Pryže a silikonu

Při výrobě pryžových výrobků se používá několik procesů. Mezi nejběžnější techniky používané pro zpracování přírodního kaučuku patří extruze, ponoření do latexu, lisování a kalandrování. Nabízíme vám širokou škálu temperačních systémů, které splňují rozmanité požadavky na teplotní rozsahy, objemové průtoky a integraci systému a jsou přizpůsobeny různým procesním metodám.

Spolehlivost kvality surovin, přesné hmotnostní poměry různých přísad, řízený postup míchání a optimalizované tvářecí procesy jsou základními požadavky pro výrobu komponentů z elastomerních materiálů. V tomto komplexním prostředí splníme všechny vaše požadavky na regulaci teploty – buď ve formě samostatných řešení, nebo plně integrované do vašeho systému.

Elastomery jsou tvořeny zesítěnými makromolekulárními polymery, které vytvářejí trojrozměrnou širokou síťovou strukturu. Vazby mezi jednotlivými polymerními řetězci (vulkanizace) vytvářejí elastické vlastnosti tohoto materiálu. Obecně se proto elastomery běžně označují jako pryž. Do teploty rozkladu jsou elastomery vulkanizované polymerní materiály, které jsou při nízkých teplotách tvrdé jako sklo a nevykazují viskózní tečení ani při vysokých teplotách. Místo toho vykazují mezi pokojovou teplotou a teplotou rozkladu elastické vlastnosti. Při pokojové teplotě elastomery odolávají malým silám, které způsobují významnou, dočasnou deformaci. Jakmile přestane síla působit, makromolekuly se vrátí téměř do své původní polohy.

V následujícím textu jsou stručně popsány materiály, které lze optimálně zpracovávat pomocí našich temperačních přístrojů.

---

Směsi elastomerů
Přírodní a syntetické kaučuky nejsou materiály v běžném slova smyslu. Jsou to suroviny, které před vulkanizací vyžadují přidání řady dalších látek. Kromě základního materiálu přírodního kaučuku obsahují všechny elastomery četná aditiva, jako jsou plniva, změkčovadla, zpracovatelská činidla, antioxidanty, vulkanizační činidla, vulkanizační katalyzátory, aktivátory, zpomalovače vulkanizace, pigmenty atd. V průměru se elastomerní směs skládá z 10 na 20 složek. Součet těchto složek je známý jako elastomerní směs. Typ použitého přírodního kaučuku určuje základní vlastnosti vulkanizovaného produktu, zejména stabilitu proti stárnutí a pružnost za studena a také jeho chování při působení médií, jako jsou oleje, paliva, voda a rozpouštědla. Mechanické vlastnosti, jako je elasticita a tvrdost, rovněž závisí na polymerní bázi a na použití výplňových materiálů, jako například saze nebo lehká plniva. Použití různých přísad umožňuje určité vlastnosti modifikovat (např. tvrdost) a zlepšovat (např. pružnost za studena, rázová houževnatost, deformace v tlaku, odolnost vůči teplu a bobtnání). Složení elastomerů je vysoce komplexní a mění se v závislosti na způsobu použití..

---

Elastomerní pěny
Pěnové elastomery se vytvářejí přidáním nadouvadla do nevulkanizované směsi přírodního kaučuku. Během vulkanizace se plyn odděluje a vytváří póry, které směs nadouvají. Tento proces se používá k výrobě produktů, jako jsou filtry, odpružení, obaly, matrace a technické předměty.

---

Kompozity: pryž s kovem, pryž s plastem
Lisované pryžové díly dávají velkou volnost při navrhování díky vynikajícím expanzním vlastnostem elastomerních směsí, které umožňují odstranit z forem i obtížnější obrysy. Pryže lze použít k výrobě různých kompozitů – kompozity využívající lisované pryžové díly a kovové prvky nebo pryž a plast umožňují výrazné úspory nákladů. Klíčovým faktorem ovlivňujícím kvalitu kompozitních dílů z pryže a kovu je výběr vhodné kompozitní techniky. Ani při největším zatížení se elastomerová vrstva nesmí od kovového nebo plastového materiálu oddělit.

Tyto kompozitní díly poskytují mnoho výhod:

• Snížení celkového počtu dílů a tím snadnější manipulace pouze s jedním dílem
• Již nejsou nutné montážní práce, což eliminuje chyby vznikající při montážních procesech
• Spolehlivost a provozní bezpečnost díky pevně spojenému kompozitu
• Díly snesou vyšší zatížení

Míchání / mísení
Směs se vytváří ve dvou fázích. Před vytvořením konečné směsi se připraví předběžná směs surovin přidáním síťovacích činidel a katalyzátorů a zajištěním homogenity. Jak předběžné mísení, tak vytvoření konečné směsi se provádí pomocí hnětacích strojů nebo válcovacích stolic. Konečným produktem tohoto procesu jsou nevulkanizované směsi přírodního kaučuku ve formě granulí, které lze použít k tvarování.

Tvarování
Tvarování lze provádět pomocí mnoha různých metod:

• Kompresní lisování
• Kalandrování
• Ruční tvarování
• Vstřikování
• Extruze

Tento krok zpracování vytváří jak nevulkanizované polotovary, tak vulkanizované hotové výrobky nebo polotovary. Regulaci teploty pro obě varianty optimálně zajistí naše temperační přístroje.

Vulkanizace
Naše temperační přístroje poskytují optimální podporu pro vulkanizaci. Vulkanizace je chemická a fyzikální přeměna tažného přírodního kaučuku do kaučukově elastického stavu. Tento proces, také známý jako cross-linking (síťování), vytváří v reaktivních bodech vazby mezi makromolekulami. Vulkanizace vyžaduje vulkanizační činidlo. Nejstarším a nejpoužívanějším vulkanizačním činidlem je síra. Kaučuk vyrobený tímto procesem má ve srovnání se surovým kaučukovým materiálem trvale elastické vlastnosti, po mechanickém zatížení se vrací do původního tvaru, má vyšší pevnost v tahu, pružnost a odolnost proti vlivům stárnutí a počasí.

Elasticita kaučuku závisí na počtu sirných můstků. Čím více sirných můstků, tím je pryž tvrdší a méně elastická. Samotný počet sirných můstků je závislý na množství přidané síry a době trvání vulkanizace. Jak kaučuk stárne, jsou tyto sirné můstky nahrazeny kyslíkovými můstky; guma se tak stává křehčí a porézní.

Vulkanizace se často provádí ve stejném procesním kroku jako tvarování. Vulkanizaci lze tedy provádět buď ve vyhřívané formě, nebo ve speciální vulkanizační peci.

• Kompresní tvarování
  Kompresní lisování je tradiční způsob výroby tvarovaných pryžových dílů. Do vulkanizační formy se obvykle ručně vkládá množství nevulkanizované přírodní kaučukové směsi, dostatečné pro dané množství vyráběných dílů. Forma se poté uzavře a působí v ní tlak. Tlak a teplota změkčují směs, která vytéká a vyplňuje dutinu formy. Při teplotě mezi 140 a 200°C se pryžová směs vulkanizuje. Vulkanizovaná (zesíťovaná) část nyní působí spíše jako termoplast a je vyjmuta z formy za tepla bez jakékoli deformace. Forma musí být navržena tak, aby po ochlazení nemohlo dojít v hotovém dílu k žádnému smrštění. Ve srovnání se vstřikováním vyžaduje proces lisování obecně mnohem delší dobu zahřívání, protože se studená pryžová směs zahřívá na vulkanizační teplotu výhradně stěnami formy. Další variantou tohoto procesu je kompresní přetlačování. Zde se formovací směs při vstřikování dodatečně zahřívá pomocí tření. Zkracuje se tak doba potřebná k zesíťování. Nevýhodou tohoto procesu je, že náklady na formu jsou mnohem vyšší v důsledku vyššího opotřebení a dochází k většímu poklesu počtu zesíťovaných elastomerů. Lisování je nákladově efektivnější při výrobě omezeného množství jednoduchých dílů.
• Vstřikovací lisování (ITM)
  Vstřikovací lisování (ITM) je varianta procesu kompresního přetlačování, při kterém se přes vstřikovací jednotku vstřikovacího lisu plní přetlačovací jednotka v horní části formy směsí změkčeného přírodního kaučuku. Přívod již změkčené směsi přírodního kaučuku umožňuje rovnoměrnější vyplnění vulkanizační formy. Kanály pro lisování za studena se používají při lisování a vstřikovacím lisování (ITM) k výrobě tvarovaných pryžových dílů. Chladicí médium ochlazuje přetlačovací jednotku a je tepelně odděleno od vyhřívané vulkanizační zóny ve formě izolační deskou. Jako chladicí médium se obvykle používá voda. Přechod z chlazené do vyhřívané zóny probíhá přes trysky. Na rozdíl od studených vtoků trysek nejsou trysky používané u studených kanálů přetlačovacího lisování chlazeny jednotlivě, ale pouze napříč celým chladicím blokem. Elastomerní materiál v přetlačovací jednotce nevulkanizuje v každém výrobním cyklu a může být použit v dalším cyklu pro výrobu tvarových dílů. Zatímco studené kanály trysek se nejčastěji používají u malých kalibrů a velkoobjemových dílů, přetlačovací lisování za studena je lepší pro velké kalibry a menší objemy pryžových dílů.
• Kalandrování
  Kalandry fungují podobně jako válcovací stolice. Teplotu souběžných válců uspořádaných nad sebou lze regulovat. V závislosti na velikosti mezery mezi válci lze vyrábět různé tloušťky fólie. Vulkanizace se provádí buď přerušovaně v autoklávu lisu, nebo kontinuálně ve vulkanizačním stroji.
• Vstřikování
  Při použití metody vstřikování k výrobě tvarových pryžových dílů se směs přírodního kaučuku nejprve předehřeje ve šnekové jednotce a změkčí (80–100°C) a poté se vstřikuje do zahřáté formy přes vtokové kanály. Používají se dva různé typy strojů: horizontální a vertikální vstřikovací stroje. Proces vstřikování probíhá buď přímým zatlačením šroubu ve válci, nebo přes samostatný válec (vstřikovací píst). Ve srovnání s lisováním je vstřikování modernějším procesem a nabízí vyšší efektivitu díky tomu, že je plně automatizováno. Plastifikace ve vstřikovací jednotce má za následek výrazně kratší dobu ohřevu. Použití studených kanálů trysek pomáhá snížit plýtvání na minimum.
• Extruze
  Při procesu extruze zajišťuje rotující šnek plastifikaci směsi přírodního kaučuku. Šnek stlačuje a zahřívá materiál a vytlačuje jej tryskou do otevřeného prostoru. Po průchodu odpovídající kalibrační jednotkou a vulkanizační jednotkou se extrudát nařeže na požadované délky. Vulkanizaci lze provést pomocí beztlakové solné lázně, UHF horkovzdušného kanálu nebo v samostatném autoklávu.