birkaç aşamada gerçekleştirilir: reogramların sayısallaştırılması; torkların konsantrasyonlara çevrilmesi; başlangıç ​​konsantrasyonlarının belirlenmesi; fonksiyonel () minimumunu sağlayan sabitlerin gerekli parametrelerinin değerlerinin belirlenmesi. Reogramlar, pakete entegre edilmiş GrDigit programı kullanılarak manuel veya otomatik olarak sayısallaştırılabilir. Deneysel verilerin işlenmesi hem bir ölçüm hem de bir dizi (6'ya kadar reogram) için gerçekleştirilebilir. Vulkanizasyon ağının düğümlerinin konsantrasyonundaki torkların dönüşümü aşağıdaki gibi gerçekleştirilir: tork değerleri geleneksel birimlere dönüştürülür: arb / MMMMM (4) mevcut min max min sonra geleneksel birimler dönüştürülür (mol / kg), M arb'yi ölçek faktörü ile çarparak. Başlangıç ​​konsantrasyonunun belirlenmesi C 0 DAV aşağıdaki formüle göre yapılır: A 0 0 CA S8 AC Akt C (5)

Vestnik VSUET/VSUET Bildiriler Kitabı, 3, 06 Şekil. Yazılımın blok şeması Şekil. Yapısal yazılım şeması Geliştirilen yazılımın onaylanması Aşağıdaki başlangıç ​​koşulları altında elde edilen reometrik eğriler başlangıç ​​verileri olarak kullanılmıştır: Karışımdaki kükürt konsantrasyonu değeri: = 0,0078 mol/kg Hızlandırıcı konsantrasyonu: = 0,009 mol/kg. 3. Aktivatör konsantrasyonu: θ = 0.00 mol/kg. Şekil 3, BCC'nin çözülmesi sonucunda elde edilen vulkanizasyon düğümlerinin konsantrasyonunun deneysel ve hesaplanmış değerlerini göstermektedir. Tablo, reaksiyon hızı sabitlerinin hesaplanan değerlerini gösterir, tablo, stokiyometrik katsayıların ve model parametrelerinin tahmini değerlerini gösterir. Tablo Reaksiyon hızı sabitlerinin değeri k5,89 0-0 Şekil 3. Zaman içinde vulkanizasyon ızgara noktalarının konsantrasyonlarındaki değişiklikler, yaklaşıklık ve sabitlerin arama aralığı, ardından optimizasyon yöntemi seçilir 97-4, 97

Vestnik VGUIT/Proceedings of VSUET, 3, 06 Sonuç Vulkanizasyonun tanımına yönelik teorik yaklaşımların sistematik bir analizi temelinde, bu süreç çalışmasının genel blok diyagramı geliştirildi. Vulkanizasyon işleminin matematiksel modeli, vulkanizasyon grubunun bileşenlerinin başlangıç ​​konsantrasyonlarının fonksiyonları olarak tanımlanan başlangıç ​​koşulları ile desteklenir. Ters kinetik problemini çözmek için modelin kalitesi için ek kriterler önerilmiştir. Çok bileşenli yapılandırma sistemleri kullanılarak kauçuk bileşiklerinin vulkanizasyon süreçlerinin incelenmesinde araştırma çalışmaları yürütmek için bir yazılım ürünü geliştirilmiştir. Kontrol noktası, işlevsellik kaybı olmadan genişlemesine izin veren blok modüler bir yapıya sahiptir. Modernizasyonunun yönleri, izotermal olmayan vulkanizasyon modunun matematiksel açıklamasının bileşimine dahil edilmesi ve APCS devresine daha fazla entegrasyon ile vulkanizasyon sürecini yönetmek ve karar vermek için önerilerde bulunmak için bir uzman bilgi ve kontrol sistemi olarak dahil edilmesidir. Çalışma, "Gıda ve kimya endüstrisi için çok işlevli kalite kontrol sistemlerinin sentezi" konulu devlet görevi 04/ (numarası NIR 304) tarafından mali olarak desteklenmiştir. LİTERATÜR Tikhomirov S.G., Bityukov V.K., Podkopaeva S.V., Khromykh E. BUT. ve kimya endüstrisindeki kontrol nesnelerinin diğer matematiksel modellemesi. Voronej: VSUIT, 0. 96 s. Khaustov I.A. Reaksiyon bileşenlerinin fraksiyonel tedarikine dayalı bir toplu yöntemde polimer sentezinin kontrolü // TSTU Bülteni. 04. 4 (0) S. 787 79. 3 Khaustov I.A. Başlatıcının fraksiyonel yüklenmesine dayalı olarak çözeltide polimer bozunma sürecinin kontrolü Vestnik VGUIT. 04. 4. S. 86 9. 4 V. K. Bityukov, I. A. Khaustov ve A. A. Khvostov, Russ. ve diğerleri Bir kontrol nesnesi olarak çözeltideki polimerlerin termal-oksidatif bozunma sürecinin sistem analizi Vestnik VGUIT. 04.3(6). S. 6 66. 5 Karmanova O.V. Polidien vulkanizasyonunun fiziksel ve kimyasal bazları ve aktive edici bileşenleri: diss. Dr. Bilimler. Voronezh, 0. 6 Molchanov V.I., Karmanova O.V., Tikhomirov S.G. Polidien vulkanizasyonunun kinetiğinin modellenmesi Vestnik VGUIT. 03. S. 4 45. 7 Hardis., Jessop J.L.P., Peters F.E., Kessler M.. DSC, aman spektroskopisi ve DEA // Kompozit kullanılarak bir epoksi reçinesinin kür kinetiği karakterizasyonu ve izlenmesi. 03. Kısım A. V. 49. S. 00 08. 8 Javadi M., Moghiman M., eza Erfanian M., Hosseini N. Kalite İyileştirmeleri için Uber'in Eksiyon Enjeksiyonlu Kalıplamasında Kürleme Sürecinin Sayısal İncelenmesi // Anahtar Mühendislik Malzemeleri. 0. V. 46 463. S. 06. ETKİLER Tikhomirov S.G., ityukov V.K. Podkopaeva S.V., Khromykh E.A. ve diğerleri Mathematicheskoe modelirovanie ob ektov upravleniya v khimicheskoi promyshlennosti Voronezh, VSUET, 0. 96 s. (Rusça). Khaustov I.A. Reaksiyon bileşenlerinin fraksiyonel akışına dayalı yönetim polimer sentezi toplu işlemi. Vestnik TGTU 04, no. 4(0), s. 787 79. (usça). 3 Khaustov I.A. Başlatıcının fraksiyonel yüklemesine dayalı olarak çözeltideki polimerlerin proses kontrolü bozunması. Vestnik VGUIT 04, no. 4, s. 86 9 (usça). 4 ityukov V.K., Khaustov I.A., Khvostov A.A. Bir kontrol nesnesi olarak çözeltideki polimerlerin termooksidatif bozunmasının sistem analizi. Vestnik VGUIT 04, no. 3 (6), s. 6 66. (ussça). 5 Karmanova O.V. Fiziko-khimicheskie osnovy ve aktiviruyushchie bileşenleri vulknizatsii polidienov Voronezh, 0. (usça). 6 Molchanov V.I., Karmanova O.V., Tikhomirov S.G. Vulkanizasyon polidienlerinin kinetiğinin modellenmesi. Vestnik VGUIT 03, no., s. 4 45. (usça). 7 Hardis., Jessop J.L.P., Peters F.E., Kessler M.. DSC, aman spektroskopisi ve DEA kullanarak bir epoksi reçinesinin kür kinetiği karakterizasyonu ve izlenmesi. Kompozit, 03, bölüm A, cilt. 49, s. 00 08. 8 Javadi M., Moghiman M., eza Erfanian M., Hosseini N. Kalite İyileştirmeleri için Uber'in Eksiyon Enjeksiyonlu Kalıplamasında Kürleme Sürecinin Sayısal İncelenmesi. önemli mühendislik malzemeleri. 0, cilt 46463, s. 06.98

VSUET Bülteni/VSUET Bildiriler Kitabı, 3, 06 YAZARLAR HAKKINDA BİLGİ Sergey T. Tikhomirov Profesör, Bilgi ve Kontrol Sistemleri Bölümü, Voronezh Devlet Mühendislik Teknolojileri Üniversitesi, Revolution Ave., 9, Voronezh, 394036, Rusya, [e-posta korumalı] Olga V. Karmanova Bölüm Başkanı, Profesör, Organik Bileşikler ve Polimer İşleme Kimya ve Kimyasal Teknolojisi Bölümü, Voronezh Devlet Mühendislik Teknolojileri Üniversitesi, Leninsky Prospect, 4, Voronezh, 394000, Rusya, [e-posta korumalı] Yury V. Pyatakov Doçent, Bilgi ve Kontrol Sistemleri Bölümü, Voronezh Devlet Mühendislik Teknolojileri Üniversitesi, Devrim Ave., 9, Voronezh, 394036, Rusya, [e-posta korumalı] Alexander A. Maslov Yüksek Lisans Öğrencisi, Bilgi ve Kontrol Sistemleri Bölümü, Voronezh Devlet Mühendislik Teknolojileri Üniversitesi, 9 Revolution Avenue, Voronezh, 394036, Rusya, [e-posta korumalı] AUTHOS HAKKINDA BİLGİLER Sergei G. Tikhomirov profesör, bilgi ve kontrol sistemleri bölümü, Voronezh Devlet Mühendislik Teknolojileri Üniversitesi, Evrim Av., 9 Voronezh, ussia, [e-posta korumalı] Olga V. Karmanova profesör, bölüm başkanı, organik bileşikler ve polimerlerin işlenmesi kimya ve kimyasal teknolojisi bölümü, Voronezh devlet mühendislik teknolojileri üniversitesi, Leninsky Av., 4 Voronezh, ussia, [e-posta korumalı] Yurii V. Pyatakov doçent, bilgi ve kontrol sistemleri bölümü, Voronezh devlet mühendislik teknolojileri üniversitesi, evrim Av., 9 Voronezh, ussia, [e-posta korumalı] Aleksandr A. Maslov yüksek lisans öğrencisi, bilgi ve kontrol sistemleri bölümü, Voronezh devlet mühendislik teknolojileri üniversitesi, evrim Av., 9 Voronezh, ussia, [e-posta korumalı] YAZARLIK KRİTERLERİ Sergei T. Tikhomirov, deneyi yürütmek için metodoloji önerdi ve üretim testleri düzenledi Alexander A. Maslov, incelenen sorunla ilgili literatürü gözden geçirdi, deneyi yaptı, hesaplamaları yaptı Olga V. Karmanova çalışma sırasında danışmanlık yaptı Yuri V. Pyatakov makaleyi yazdı, editörlere göndermeden önce düzeltti ve intihalden sorumludur ÇIKAR ÇATIŞMALARI Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmemektedir. DEVAM Sergei G. Tikhomirov bir deney şeması önerdi ve üretim denemeleri düzenledi Aleksandr A. Maslov bir problemin araştırılması üzerine literatürü gözden geçirdi, bir deney yaptı, hesaplamalar yaptı Olga V. Karmanova çalışma sırasında danışmanlık yaptı Yurii V. Pyatakov şunları yazdı: el yazması, düzenlemeden önce düzeltin ve intihalden sorumludur ÇIKAR ÇATIŞMASI Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmemektedir. KABUL EDİLDİ 7.07.06 KABUL EDİLDİ 7.7.06 KABUL EDİLDİ 08.06.06 KABUL EDİLDİ 8..06 99

Kauçukların vulkanizasyonunun ana yöntemleri. Kauçuk teknolojisinin ana kimyasal sürecini gerçekleştirmek için - vulkanizasyon - vulkanizasyon ajanları kullanılır. Vulkanizasyon işleminin kimyası, doğrusal veya dallanmış kauçuk makromolekülleri ve çapraz bağlantıları içeren bir uzaysal ağın oluşumundan oluşur. Teknolojik olarak, vulkanizasyon, kauçuk bileşiğinin normal ila 220 ° C arasındaki sıcaklıklarda basınç altında ve daha az sıklıkla onsuz işlenmesinden oluşur.

Çoğu durumda, endüstriyel vulkanizasyon, bir vulkanizasyon ajanı, hızlandırıcılar ve vulkanizasyon aktivatörleri içeren vulkanizasyon sistemleri ile gerçekleştirilir ve daha verimli bir mekansal ağ oluşturma prosesi akışına katkıda bulunur.

kimyasal etkileşim kauçuk ve vulkanize edici ajan arasındaki fark, kauçuğun kimyasal aktivitesi ile belirlenir, yani. zincirlerinin doymamışlık derecesi, fonksiyonel grupların varlığı.

Doymamış kauçukların kimyasal aktivitesi, ana zincirdeki çift bağların varlığından ve çift bağa bitişik a-metilen gruplarındaki hidrojen atomlarının artan hareketliliğinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle doymamış kauçuklar, çift bağ ve komşu grupları ile etkileşime giren tüm bileşiklerle vulkanize edilebilir.

Doymamış kauçuklar için ana vulkanizasyon maddesi, genellikle hızlandırıcılar ve bunların aktivatörleri ile birlikte bir vulkanizasyon sistemi olarak kullanılan kükürttür. Sülfürün yanı sıra organik ve inorganik peroksitler, alkilfenol-formaldehit reçineleri (AFFS), diazo bileşikleri ve polihaloit bileşikleri kullanılabilir.

Doymuş kauçukların kimyasal aktivitesi, doymamış kauçukların aktivitelerinden önemli ölçüde daha düşüktür, bu nedenle vulkanizasyon için çeşitli peroksitler gibi oldukça reaktif maddeler kullanılmalıdır.

Doymamış ve doymuş kauçukların vulkanizasyonu sadece kimyasal vulkanizasyon ajanlarının varlığında değil, aynı zamanda kimyasal dönüşümleri başlatan fiziksel etkilerin etkisi altında da gerçekleştirilebilir. Bunlar yüksek enerjili radyasyon (radyasyon vulkanizasyonu), ultraviyole radyasyon (fotovulkanizasyon), yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kalma (termal vulkanizasyon), şok dalgaları ve diğer bazı kaynaklardır.

Fonksiyonel gruplara sahip kauçuklar, fonksiyonel gruplarla etkileşime giren çapraz bağlama ajanları ile bu gruplarda vulkanize edilebilir.

Vulkanizasyon sürecinin ana düzenlilikleri. Kauçuk türü ve kullanılan vulkanizasyon sistemi ne olursa olsun, vulkanizasyon işlemi sırasında malzeme özelliklerinde bazı karakteristik değişiklikler meydana gelir:

· Kauçuk karışımının plastisitesini önemli ölçüde azaltır, vulkanizatların mukavemeti ve elastikiyeti vardır. Bu nedenle, NC'ye dayalı ham kauçuk bileşiğinin gücü 1.5 MPa'yı geçmez ve vulkanize bir malzemenin gücü 25 MPa'dan az değildir.

· Kauçuğun kimyasal aktivitesi önemli ölçüde azalır: doymamış kauçuklarda çift bağ sayısı, doymuş kauçuklarda ve fonksiyonel gruplu kauçuklarda aktif merkezlerin sayısı azalır. Bu, vulkanizatın oksidatif ve diğer agresif etkilere karşı direncini arttırır.

· Vulkanize malzemenin düşük ve yüksek sıcaklıkların etkisine karşı direnci artar. Böylece, NC 0ºº'de sertleşir ve +100ºº'de yapışkan hale gelirken, vulkanizat -20 ila +100ºº sıcaklık aralığında mukavemet ve elastikiyetini korur.

Vulkanizasyon sırasında malzemenin özelliklerindeki değişikliğin bu karakteri, üç boyutlu bir uzaysal ızgara oluşumu ile biten yapılandırma süreçlerinin oluşumunu açık bir şekilde gösterir. Vulkanizatın esnekliğini koruması için çapraz bağların yeterince nadir olması gerekir. Örneğin, NC durumunda, ana zincirin 600 karbon atomu başına bir çapraz bağ oluşursa, zincirin termodinamik esnekliği korunur.

Vulkanizasyon işlemi, sabit bir sıcaklıkta vulkanizasyon süresine bağlı olarak özelliklerde bazı genel değişiklik kalıpları ile de karakterize edilir.

Karışımların viskozite özellikleri en belirgin şekilde değiştiğinden, vulkanizasyon kinetiğini incelemek için kesme rotasyonel viskozimetreleri, özellikle Monsanto reometreleri kullanılır. Bu cihazlar, çeşitli kesme kuvvetleri ile 12 - 360 dakika boyunca 100 ila 200ºС arasındaki sıcaklıklarda vulkanizasyon sürecini incelemeyi mümkün kılar. Cihazın kaydedicisi, sabit bir sıcaklıkta, yani vulkanizasyon süresine torkun bağımlılığını yazar. bir S-şekline ve işlemin aşamalarına karşılık gelen birkaç bölüme sahip bir vulkanizasyon kinetik eğrisi (Şekil 3).

Vulkanizasyonun ilk aşaması, indüksiyon dönemi, kavurma aşaması veya ön vulkanizasyon aşaması olarak adlandırılır. Bu aşamada, kauçuk karışımı akışkan kalmalı ve tüm kalıbı iyi doldurmalıdır, bu nedenle özellikleri minimum kesme momenti M min (minimum viskozite) ve kesme momentinin minimum ile karşılaştırıldığında 2 birim arttığı bir ts süresi ile karakterize edilir. .

İndüksiyon süresinin süresi, vulkanizasyon sisteminin aktivitesine bağlıdır. Bir veya daha fazla t s değerine sahip bir vulkanizasyon sisteminin seçimi, ürünün kütlesi tarafından belirlenir. Vulkanizasyon sırasında malzeme önce vulkanizasyon sıcaklığına ısıtılır ve kauçuğun düşük ısı iletkenliği nedeniyle ısıtma süresi ürünün kütlesi ile orantılıdır. Bu nedenle, büyük kütleli vulkanizasyon ürünleri için yeterince uzun bir indüksiyon süresi sağlayan vulkanizasyon sistemleri, düşük kütleli ürünler için ise tam tersi seçilmelidir.

İkinci aşamaya ana vulkanizasyon dönemi denir. İndüksiyon periyodunun sonunda, aktif partiküller kauçuk bileşiğinin kütlesinde birikir ve hızlı yapılanmaya ve buna bağlı olarak belirli bir maksimum değere Mmax kadar tork artışına neden olur. Ancak ikinci aşamanın tamamlanması Mmax'a ulaşma zamanı değil, M90'a karşılık gelen t90 zamanıdır. Bu an formül tarafından belirlenir

M 90 \u003d 0.9 DM + M dk,

burada DM, tork farkıdır (DM=M maks - M min).

Zaman t90, değeri vulkanizasyon sisteminin aktivitesine bağlı olan optimum vulkanizasyondur. Ana periyotta eğrinin eğimi, vulkanizasyon oranını karakterize eder.

Sürecin üçüncü aşaması, çoğu durumda kinetik eğri üzerinde sabit özelliklere sahip yatay bir bölüme karşılık gelen aşırı vulkanizasyon aşaması olarak adlandırılır. Bu bölgeye vulkanizasyon platosu denir. Plato ne kadar geniş olursa, karışım aşırı vulkanizasyona o kadar dirençli olur.

Platonun genişliği ve eğrinin daha sonraki seyri esas olarak kauçuğun kimyasal yapısına bağlıdır. NK ve SKI-3 gibi doymamış lineer kauçuklar durumunda, plato geniş değildir ve daha sonra bozulma meydana gelir, yani. eğrinin eğimi (Şekil 3, eğri fakat). Aşırı vulkanizasyon aşamasında özelliklerin bozulma sürecine denir. geri dönüş. Geri dönüşün nedeni, sadece ana zincirlerin değil, aynı zamanda yüksek sıcaklık etkisi altında oluşan çapraz bağların da tahrip olmasıdır.

Dallanmış bir yapıya sahip doymuş kauçuklar ve doymamış kauçuklar durumunda (yan 1,2-birimlerde önemli miktarda çift bağ), aşırı vulkanizasyon bölgesinde özellikler önemli ölçüde değişir ve hatta bazı durumlarda iyileşir (Şekil 3, eğriler B Ve içinde), çünkü yan bağlantıların çift bağlarının termal oksidasyonuna ek yapılandırma eşlik eder.

Kauçuk bileşiklerinin aşırı vulkanizasyon aşamasındaki davranışı, büyük ürünlerin, özellikle otomobil lastiklerinin üretiminde önemlidir, çünkü tersine dönme nedeniyle dış katmanların aşırı vulkanizasyonu, iç katmanların yetersiz vulkanizasyonu meydana gelebilir. Bu durumda, lastiğin üniform ısınması için uzun bir endüksiyon periyodu, ana periyotta yüksek bir hız ve revulkanizasyon aşaması sırasında geniş bir vulkanizasyon platosu sağlayacak vulkanizasyon sistemleri gereklidir.