Губчатые резиновые изделия

Резиновые губчатые изделия характеризуются наличием мно­жества пор разного размера. Поры могут сообщаться между собой или быть изолированы друг от друга тонкими резиновыми стенками. Губчатая резина с крупными сообщающимися порами поглощает значительные количества воды и используется в качест­ве туалетной губки. Губчатая резина с небольшими или средними замкнутыми порами («ячеистая») применяется для звуко- и тепло­изоляции, в мебельной промышленности и пр.

Различия губчатой резины с большими сообщающимися пора­ми и небольшими замкнутыми порами наглядно проявляются при сжатии. Наибольшее распространение получили органические порообразователи (порофоры). Они хорошо диспергируются в каучуках, обладают высоким газовым числом (объем газа, выде­ляющегося при разложении 1 г порообразователя), имеют разные температуры разложения, что позволяет использовать их в резино­вых смесях при различных температурах вулканизации.

Туалетная губка — наиболее известное из резиновых губчатых изделий. Для ее получения резиновую смесь в виде пластины толщиной 35 мм подвергают прессованию в холодном прессе до вы­соты 25 мм и обрезают кромки. Вулканизацию осуществляют на открытых противнях в автоклавах.

Свулканизованные, значительно увеличившиеся по высоте пластины пропускают 4—5 раз через двухвалковый каландр с зазором между валками 20—25 мм. При этом часть стенок пор разрывается — поры становятся сообщающимися между собой, и водоемкость губки возрастает. Поверхность пластин, вследствие давления вулканизационной среды, имеет вид кожи. Поверхност­ный слой срезают ленточным ножом, а пластину разрезают на куски установленных размеров. Используют также прессовую вулканизацию туалетных губок в формах, однако в этих усло­виях трудно добиться равномерной и мягкой структуры туалет­ной губки.

Ячеистая губка применяется для обивки стен в ателье звукозаписи, кабин самолетов, в установках глубокого охлажде­ния. Для получения такой ячеистой губки заготовку резиновой смеси определенной толщины загружают в автоклав с обогревае­мой паровой рубашкой. Через 30 мин при 135—140 °С в автоклав подают азот под давлением 20—30 МПа. Подачу азота и нагрев при той же температуре осуществляют в течение 2—6 ч. После это­го впуск пара и азота прекращают, а рубашку автоклава охлаж­дают водой. После охлаждения давление азота стравливают, полу­фабрикат выгружают из автоклава, закладывают в формы и поме­щают в вулканизационные прессы, в которых завершается про­цесс вулканизации в течение 20—60 мин при 145—160 °С. Таким образом, порообразование и первое вздувание, при котором объем материала увеличивается в 6 раз, протекает в свободном состоя­нии, но при большом внешнем давлении. Второе же вздувание, в результате которого материал увеличивается в объеме до 13,5 раз против начального, осуществляется в период вулканизации в формах.

Для получения губчатых пластин используют способ «запрес­совки» и прессовый способ «роста». Особенность запрессовки заключается в применении заготовки резиновой смеси, высота которой несколько больше, чем у гнезда пресс-формы. Вулкани­зацию осуществляют при 140—180 °С с использованием двух раз­личных внешних давлений: высокого и низкого. Продолжительность вулканизации при высоком и низ­ком давлениях определяет плотность губчатой резины. Прессовый способ «роста» предусматривает вулканизацию (10—40 мин, 140— 170 °С) резиновой смеси в пресс-форме, высота гнезда которой больше, чем высота заготовки смеси. Соотношение между этими высотами определяет плотность губчатой резины.

Латексные изделия

Латексы представляют собой коллоидные дисперсии поли­меров (каучуков) в водной среде, достаточная агрегативная устойчивость которых обеспечивается присутствием стабилиза­торов — поверхностно-активных веществ, чаще всего анионо-активных (соли высших жирных кислот, сульфокислот). Более половины товарных латексов используют в резиновой промыш­ленности для получения изделий, в которых каучук латекса явля­ется основным материалом. Остальные латексы находят широкое применение для пропитки корда, в производстве нетканых мате­риалов, бумаги, строительных материалов и т. д.

Отличительной чертой латексной технологии является отно­сительно низкая вязкость перерабатываемой среды (латексной смеси), что позволяет значительно уменьшить энерго- и металло­емкость используемого оборудования. Достоинствами латексной технологии являются возможность получения изделий сложной кон­фигурации, в том числе с тонкими стенками, высокая степень механизации и автоматизации процессов. Однако наличие вод­ной фазы при формовании изделия и низкая паропроницаемость эластомера создают трудности по удалению воды из внутренних слоев материала, что ограничивает применимость метода. Эко­номически оправдан выпуск трех типов резиновых изделий из латексов: тонкостенных (в широком ассортименте), эластичных нитей и пенорезины.

Для этих целей наибольшее применение получили следую­щие латексы: натуральные — центрифугированный (Данлоп С-60, Квалитекс) и предвулканизованный (Ревультекс МК и др.); синтетические — бутадиенстирольные СКС-С, БС-85, БСК-30/4, бутадиеннитрильный БН-ЗОК-2. Во всех случаях для получения изделий необходима деста­билизация латекса, приводящая к коагуляции и выделению кау­чука в виде заготовки определенной формы и размеров. Такая дестабилизация может быть вызвана физическими воздействиями (повышение температуры, замораживание-оттаивание, испарение воды и т.д.), но чаще всего коагуляция происходит при введении в латекс электролитов (кислот, солей и др.). В кислых средах большая часть поверхностно-активных анионов превращается в соответствующие кислоты, не являющиеся стабилизаторами дисперсий. Катионы электролитов образуют с ПАВ нераствори­мые в воде соли, что также приводит к коагуляции (наибольший эффект достигается при применении солей бария и кальция). Например, при использовании в качестве ПАВ солей высших карбоновых кислот эти превращения можно представить схемой:

При соприкосновении латекса с кислотой или электролитом вследствие локальной коагуляции образуется рыхлая простран­ственная структура взаимодействующих друг с другом латексных частиц (сырой гель), которая в результате синерезиса посте­пенно уплотняется и достигает определенной механической проч­ности, позволяющей проводить различные операции с полученной заготовкой. Подобные методы коагуляции применимы при изго­товлении тонкостенных изделий и нитей.

Для получения более крупных изделий, в частности пено­резины, необходима замедленная дестабилизация латекса во всем объеме, приводящая к постепенному образованию геля (желати­нирование системы). Например, при введении в латекс кремнефторида натрия происходит медленный его гидролиз, и образую­щаяся кислота дестабилизирует латекс.

Технологическая схема получения латексных изделий в боль­шинстве случаев включает следующие стадии:

Ø приготовление латексной смеси,

Ø получение заготовок путем гелеобразования или желатинирования,

Ø уплотнение геля,

Ø его промывка,

Ø сушка,

Ø вулканизация.