CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.6. Tối ƣu hóa trong chế tạo vật liệu cao su blend 3 cấu tử trên cơ sở cao su
3.7.1. Công nghệ chế tạo vật liệu cao su blend NBR/CR/PVC
Từ những kết quả nghiên cứu thu được về cao su blend trên cơ sở cao su NBR, CR và nhựa PVC, chúng tôi xây dựng quy trình công nghệ chế tạo vật liệu cao su blend NBR/CR/PVC bằng phương pháp trộn kín kết hợp cán trộn gồm các công đoạn sau:
3.7.1.1. Cắt mạch sơ bộ cao su
Các loại cao su nguyên liệu được cắt mạch sơ bộ trên máy cán hai trục ở nhiệt độ thường trong thời gian khoảng 5 phút, tiếp đến là cán xuất tấm (nhỏ) để cho vào máy trộn kín được dễ dàng.
3.7.1.2. Ủ nhiệt bột PVC
Nhựa PVC là chất dễ phân huỷ ở nhiệt độ cao [133, 135], do vậy trước khi trộn PVC với NBR thì bột PVC được trộn chất hóa dẻo DOP và các chất ổn định (cadimi stearat và bari stearat). Trộn đều và ủ hỗn hợp trên ở 70oC trong khoảng 8 giờ để phụ gia ngấm đều vào PVC.
3.7.1.3. Chế tạo vật liệu blend NBR/CR/PVC
Đối với vật liệu tổ hợp từ NBR, CR với PVC, khi nhiệt độ buồng trộn đạt 170oC thì cho bột PVC đã có chất ổn định, chất hóa dẻo và trộn trong thời gian 2 phút. Sau đó cho NBR và CR vào trộn tiếp trong 4 phút, tiếp đến cho các chất độn và phụ gia khác (tốc độ quay của trục là 50 vòng/phút; thời gian trộn phụ thuộc vào tỷ lệ phụ gia đưa vào).
Sau khi NBR, CR, PVC và các phụ gia được trộn đều (không có chất lưu hóa) trong máy trộn kín, hỗn hợp vật liệu được lấy ra, để nguội và tiếp tục phối trộn với chất lưu hóa và chất xúc tiến trên máy cán trộn ở nhiệt độ dưới 50oC, với thời gian trộn được điều chỉnh phù hợp theo từng lượng nguyên liệu nhất định. Sau khi các hợp phần được trộn đều thì thực hiện bước tiếp theo là ép lưu hóa và định hình mẫu.
Lưu ý: trong quá trình trộn kín cần lưu ý nhiệt độ của buồng trộn cũng như thời gian trộn. Vì nếu nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chảy của PVC thì chất lượng blend NBR/CR/PVC sẽ kém do PVC không chảy dẫn đến PVC không trộn và phân tán trong hệ NBR/CR và lúc đó nó chỉ đóng vai trò như chất độn. Nếu nhiệt độ quá cao có thể dẫn đến phân huỷ vật liệu.
3.7.1.4. Ép lưu hóa định hình mẫu vật liệu
Hợp phần vật liệu sau khi được phối trộn, xuất tấm, được cắt theo kích thước yêu cầu cho vào khuôn ép (hình dạng của sản phẩm được cố định theo kích thước của khuôn). Các tấm cao su blend được ép lưu hóa trên máy ép thủy lực. Lúc đầu ép lưu hóa ở một áp suất nhất định , sau đó giả m áp để lùa hết các bọt khí, tiếp đến là tăng áp đến áp suất là 6 kg/cm2. Các kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ lưu hóa tối ưu là 165oC 170oC (tùy theo hệ blend cụ thể) và thời gian lưu hóa là 15 phút.
3.7.1.5. Nhả áp suất, lấy sản phẩm
Sau khi lưu hóa đủ thời gian, nhả áp suất, lấy vật liệu đã lưu hóa ra khỏi khuôn ép. Vật liệu sau khi lưu hóa được để một thời gian, sau đó được đem đi cắt theo các tiêu chuẩn để đo các tính chất cơ lý của vật liệu. Riêng đối với blend nhiệt dẻo có thể ép đùn tạo mẫu trực tiếp.
3.7.2. Công nghệ chế tạo các sản phẩm gioăng, đệm cho máy biến thế
Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu về chế tạo các hệ cao su blend NBR/CR/PVC và căn cứ vào công nghệ sản xuất hiện có, chúng tôi xây dựng công nghệ chế tạo các sản phẩm gioăng, đệm cao su cho máy biến thế gồm các công đoạn: cắt mạch sơ bộ cao su, ủ nhiệt bột PVC, trộn vật liệu, ép lưu hóa định hình mẫu vật liệu cho đến giai đoạn cán xuất tấm (các công đoạn này đã được trình bày chi tiết ở phần trên), công đoạn tiếp theo để tạo ra sản phẩm gioăng, đệm cho máy biến thế từ vật liệu cao su blend NBR/CR/PVC cụ thể như sau:
3.7.2.1. Ép định hình và lưu hóa sản phẩm
Tấm cao su blend được cắt theo kích thước yêu cầu cho vào khuôn ép (kích thước của gioăng được cố định theo kích thước của khuôn). Các sản phẩm cao su được ép lưu hóa trên máy ép thủy lực. Lúc đầu ép lưu hóa ở một áp suất nhất định, sau đó nhả áp để lùa hết các bọt khí, tiếp đến là tăng áp đến 6 kg/cm2 và duy trì trong suốt quá trình lưu hóa. Đối với hệ NBR/CR/PVC chế độ ép và lưu hóa cho sản phẩm gioăng, đệm cho máy biến thế là:
+ Áp suất ép: 6 kg/cm2 + Nhiệt độ: 170oC
+ Thời gian lưu hóa: 15 phút 3.7.2.2. Nhả áp suất, lấy sản phẩm
Sau khi lưu hóa đủ thời gian, nhả áp suất, làm lạnh khuôn đến 80oC và sau đó mới tiến hành lấy sản phẩm ra để tránh hiện tượng biến dạng của sản phẩm.
3.7.2.3. Kiểm tra, sửa khuyết tật và nhập kho
Sản phẩm được kiểm tra về hình thức và sửa các khuyết tật (nếu có), và cuối cùng được nhập kho bảo quản.
Sơ đồ công nghệ chế tạo gioăng, đệm máy biến thế từ vật liệu cao su blend NBR/CR/PVC được trình bày trong hình dưới đây:
Hình 3.23. Sơ đồ chế tạo gioăng, đệm máy biến thế từ vật liệu cao su blend NBR/CR/PVC