Rubber

Er zijn verschillende processen die worden gebruikt bij de productie van rubberproducten. Enkele van de meest voorkomende technieken voor de verwerking van natuurlijk rubber zijn extrusie, onderdompeling in latex, vormgeving en kalanderen. Wij bieden u een breed scala aan temperatuurregelsystemen die voldoen aan de uiteenlopende eisen op het gebied van temperatuurbereiken, volumestromen en systeemintegratie, en aangepast zijn aan de verschillende procesmethoden.

De betrouwbaarheid van de kwaliteit van grondstoffen, exacte gewichtsverhoudingen van de verschillende ingrediënten, een gecontroleerde mengprocedure en geoptimaliseerde vormingsprocessen zijn essentiële vereisten voor de productie van componenten van elastomeermaterialen. Binnen deze complexe omgeving voldoen we aan al uw temperatuurregelingsvereisten - ofwel in de vorm van op zichzelf staande oplossingen, of volledig geïntegreerd in uw systeem.

Elastomeren worden gevormd uit crosslinked macromoleculaire polymeren die een driedimensionale wijde mazenstructuur vormen. De verbindingen tussen de individuele polymeerketens (vulkanisatie) creëren de elastische eigenschappen van dit materiaal. In het algemeen taalgebruik worden elastomeren daarom vaak rubber genoemd. Tot aan hun ontledingstemperatuur zijn elastomeren gevulkaniseerde polymeermaterialen die bij lage temperaturen zo hard zijn als glas en zelfs bij hoge temperaturen geen viskeuze stroming vertonen. In plaats daarvan vertonen ze tussen kamertemperatuur en hun ontledingstemperatuur elastische eigenschappen. Bij kamertemperatuur kunnen elastomeren kleine krachten weerstaan die aanzienlijke, tijdelijke vervorming veroorzaken. Zodra de kracht niet meer wordt toegepast, keren de macromoleculen terug naar bijna hun oorspronkelijke positie.

Het volgende beschrijft kort de materialen die optimaal verwerkt kunnen worden met behulp van onze temperatuurregelingseenheden.

Elastomeerverbindingen
Natuurlijke en synthetische rubbers zijn geen materialen in de normale zin van het woord. Het zijn grondstoffen die verschillende andere stoffen vereisen die vóór de vulkanisatie moeten worden toegevoegd. Naast het basismateriaal natuurlijk rubber bevatten alle elastomeren talrijke additieven zoals vulstoffen, weekmakers, verwerkingsmiddelen, antioxidanten, vulkaniserende middelen, vulkaniserende katalysatoren, activatoren, vertragers, pigmenten, enz. Gemiddeld bestaat een elastomeerverbinding uit 10 tot 20 componenten. Het totaal van deze componenten wordt de elastomeerverbinding genoemd. Het type natuurlijk rubber dat wordt gebruikt, bepaalt de fundamentele eigenschappen van het gevulkaniseerde product, met name de verouderingsstabiliteit en koudeflexibiliteit, evenals het gedrag bij blootstelling aan media zoals oliën, brandstoffen, water en oplosmiddelen. De mechanische eigenschappen zoals elasticiteit en hardheid zijn ook afhankelijk van de polymeerbasis en het gebruik van vulstoffen zoals koolstofzwart of lichte vulmiddelen. Het gebruik van verschillende additieven maakt het mogelijk om bepaalde eigenschappen te wijzigen (bijv. de hardheid) en te verbeteren (bijv. koudeflexibiliteit, slagvastheid, compressieset, hitte- en zwelweerstand). De samenstelling van elastomeren is zeer complex en wordt aangepast afhankelijk van de toepassing.

Elastomeerschuimen
Elastomeerschuimen worden gemaakt door een uitzettingsmiddel toe te voegen aan het niet-gevulkaniseerde natuurlijke rubbercompound. Tijdens de vulkanisatie scheidt gas uit en vormt het poriën die het compound doen uitzetten. Dit proces wordt gebruikt om producten te maken zoals: filters, kussens, verpakkingen, matrassen en technische items.

Composieten: rubber-metaal, rubber-kunststof
evormde rubberen onderdelen bieden een enorme ontwerpvrijheid vanwege de uitstekende uitzettingseigenschappen van de elastomeerverbindingen, waardoor zelfs moeilijkere contouren uit mallen kunnen worden verwijderd. Rubber kan worden gebruikt om verschillende composieten te maken. Composieten met gevormde rubberen onderdelen en metalen elementen, of rubber en kunststof, maken aanzienlijke kostenbesparingen mogelijk. Een belangrijke factor die de kwaliteit van rubber-metaalcomposietonderdelen beïnvloedt, is de keuze van een geschikte composiettechniek. Zelfs onder de zwaarste belastingen mag de elastomerlaag niet loskomen van het metalen of kunststof materiaal.

Dergelijke samengestelde onderdelen bieden vele voordelen:

• Vermindering van het totale aantal afzonderlijke onderdelen en dus gemakkelijker hanteren van slechts één onderdeel
• Montagewerkzaamheden zijn niet meer nodig, waardoor fouten die ontstaan ​​tijdens assemblageprocessen worden geëlimineerd
• Betrouwbaarheid en operationele veiligheid dankzij een stevig gebonden composiet
• Onderdelen kunnen hogere belastingen weerstaan

Mengen / samenstellen
Het mengsel wordt in twee fasen gemaakt. Er wordt eerst een voorbereid mengsel van de grondstoffen gemaakt voordat het uiteindelijke mengsel wordt gecreëerd door de cross-linking-agenten en katalysatoren toe te voegen en homogeniteit te garanderen. Zowel het vooraf mengen als het maken van het uiteindelijke mengsel gebeurt met kneedmachines of walsmolens. Het eindresultaat van dit proces zijn niet-gevulcaniseerde natuurlijke rubberverbindingen in de vorm van granulaat die kunnen worden gebruikt voor vormgeving.

Vormgeving
Vormgeving kan op verschillende manieren worden uitgevoerd:

• Compressievormen
• Calanderen
• Handvormen
• Spuitgieten
• Extrusie

Deze verwerkingsstap genereert zowel niet-gevulcaniseerde slugs als gevulcaniseerde afgewerkte of halfafgewerkte onderdelen. Temperatuurregeling voor beide varianten kan optimaal worden ondersteund door onze temperatuurregelunits.

Vulcanisatie
Onze temperatuurregelunits bieden optimale ondersteuning voor vulcanisatie. Vulcanisatie is de chemische en fysieke omzetting van kneedbaar natuurlijk rubber in een rubberelastische toestand. Dit proces, ook wel bekend als cross-linking, creëert verbindingen tussen macromoleculen op reactieve punten. Vulcanisatie vereist een vulkanisatiemiddel. Het oudste en meest gebruikte vulkanisatiemiddel is zwavel. In vergelijking met het ruwe rubbermateriaal heeft het rubber dat door dit proces wordt geproduceerd permanent elastische eigenschappen, keert het terug naar zijn oorspronkelijke vorm na een mechanische belasting, heeft het een hogere treksterkte, elasticiteit en weerstand tegen veroudering en weersinvloeden.

De elasticiteit van het rubber hangt af van het aantal zwavelbruggen. Hoe meer zwavelbruggen er zijn, hoe harder en minder elastisch het rubber is. Het aantal zwavelbruggen zelf is afhankelijk van de hoeveelheid toegevoegde zwavel en de duur van de vulcanisatie. Naarmate het rubber ouder wordt, worden deze zwavelbruggen vervangen door zuurstofbruggen; het rubber wordt dus brozer en poreuzer.

Vulcanisatie wordt vaak uitgevoerd in dezelfde processtap als vormgeving. Vulcanisatie kan daarom worden uitgevoerd in een verwarmde mal of in een speciale vulcanisatieoven.

• Compressievormen
  Compressievormen is de traditionele manier om gevormde rubberen onderdelen te produceren. Een hoeveelheid niet-gevulcaniseerd natuurlijk rubbermengsel die voldoende is voor de te produceren hoeveelheid onderdelen, wordt meestal handmatig in een vulkanisatiemal geplaatst. De mal wordt vervolgens gesloten en onder druk gezet. De druk en temperatuur verzachten het mengsel, dat zich vult in de malholte. Temperaturen tussen 140 en 200 °C vulcaniseren het rubbermengsel. Het gevulcaniseerde (gekruisde) onderdeel gedraagt zich nu meer als een thermoplast en wordt warm uit de mal verwijderd zonder vervorming. De mal moet zo worden ontworpen dat er na het afkoelen geen krimp kan optreden in het afgewerkte onderdeel. In vergelijking met spuitgieten vereist het proces van compressievormen over het algemeen veel langere verwarmingstijden, omdat het koude rubbermengsel uitsluitend door de wanden van de mal tot aan de vulcanisatietemperatuur wordt verwarmd. Compressietransfervormen is een verdere ontwikkeling hiervan. Hierbij wordt het vormmengsel bovendien verwarmd door wrijving tijdens injectie. Dit verkort de tijd die nodig is voor de vorming van kruisverbindingen. Het nadeel van dit proces is dat de mal kosten veel hoger zijn als gevolg van hogere slijtage en dat er een grotere daling is in gevulcaniseerde elastomeren. Compressievormen is kosteneffectiever bij de productie van eenvoudige onderdelen in beperkte hoeveelheden.
   
• Spuitgieten met overdracht (ITM)
  Spuitgieten met overdracht (ITM) is een variant van het compressietransfer-vormproces waarbij de overdrachteenheid in het bovenste deel van de mal wordt gevuld met het geplastificeerde natuurlijke rubbermengsel via de injectie-eenheid van een spuitgietmachine. Het overbrengen van een al geplastificeerd natuurlijk rubbermengsel maakt een gelijkmatiger vullen van de vulkanisatiemal mogelijk. Koude overdrachtkanalen worden gebruikt bij compressievormen en spuitgieten met overdracht (ITM) om gevormde rubberen onderdelen te produceren. Een koelmedium koelt de overdrachteenheid en is thermisch gescheiden van de verwarmde vulkanisatiezone in de mal door een isolatieplaat. Water wordt meestal gebruikt als koelmedium. De overgang van het gekoelde naar het verwarmde gebied verloopt via mondstukelementen. In tegenstelling tot mondstukken bij koude lopers, worden de mondstukelementen die worden gebruikt met koude kanalen voor overdrachtsvormen niet individueel gekoeld, maar alleen over het gehele koelblok. Het elastomeermateriaal in de overdrachteenheid wordt niet in elke productcyclus gevulcaniseerd en kan in de volgende cyclus worden gebruikt voor de productie van gevormde onderdelen. Terwijl mondstukken bij koude kanalen het vaakst worden gebruikt bij kleine kalibers en grote onderdelen met een groot volume, zijn koude kanalen voor overdrachtsvormen beter voor grote kalibers en kleinere volumerubberen onderdelen.
   
• Calanderen
  Calanders werken vergelijkbaar met een walsenmolen. Parallelle walsen die boven op elkaar zijn geplaatst, kunnen worden gecontroleerd op temperatuur. Afhankelijk van de grootte van de opening tussen de walsen, kunnen verschillende diktes van film worden geproduceerd. Vulkanisatie wordt uitgevoerd ofwel onderbroken in een autoclaaf in de pers, ofwel continu in een vulkanisatiemachine.
   
• Spuitgieten
  Bij het gebruik van spuitgieten om gevormde rubberen onderdelen te produceren, wordt het natuurlijke rubbermengsel eerst voorverwarmd in een schroefeenheid en geplastificeerd (80 - 100 °C) en vervolgens geïnjecteerd in de verwarmde mal via spruekanalen. Er worden twee verschillende typen machines gebruikt: horizontale en verticale spuitgietmachines. Het injectieproces vindt plaats door de schroef direct in de cilinder te duwen of via een aparte cilinder (injectiestang). In vergelijking met compressievormen is spuitgieten een moderner proces en biedt het efficiëntievoordelen omdat het volledig geautomatiseerd is. Het plastificeren in de injectie-eenheid resulteert in aanzienlijk kortere verwarmingstijden. Het gebruik van mondstukken bij koude kanalen helpt het afval tot een minimum te beperken.
   
• Extrusie
  Bij het extrusieproces wordt de plasticisering van het natuurlijke rubbermengsel afgehandeld door de roterende schroef. De schroef comprimeert en verwarmt het materiaal, perst het door een mondstuk in het open. Na passage door een bijpassende kalibreereenheid en vulkanisatie-eenheid wordt het extrudaat op de vereiste lengtes gesneden. Vulkanisatie kan worden uitgevoerd met behulp van een ongeperste zoutoplossing, een UHF-hete-luchtkanaal of in een aparte autoclaaf.