La dureza es uno de los indicadores de rendimiento más fundamentales e importantes de los materiales de caucho.Pero también afecta directamente a la percepción de la calidad del producto por parte de los clientes de la cadena de producción.En el proceso de producción real, los productos de caucho con dureza excesiva, grandes fluctuaciones,Los lotes inestables son causas frecuentes de quejas de los clientes y problemas de calidad internos y externos.El control de dureza puede parecer simple, pero en realidad es el resultado de una colaboración precisa en toda la cadena de fórmula, proceso y sistema de gestión.Este artículo combina la experiencia práctica para resumir los cinco detalles más críticos del diablo en el control de la dureza del caucho, desde el diseño de la fórmula hasta el moldeado por vulcanización, con un análisis profundo de todo el proceso, proporcionando referencia e implementación para los departamentos de calidad, inspección de calidad y producción.
Detalle 1: El diseño preciso del sistema de llenado en la fórmula básica depende principalmente del tipo de caucho base y del sistema de llenado.entre los cuales el relleno desempeña un papel clave en el "apoyo del esqueleto".
1Selección de negro de carbono y control del tamaño de las partículas
Cuanto menor sea el tamaño de las partículas del negro de carbono, mayor será la superficie específica, más fuerte será el efecto de refuerzo y más significativa será la mejora de la dureza.La regla general es la siguiente:: N220 carbon black → with a large increase in hardness (suitable for high hardness products) N330 carbon black → with excellent comprehensive performance and moderate hardness N550 and N660 carbon black → mainly used for soft rubber, mejorando la fluidez y una dureza relativamente baja
2Función del negro de carbono blanco ( relleno de silicato)
El negro de carbono blanco también puede aumentar la dureza del caucho, pero sus efectos se vuelven más complejos debido a su higroscopicidad y dispersibilidad.El sistema negro de carbono blanco debe utilizarse junto con agentes de acoplamiento (como el Si69), de lo contrario no sólo la dureza será inestable, sino que también causará fluctuaciones en la curva de vulcanización.
3Control estricto de la cantidad total de rellenos
El coeficiente de contribución de dureza varía entre los diferentes rellenos. En términos generales, por cada aumento de 10 phr en el negro de carbono, la dureza del caucho aumenta aproximadamente en 3-5 grados Shore A.Sin embargo, hay que tener en cuenta que el exceso de relleno no sólo aumenta la dureza, sino que también sacrifica la elasticidad y la flexibilidad flexural, que debe ser equilibrada.Una fábrica una vez causó una dureza que excede el estándar en más de 3 grados debido al ajuste fino de lotes de negro de carbono (con tamaños de partículas ligeramente diferentes)Se recuerda que se deben establecer dos normas de control para la distribución del tamaño de las partículas y el valor de absorción del aceite DBP al comprar materias primas.
Detalle 2: Manejo de cambios sutiles durante las fases de plastificación y mezcla
La tecnología de procesamiento de mezcla, especialmente el control de disolución plástica, es la clave oculta que determina la fluctuación de la base de dureza.
Si la plastificación (el caucho natural) es excesiva, las cadenas moleculares se romperán demasiado, la red de caucho se aflojará y la dureza disminuirá después de la vulcanización.Por el contrario.La inestabilidad de la dureza se debe también a la insuficiente plasticidad, a la falta de rendimiento de los materiales de caucho y a la dispersión desigual de los rellenos. 2.Aplicación razonable de agentes de refinación rápida y aceites de operación
La proporción de la cantidad de agente de refinación rápida (como Pepperizer) añadida al aceite de operación (como el aceite AR) afectará significativamente la viscosidad inicial y la dureza final.Un aumento del contenido de aceite conduce a una disminución de la plasticidad y una disminución de la dureza del productoLa combinación de la temperatura y la gestión del tiempo
En la fase de mezcla, se recomienda controlar la temperatura: la temperatura de la primera etapa no debe exceder de 135 °C y la temperatura de la segunda etapa debe ser de unos 90-100 °C.Control del tiempo: evitar el cruce prematuro (Scorch) causado por la mezcla prolongada a altas temperaturas, lo que puede afectar a la dureza final.Debe prestarse atención a la curva de aumento de temperatura de cada lote de caucho mezclado, y los valores de temperatura máxima y energía de cada lote de caucho se pueden utilizar como datos de proceso importantes para la predicción de la dureza.
Detalle 3: equilibrio preciso entre el sistema de vulcanización y la densidad de enlace cruzado.cadenas de redes moleculares de cauchoEl sistema de sulfuro: por cada aumento de 0,1phr en el contenido de azufre, el nivel de sulfuro en el sistema de sulfuro se reduce.la dureza aumenta en aproximadamente 1-2 grados. Sistemas de peróxido (como los sistemas DCP):Los diferentes tipos de enlaces cruzados (enlaces C-C) contribuyen más a la dureza y son adecuados para productos con alta resistencia a temperaturas y altos requisitos de durezaEl tipo y la proporción de aceleradores (como CBS, MBTS) en el sistema aditivo afectan directamente la tasa de vulcanización y la densidad de enlace cruzado.El contenido de agentes activos (como ZnO/ácido teárico) debe estar estrictamente equilibrado., ya que los niveles excesivos pueden conducir a una sulfuración temprana y afectar a la consistencia de dureza. 3.El análisis de los datos del reómetro a muesca móvil (MDR) muestra que los cambios en los valores de ML y MH reflejan directamente la tendencia de la maleabilidad y dureza del compuesto de caucho después de la vulcanización.El T90 (tiempo de vulcanización del 90%) debe ser estrictamente estandarizado, y los diferentes tipos de T90 que excedan la tolerancia en ± 2 minutos pueden causar fluctuaciones de dureza de 2-4 grados.Cuando se mejora un compuesto de caucho nitrílico de alta dureza, mediante el ajuste de la relación CBS/MBTS (de 1,2/0,3 a 1,0/0,5), la dureza del producto fue controlada con éxito de 82 ± 3 grados a 82 ± 1,5 grados.