Procesul de turnare a cauciucului butilic halogenat este etapa de bază în transformarea compușilor de cauciuc cu structuri moleculare specifice și caracteristici de performanță în produse semi-finite sau finite care îndeplinesc diferite cerințe de aplicare. Designul său de proces trebuie să ia în considerare caracteristicile inerente de permeabilitate scăzută, elasticitate ridicată și vulcanizare ale materialului, luând în considerare și forma produsului, acuratețea dimensională și cerințele de performanță. Acest lucru se realizează prin integrarea organică a proceselor de amestecare, turnare, vulcanizare și post{3}}tratare pentru a unifica structura și funcția.
Amestecarea este prima etapă în turnare, având ca scop dispersarea uniformă a cauciucului butilic halogenat cu diverși agenți de amestecare (cum ar fi agenți de vulcanizare, agenți de întărire, plastifianți, antioxidanți etc.) pentru a forma un compus de cauciuc procesabil. Deoarece moleculele de cauciuc butilic halogenat sunt saturate și mai polare decât cauciucul butilic, proprietățile sale de ambalare a rolei și rata de absorbție a pulberii diferă de cauciucul obișnuit. Temperatura de amestecare este de obicei controlată între 40 și 80 de grade pentru a evita arderea sau degradarea lanțului molecular cauzată de temperaturile ridicate. Ordinea de alimentare este crucială: în general, cauciucul brut este adăugat mai întâi la ruloul cu pereți subțiri-, urmat de activatori, antioxidanți și materiale de umplutură de întărire (cum ar fi negru de fum și silice) și, în final, agenți de vulcanizare și plastifianți. Acest lucru asigură dispersia uniformă a tuturor componentelor și evită vulcanizarea prematură. În timpul amestecării, intervalul de rulare și numărul de cicluri de re-laminare trebuie controlate pentru a preveni supraîncălzirea sau bulele de aer. Vâscozitatea Mooney a cauciucului amestecat ar trebui să îndeplinească cerințele de procesare ale echipamentelor de turnare ulterioare.
Procesele de turnare variază în funcție de forma produsului și de dimensiunea lotului și pot include calandrare, extrudare, turnare prin compresie sau turnare prin injecție. Calandrarea este potrivită pentru prepararea produselor semifabricate-de tip foi subțire-(cum ar fi foile etanșe la aer și substraturile membranare impermeabile). Temperatura rolelor și raportul de viteză trebuie controlate pentru a asigura o împrăștiere uniformă a compusului de cauciuc între role, rezultând o suprafață netedă și toleranțe de grosime care îndeplinesc standardele. Turnarea prin extrudare este utilizată în principal pentru produse cu-secțiune transversală continuă, cum ar fi țevi, profile și cauciuc de la baza benzii de rulare a anvelopelor. Raportul dintre lungimea șurubului-la-diametru și raportul de compresie trebuie să se potrivească cu vâscoelasticitatea cauciucului butilic halogenat. Temperatura și presiunea capului matriței ar trebui să asigure un flux stabil al topiturii, evitând suprafețele aspre sau defectele spongioase ale extrudatului. Turnarea prin compresie este potrivită pentru forme complexe și precizie dimensională ridicată, cum ar fi garniturile și amortizoarele. Presiunea de prindere și timpul de menținere trebuie să fie suficiente pentru a umple cavitatea matriței cu compus de cauciuc. Frecvența și momentul ventilației trebuie controlate cu atenție pentru a reduce porozitatea internă. Turnarea prin injecție, pe de altă parte, folosește pre-plastificarea șuruburilor și injecția de-înaltă presiune pentru a umple rapid cavitatea închisă a matriței cu compus de cauciuc. Este potrivit pentru producția în masă de produse mici, de precizie, oferind avantaje precum timp scurt de ciclu și repetabilitate dimensională bună. Cu toate acestea, necesită standarde mai înalte pentru proiectarea curelei de matriță și forța de strângere.
Vulcanizarea este procesul decisiv pentru conferirea proprietăților finale ale cauciucului butilic halogenat. Sistemele de vulcanizare pot include vulcanizarea cu sulf, vulcanizarea cu rășină sau vulcanizarea cu peroxid. Vulcanizarea cu sulf este cea mai utilizată datorită ușurinței în exploatare și a costurilor mai mici. Cantitatea de agent de vulcanizare și raportul de accelerator trebuie ajustate în funcție de conținutul de halogen și cerințele de performanță a produsului. Temperatura de vulcanizare este de obicei setată între 150 și 180 de grade, iar timpul depinde de grosimea produsului și de eficiența transferului de căldură. Supra-vulcanizarea ar trebui evitată, deoarece duce la creșterea durității și la scăderea elasticității, în timp ce sub-vulcanizarea provoacă deformare permanentă și rezistență insuficientă. Pentru produsele cu pereți groși, vulcanizarea segmentată cu încălzire poate fi utilizată pentru a asigura un transfer uniform de căldură de la suprafață spre interior, garantând niveluri consistente de vulcanizare între straturile interior și exterior. Controlul presiunii în timpul vulcanizării este, de asemenea, crucial; turnarea adecvată sau presiunea rezervorului de vulcanizare poate preveni spumarea și deformarea, îmbunătățind stabilitatea dimensională.
Post-procesarea include tăierea, inspecția și tratarea suprafeței. Tunderea îndepărtează bavurile și fulgerul pentru a asigura un contur clar al produsului. Elementele de inspecție acoperă precizia dimensională, duritatea, rezistența la tracțiune, alungirea, etanșeitatea la aer și rezistența la îmbătrânire pentru a asigura conformitatea cu standardele relevante. Unele produse necesită acoperirea suprafeței, flocare sau laminare cu alte materiale pentru a îmbunătăți aderența sau funcții specifice. În această etapă, compatibilitatea procesului trebuie luată în considerare cu atenție pentru a evita deteriorarea proprietăților de suprafață ale cauciucului butilic halogenat.
În general, procesul de turnare pentru cauciucul butilic halogenat se bazează pe amestecare uniformă, adaptarea metodei de turnare la forma produsului, blocarea performanței prin condițiile de vulcanizare și asigurarea integrității aspectului și funcției prin post-procesare. Controlul precis al parametrilor și coordonarea procesului în fiecare etapă sunt esențiale pentru a asigura aplicarea fiabilă a produselor în domenii precum etanșeitatea anvelopelor, etanșarea farmaceutică și protecția împotriva coroziunii chimice și oferă, de asemenea, asigurarea procesului pentru maximizarea performanței materialelor.