Effets de la vulcanisation sur la structure et les propriétés :
Dans le processus de fabrication des produits en caoutchouc, la vulcanisation est la dernière étape. Ce procédé implique une série de réactions chimiques complexes qui transforment le caoutchouc d'une structure linéaire en une structure polyédrique. Le caoutchouc perd alors sa plasticité initiale et acquiert la haute élasticité du caoutchouc réticulé, ce qui lui confère d'excellentes propriétés physiques et mécaniques, une résistance thermique, une résistance aux solvants et une résistance à la corrosion supérieures, améliorant ainsi la valeur et le champ d'application des produits en caoutchouc.
Avant vulcanisation : structure linéaire, interaction intermoléculaire par force de van der Waals ;
Propriétés : grande plasticité, allongement élevé et solubilité ;
Lors de la vulcanisation : la molécule est initiée et une réaction de réticulation chimique se produit ;
Après vulcanisation : structure de réseau, intermoléculaire avec des liaisons chimiques ;
Structure:
(1) Liaison chimique ;
(2) Position de la liaison de réticulation ;
(3) Degré de réticulation ;
(4) Réticulation ; .
Propriétés:
(1) Propriétés mécaniques (allongement constant. Dureté. Résistance à la traction. Allongement. Élasticité) ;
(2) Propriétés physiques
(3) Stabilité chimique après vulcanisation ;
Modifications des propriétés du caoutchouc :
Prenons l’exemple du caoutchouc naturel, avec l’augmentation du degré de vulcanisation ;
(1) Les variations des propriétés mécaniques (élasticité, résistance à la déchirure, résistance à l'allongement, dureté) augmentent (allongement, déformation rémanente à la compression, dégagement de chaleur par fatigue) diminuent
(2) Modifications des propriétés physiques : diminution de la perméabilité à l’air et à l’eau, indissolubilité, gonflement seulement, amélioration de la résistance à la chaleur
(3) Modifications de la stabilité chimique
Stabilité chimique accrue, raisons
a. La réaction de réticulation fait disparaître les groupes ou atomes chimiquement actifs, ce qui rend difficile le déroulement de la réaction de vieillissement.
b. La structure du réseau entrave la diffusion des molécules de faible masse moléculaire, ce qui rend difficile la diffusion des radicaux de caoutchouc
Sélection et détermination des conditions de vulcanisation du caoutchouc
1. Pression de vulcanisation
(1) Une pression doit être appliquée lors de la vulcanisation des produits en caoutchouc. Le but est de :
a. Empêcher la formation de bulles dans le caoutchouc et améliorer sa compacité ;
b. Faire couler le caoutchouc et remplir le moule pour obtenir des produits aux motifs nets.
c. Améliorer l'adhérence entre chaque couche (couche adhésive et couche de tissu ou couche métallique, couche de tissu et couche de tissu) dans le produit, et améliorer les propriétés physiques (telles que la résistance à la flexion) du vulcanisat.
(2) De manière générale, le choix de la pression de vulcanisation doit être déterminé en fonction du type de produit, de la formule, de la plasticité et d'autres facteurs.
(3) En principe, les règles suivantes doivent être respectées : plus la plasticité est grande, plus la pression doit être faible ; plus l’épaisseur du produit, le nombre de couches et la complexité de sa structure doivent être élevés ; la pression appliquée aux produits minces doit être faible, voire une pression normale peut être utilisée.
Il existe plusieurs méthodes de vulcanisation et de pressurisation :
(1) La pompe hydraulique transmet la pression au moule via le vulcanisateur plat, puis la transmet au composé de caoutchouc à partir du moule.
(2) Directement pressurisé par un fluide de vulcanisation (tel que la vapeur)
(3) Pressurisé par air comprimé
(4) Injection par machine à injection
2. Température de vulcanisation et temps de durcissement
La température de vulcanisation est la condition fondamentale de la réaction. Elle influe directement sur la vitesse de vulcanisation, la qualité du produit et la rentabilité de l'entreprise. Une température élevée accélère la vulcanisation et augmente le rendement de production ; à l'inverse, le rendement est faible.
L'augmentation de la température de vulcanisation peut entraîner les problèmes suivants :
(1) Provoque la fissuration de la chaîne moléculaire du caoutchouc et la réversion de la vulcanisation, entraînant une diminution des propriétés mécaniques du composé de caoutchouc
(2) Réduire la résistance des textiles dans les produits en caoutchouc
(3) Le temps de sufflage du composé de caoutchouc est raccourci, le temps de remplissage est réduit et le produit manque partiellement de colle.
(4) Parce que les produits épais augmentent la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur du produit, ce qui entraîne une vulcanisation irrégulière
Date de publication : 18 mai 2022
