Le caoutchouc est un matériau polymère hautement élastique à déformation réversible, élastique à température ambiante, peut produire une grande déformation sous l'action d'une petite force externe et peut être restauré dans son état d'origine après suppression de la force externe. Le caoutchouc appartient à un polymère complètement amorphe, sa température de transition vitreuse (T g) est faible, son poids moléculaire est souvent important, supérieur à des centaines de milliers. Les produits en caoutchouc sont largement utilisés dans tous les aspects de l'industrie ou de la vie.
En 1770, le chimiste anglais J. Priestley découvrit que le caoutchouc pouvait être utilisé pour effacer l'écriture au crayon. À l'époque, le matériau utilisé à cet effet s'appelait le caoutchouc, et le mot est utilisé depuis.
Tout d'abord, la source de caoutchouc
Le caoutchouc est divisé en deux types de caoutchouc naturel et de caoutchouc synthétique.
Le caoutchouc naturel est fabriqué à partir de gomme extraite de l'arbre à caoutchouc, de l'herbe à caoutchouc et d'autres plantes.
Le caoutchouc synthétique est obtenu par polymérisation de divers monomères.
La principale source de caoutchouc naturel est l'hévéa à trois feuilles, qui poussait à l'origine en Amérique du Sud, mais après une transplantation artificielle, un grand nombre d'hévéas sont également cultivés en Asie du Sud-Est. En fait, l'Asie est devenue la plus importante source de caoutchouc. Lorsque la peau de cet hévéa est coupée, elle va se blesser (comme on coupe l'écorce de la tige) lorsqu'elle sécrète un jus blanc laiteux contenant une émulsion de caoutchouc, appelée latex, latex après condensation, lavage, moulage, séchage pour obtenir caoutchouc naturel.
Le caoutchouc fabriqué à partir de gomme guile réduit la sensibilité. De plus, les figuiers et certaines plantes de la famille Euphorbia fournissent également du caoutchouc.
L'Allemagne a tenté d'obtenir du caoutchouc de ces usines lorsque son approvisionnement a été interrompu pendant la Seconde Guerre mondiale, mais s'est ensuite tournée vers la production de caoutchouc synthétique.
Le caoutchouc synthétique est fabriqué par une méthode synthétique, en utilisant différentes matières premières (monomères) pouvant être synthétisées en différents types de caoutchouc. Dans 1900-1910, le chimiste CD Harris a déterminé que la structure du caoutchouc naturel était un polymère d'isoprène, ce qui a ouvert la voie au caoutchouc synthétique. En 1910, le chimiste russe SV Lebedev (Lebedev, 1874-1934) a utilisé du sodium métallique comme initiateur pour polymériser le 1, 3-butadiène en caoutchouc de butadiène de sodium. Après cela, il y a eu de nombreuses nouvelles variétés de caoutchouc synthétique, telles que le caoutchouc butadiène, le caoutchouc néoprène, le caoutchouc styrène butadiène, etc.
La production de caoutchouc synthétique a largement dépassé celle du caoutchouc naturel, parmi lesquels le caoutchouc styrène butadiène est le plus important.
Le caoutchouc est la matière première de base de l'industrie du caoutchouc, largement utilisé dans la fabrication de pneus, tuyaux, rubans, câbles et autres produits en caoutchouc.
Deuxièmement, la composition du caoutchouc
Le caoutchouc naturel est fabriqué à partir de latex et certains des composants non caoutchouteux contenus dans le latex restent dans le caoutchouc naturel solide. Le caoutchouc naturel général contient 92-95 % d'hydrocarbures de caoutchouc, les hydrocarbures non caoutchouteux représentent 5 % -8 %. En raison de différentes méthodes de fabrication, de différents lieux d'origine et de différentes saisons, la proportion de ces ingrédients peut être différente, mais fondamentalement dans le cadre.
Les protéines peuvent favoriser la vulcanisation du caoutchouc, retarder le vieillissement. D'autre part, les protéines ont une forte absorption d'eau, peuvent provoquer une moisissure d'absorption d'humidité du caoutchouc, un déclin de l'isolation, les protéines augmentent également les défauts de génération de chaleur.
L'extrait d'acétone est un certain nombre d'acides gras supérieurs et de stérols, dont certains jouent le rôle d'antioxydant naturel et d'accélérateur, et certains peuvent aider le complexe de poudre à se disperser dans le processus de mélange et jouer un rôle adoucissant sur la gomme brute.
Les cendres contiennent principalement des sels tels que le phosphate de magnésium et le phosphate de calcium, et une petite quantité de composés métalliques tels que le cuivre, le manganèse et le fer. Comme ces ions métalliques variables peuvent favoriser le vieillissement du caoutchouc, leur teneur doit être contrôlée.
L'humidité dans la colle sèche ne dépasse pas 1%, qui peut être volatilisée au cours du processus de traitement. Cependant, lorsque la teneur en humidité est trop élevée, cela rendra non seulement la colle brute facile à mouler dans le processus de stockage, mais affectera également le traitement du caoutchouc, comme le mélange du composé est facile à grouper; Le calandrage, le processus d'extrusion est facile à produire des bulles, le processus de vulcanisation produit des bulles ou spongieux.
Composition du caoutchouc synthétique : Le caoutchouc synthétique est un polymère composé de pétrole et de gaz naturel, avec de la dioléfine et de l'oléfine comme monomères.
Trois, la structure du caoutchouc
Structure linéaire : Structure commune du caoutchouc non vulcanisé. En raison du poids moléculaire élevé, sans force externe, les chaînes macromoléculaires apparaissent en groupe de courbes de bobines aléatoires. Lorsque des forces extérieures agissent et retirent des forces, le degré d'enchevêtrement du groupe de fils change, la chaîne moléculaire rebondit et a une forte tendance à se redresser, ce qui est à l'origine de la grande élasticité du caoutchouc.
Structure ramifiée : Agrégation de chaînes ramifiées de chaînes macromoléculaires de caoutchouc pour former des gels. Le gel est mauvais pour les propriétés et le traitement du caoutchouc. Dans le processus de mélange, divers composés ne peuvent souvent pas pénétrer dans la zone du gel, former un blanc local, la formation de renfort et de réticulation, devenir la partie faible du produit.
Structure réticulée : les molécules linéaires sont reliées les unes aux autres par le pontage d'atomes ou de groupes d'atomes, formant une structure de réseau tridimensionnelle. La structure est renforcée au fur et à mesure que le processus de durcissement progresse. De cette manière, le libre mouvement du segment de chaîne diminue, la plasticité et l'allongement diminuent, la résistance, l'élasticité et la dureté augmentent, la déformation permanente en compression et le degré de gonflement diminuent.
L'influence de la structure du caoutchouc
L'influence des propriétés de renforcement du caoutchouc se concentre principalement sur la résistance à la traction et la résistance à la déchirure. La règle générale est la suivante : lorsque la taille des particules est la même, l'effet de renforcement du noir de carbone à haute structure sur le caoutchouc non cristallin est important et a généralement une résistance à la traction et une résistance à la déchirure plus élevées. La structure du caoutchouc est également le facteur le plus important affectant la propriété conductrice. La structure chaîne-dendritique est facile à former un chemin conducteur entrelacé dans le caoutchouc, ce qui améliorera la propriété conductrice. La chaîne moléculaire du caoutchouc peut être réticulée. Lorsque le caoutchouc est déformé par une force externe après réticulation, il a la capacité de récupérer rapidement et possède de bonnes propriétés physiques et mécaniques et une stabilité chimique.
Quatre, les caractéristiques du caoutchouc
1. Lorsque des produits en caoutchouc sont formés, après une compression à grande pression, en raison de la cohésion de l'élastomère ne peut pas être éliminée, lors de la formation du moule, produisent souvent un retrait extrêmement instable (le taux de retrait du caoutchouc, en raison des différents types de caoutchouc et des différences) , doit être après un certain temps, afin d'être doux et stable. Par conséquent, au début de la conception des produits en caoutchouc, quelle que soit la formule ou le moule, il est nécessaire de calculer et de coopérer avec soin, sinon, il est facile de produire une instabilité de la taille du produit, entraînant une baisse de la qualité du produit.
2 le caoutchouc est un élastomère thermodurcissable soluble à chaud, en raison du type de sulfure du corps principal est différent, sa plage de température de durcissement de formation, il y a aussi un écart considérable, même en raison du changement climatique, de la température intérieure et de l'humidité. Par conséquent, les conditions de production des produits en caoutchouc doivent être ajustées modérément à tout moment. Sinon, cela peut produire des différences dans la qualité du produit.
3 Les produits en caoutchouc sont fabriqués à partir de matières premières en caoutchouc après le malaxeur de caoutchouc comme matières premières, dans les produits en caoutchouc en caoutchouc selon les caractéristiques de la conception de la formule et définissent la dureté requise du produit. Le produit est moulé par une machine de vulcanisation du caoutchouc. Après le moulage, le produit est finalement traité avec un bord volant pour rendre la surface du produit lisse et sans bavure.
4 Le test de vieillissement des produits en caoutchouc appartient à la catégorie des tests de vieillissement, le vieillissement du caoutchouc fait référence au caoutchouc et aux produits en cours de traitement, de stockage et d'utilisation, en raison de l'effet global des facteurs internes et externes causés par le changement de la structure de performance, puis la perte de valeur d'usage. Il est fissuré, collant, durci, ramolli, poudré, décoloré, moisi, etc.
Cinq, classification en caoutchouc
⒈ Selon sa morphologie : il est divisé en caoutchouc brut massif, latex, caoutchouc liquide et caoutchouc en poudre pour dispersion d'eau colloïdale en caoutchouc ;
Le caoutchouc liquide est un oligomère de caoutchouc, non vulcanisé avant le liquide visqueux général ;
Le caoutchouc en poudre est la transformation du latex en poudre, pour faciliter le mélange et le traitement de la production.
Le caoutchouc thermoplastique, développé dans les années 1960, a été formé par le processus de thermoplastique au lieu de la vulcanisation chimique.
B. Le caoutchouc peut être divisé en deux catégories selon l'utilisation du type général et du type spécial. C'est un isolant et ne conduit pas facilement l'électricité, mais peut devenir conducteur s'il est exposé à l'eau ou à des températures différentes. La conduction concerne la facilité de conduction des électrons dans les molécules ou les ions au sein d'une substance.
⒊ Selon la source et la méthode des matières premières, le caoutchouc peut être divisé en caoutchouc naturel et en caoutchouc synthétique. Parmi eux, la consommation de caoutchouc naturel représente 1/3, la consommation de caoutchouc synthétique représente 2/3.
Il peut être divisé en quatre catégories : le caoutchouc solide (également appelé caoutchouc sec), le caoutchouc en émulsion (appelé latex), le caoutchouc liquide et le caoutchouc en poudre.
⒌ Selon les performances et l'utilisation du caoutchouc : en plus du caoutchouc naturel, le caoutchouc synthétique peut être divisé en caoutchouc synthétique général, caoutchouc synthétique semi-général, caoutchouc synthétique spécial et caoutchouc synthétique spécial.
Selon la forme physique du caoutchouc, le caoutchouc peut être divisé en colle dure et colle molle, colle brute et colle mélangée, etc.
Selon ses performances et son utilisation, il est divisé en caoutchouc général et en caoutchouc spécial.
Six, le développement du caoutchouc
L'industrie du caoutchouc est l'une des industries de base importantes de l'économie nationale. Il fournit non seulement des produits en caoutchouc industriels légers tels que les nécessités médicales quotidiennes pour la vie quotidienne des gens, mais fournit également divers équipements de production de caoutchouc ou pièces en caoutchouc aux industries lourdes et aux industries émergentes telles que les mines, les transports, la construction, les machines et l'électronique. Visible, l'industrie du caoutchouc a une grande variété de produits, l'industrie arriérée est très large.
Ces dernières années, l'industrie du caoutchouc a connu beaucoup de développement, l'industrie de la subdivision est stable et en hausse, la nouvelle industrie de la subdivision du caoutchouc se développe rapidement, mais en même temps, l'industrie du caoutchouc a également un environnement, des ressources, une catastrophe, une innovation et d'autres problèmes.
Les perspectives de développement de l'industrie du caoutchouc en Chine sont vastes. La structure des produits de l'industrie du caoutchouc connaîtra de grands changements, de nouveaux produits, des produits de remplacement, de nouveaux matériaux, l'expansion des applications de nouvelles technologies, la technologie de production a des progrès évidents.
Les caractéristiques de l'industrie du caoutchouc déterminent que lorsque l'industrie du caoutchouc d'un pays est mature, la situation de boom de l'industrie et le fonctionnement de l'ensemble de l'économie maintiendront une forte corrélation : la durée de son cycle de développement équivaut à la durée de cycle économique du pays, la tendance est la même ; Mais parce que l'industrie du caoutchouc appartient à l'industrie de base, son cycle change légèrement avant les changements de cycle économique. De plus, également parce que l'industrie du caoutchouc se situe en amont de la chaîne de production de l'économie nationale, son amplitude de fluctuation cyclique est inférieure à celle de la chaîne industrielle finale, mais également inférieure à celle de l'ensemble de l'économie. Par conséquent, du point de vue de l'investissement industriel, l'industrie mature du caoutchouc est proche de l'industrie de l'investissement à revenu. L'industrie chinoise de transformation du caoutchouc connaît une période de développement vigoureux. L'industrie du caoutchouc à divers endroits accélère non seulement le processus de l'industrie chinoise, mais favorise également la bonne situation de la construction et du développement économiques. Le comté de Juxian dans le Shandong, le Hebei et d'autres endroits où l'industrie du caoutchouc est développée sont le Yunnan, le Guangdong.
Sept, traitement du caoutchouc
Ce processus comprend la plastification, le mélange, le calandrage ou l'extrusion, le moulage et la vulcanisation et d'autres processus de base, chaque processus a des exigences différentes pour les produits, respectivement avec un certain nombre d'opérations auxiliaires.
Afin de pouvoir ajouter divers composés requis au caoutchouc, le caoutchouc brut doit d'abord être plastifié pour améliorer sa plasticité ; Ensuite, en mélangeant le noir de carbone et divers additifs de caoutchouc et le caoutchouc mélangé uniformément au caoutchouc ; Le matériau en caoutchouc est pressé pour créer une certaine ébauche de forme; Et puis le fabriquer après calandrage en accrochant de la colle ou des matières textiles enduites de colle (ou avec des matières métalliques) formant ensemble des produits semi-finis ; Enfin, le produit semi-fini en plastique est vulcanisé et transformé en un produit final à haute élasticité.
Pour les produits de haute précision, tels que les joints d'huile, les joints toriques, les joints et autres produits en caoutchouc, il est également nécessaire d'effectuer un traitement de coupe et d'ébavurage. La méthode facultative est la coupe manuelle, la coupe mécanique et la coupe par congélation.
Coupe manuelle : intensité de travail, faible efficacité, faible taux de qualification.
Dégrossissage mécanique : principalement poinçonnage, meulage et dégrossissage au couteau rond, adapté à des produits spécifiques nécessitant peu de précision.
Bordure congelée: équipement spécial de machine à bordure congelée, le principe est d'utiliser de l'azote liquide (LN2) pour rendre le bord brut du produit fini cassant à basse température, utiliser des particules congelées spécifiques (granulés) pour frapper le bord brut, afin de rapidement retirer le bord brut. Le parage congelé a une efficacité élevée, un faible coût et une large gamme de produits applicables, qui sont devenus la norme de processus courante.
Huit, détection de la qualité du caoutchouc
Les matériaux et produits en caoutchouc ont des exigences de qualité strictes, telles que la résistance à la traction, le module d'élasticité, l'allongement, la résistance au vieillissement, etc. Les produits en caoutchouc sont utilisés dans le domaine de la haute précision, ces paramètres sont souvent très exigeants.
Le comité des produits en caoutchouc a été créé au début du développement du caoutchouc chinois, responsable de la recherche et du développement du caoutchouc, des travaux universitaires, de la supervision de la qualité et d'autres travaux.
1. Expérience de résistance à la prise de poids au milieu
Le produit fini peut être échantillonné, trempé dans un ou plusieurs milieux sélectionnés, pesé après un certain temps de température, et le type de matériau peut être déduit en fonction du taux de variation du poids et de la dureté.
Par exemple, trempé dans de l'huile à 100 degrés pendant 24 heures, le caoutchouc nitrile NBR, le caoutchouc fluoré, le taux de changement de masse et de dureté du caoutchouc néoprène CR est très faible, et le caoutchouc naturel NR, le caoutchouc éthylène propylène EPDM, le caoutchouc styrène butadiène SBR pèsent plus du double et la dureté change considérablement, l'expansion du volume est très évidente.
2. Expérience de vieillissement à l'air chaud
Prélevez un échantillon du produit fini et mettez-le dans la boîte de vieillissement pendant une journée pour observer le phénomène après vieillissement. Peut être gradué en vieillissant progressivement en chauffant. Par exemple, à 150 degrés, le caoutchouc néoprène CR, le caoutchouc naturel NR, le caoutchouc styrène butadiène SBR seront cassants, le caoutchouc nitrile butadiène NBR, le caoutchouc éthylène propylène EPDM et élastique. Montée à 180 degrés, le caoutchouc nitrile ordinaire NBR sera cassant; Et à 230 degrés, la gomme nitrile hydrogénée HNBR sera également cassante, la gomme fluorée et le gel de silice ont toujours une bonne élasticité.
3. Méthode de combustion
Prélevez quelques échantillons et brûlez-les à l'air libre. Observez le phénomène.
D'une manière générale, le caoutchouc fluoré, le caoutchouc néoprène CR du feu, même si le feu est plus petit que le caoutchouc naturel général NR, le caoutchouc éthylène propylène EPDM. Bien sûr, si vous regardez attentivement, l'état de combustion, la couleur et l'odeur peuvent également vous en dire beaucoup. Par exemple, NBR/PVC est utilisé avec de la colle. Lorsqu'il y a du feu, le feu éclabousse au hasard, semble être comme de l'eau et la fumée est épaisse et acide. Il est important de noter que parfois des retardateurs de flamme ajoutés mais ne contenant pas de gomme halogène s'éteindront également du feu, cela doit être déduit par d'autres moyens.
4 Mesure de la gravité spécifique
Utilisez une balance électronique ou une balance analytique, précise à 0,01 gramme, plus une tasse d'eau, un cheveu peut l'être.
D'une manière générale, la proportion de caoutchouc fluoré est la plus importante, supérieure à 1,8, et la proportion de CR de caoutchouc néoprène est supérieure à 1,3, ce qui peut être considéré comme ces caoutchoucs.
5 Méthode à basse température
Prélevez un échantillon du produit fini et créez un environnement à basse température approprié avec de la neige carbonique et de l'alcool. Faire tremper l'échantillon dans un environnement à basse température pendant 2-5 minutes, à la température sélectionnée pour sentir le degré de dureté. Par exemple, en dessous de moins 40 degrés, la même résistance à haute température et à l'huile est un très bon caoutchouc de silicone et de fluor, le silicone est doux.
