การวิเคราะห์ระบบจลนพลศาสตร์วัลคาไนซ์ ความสม่ำเสมอหลักของกระบวนการวัลคาไนซ์ของยางธรรมชาติต่างๆ

Sergei G. Tikhomirov, Olga V. Karmanova, Yurii V. Pyatakov, Alexander A. Maslov ป้อนชื่อบทความที่นี่ Sergei G. Tikhomirov, Olga V. Karmanova, Yurii V. Pyatakov, Aleksandr A. Maslov ในกระดานข่าวภาษาอังกฤษของ VSUET /Proceedings of VSUET, 3, 06 Review article/eview article UDC 6.53 DOI: http://doi.org/0.094/30-0-06-3-93-99 ชุดซอฟต์แวร์สำหรับแก้ปัญหากระบวนการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการหลอมโลหะด้วยอุณหภูมิความร้อน Sergey G. Tikhomirov, Olga V. Karmanova, Yuri V. Pyatakov, Alexander A. Maslov [ป้องกันอีเมล] [ป้องกันอีเมล] [ป้องกันอีเมล] [ป้องกันอีเมล] แผนกสารสนเทศและระบบควบคุม Voronezh สถานะ ยกเลิก อังกฤษ techn., Revolutsii Ave., 9, Voronezh, Russia ภาควิชาเคมีและเคมีเทคโนโลยีของสารประกอบอินทรีย์และการแปรรูปพอลิเมอร์, Voronezh สถานะ ยกเลิก อังกฤษ tech., Leninsky Ave., 4, Voronezh, รัสเซีย บทคัดย่อ ตามความสม่ำเสมอทั่วไปของการวัลคาไนซ์กำมะถันของยางไดอีน หลักการของการดำเนินการตามกระบวนการอย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้ระบบการจัดโครงสร้างแบบหลายองค์ประกอบได้รับการพิจารณา สังเกตว่าคำอธิบายของกลไกการทำงานของระบบเชื่อมขวางที่ซับซ้อนนั้นซับซ้อนโดยปฏิสัมพันธ์ที่หลากหลายของส่วนประกอบและอิทธิพลของแต่ละรายการที่มีต่อจลนพลศาสตร์ของการหลอมโลหะซึ่งนำไปสู่สูตรต่างๆและภาวะแทรกซ้อนทางเทคโนโลยีของเทคโนโลยีจริง และส่งผลกระทบต่อคุณภาพและตัวชี้วัดทางเทคนิคและเศรษฐกิจของการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง การวิเคราะห์ระบบของกระบวนการวัลคาไนเซชันแบบอุณหภูมิความร้อนได้ดำเนินการบนพื้นฐานของแนวทางทางทฤษฎีที่เป็นที่รู้จัก และรวมการรวมวิธีการวิจัยและเทคนิคต่างๆ ไว้ในชุดวิธีการที่เชื่อมต่อถึงกันชุดเดียว ในระหว่างการวิเคราะห์จลนพลศาสตร์วัลคาไนซ์ พบว่าพารามิเตอร์ของการก่อตัวของเครือข่ายเชิงพื้นที่ของวัลคาไนซ์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ การประเมินซึ่งต้องการการสนับสนุนทางคณิตศาสตร์และอัลกอริธึมพิเศษ ผลของการแบ่งชั้นของวัตถุที่ศึกษา ระบุระบบย่อยหลัก แพ็คเกจซอฟต์แวร์ได้รับการพัฒนาเพื่อแก้ปัญหาจลนพลศาสตร์โดยตรงและผกผันของกระบวนการวัลคาไนซ์แบบอุณหภูมิความร้อน ข้อมูลสนับสนุน "การหลอมโลหะด้วยความร้อนด้วยความร้อน" ได้รับการพัฒนาในรูปแบบของโปรแกรมแอปพลิเคชันสำหรับการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการหลอมโลหะด้วยอุณหภูมิความร้อนและมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ปัญหาจลนพลศาสตร์โดยตรงและผกผัน ในการแก้ปัญหาการปรับรูปแบบทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงทางเคมี กลไกสากลถูกนำมาใช้ รวมถึงปฏิกิริยาเคมีข้างเคียง ผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ประกอบด้วยอัลกอริธึมเชิงตัวเลขสำหรับการแก้ระบบสมการเชิงอนุพันธ์ ในการแก้ปัญหาจลนพลศาสตร์ผกผัน จะใช้อัลกอริธึมสำหรับลดฟังก์ชันการทำงาน โดยมีข้อ จำกัด เกี่ยวกับพารามิเตอร์ที่ต้องการ เพื่ออธิบายการทำงานของผลิตภัณฑ์นี้ ไดอะแกรมบล็อกแบบลอจิคัลของโปรแกรมได้จัดเตรียมไว้ ตัวอย่างของการแก้ปัญหาจลนศาสตร์ผกผันด้วยความช่วยเหลือของโปรแกรมจะได้รับ การสนับสนุนข้อมูลที่พัฒนาขึ้นนั้นดำเนินการในภาษาการเขียนโปรแกรม C++ เพื่อตรวจสอบความเข้มข้นเริ่มต้นของตัวแทนวัลคาไนซ์จริงมีการใช้การพึ่งพาแบบสากลซึ่งทำให้สามารถใช้แบบจำลองที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันของระบบการจัดโครงสร้างแบบหลายองค์ประกอบ คำสำคัญ: การหลอมโลหะด้วยอุณหภูมิความร้อน, การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์, แผนภาพจลนพลศาสตร์วัลคาไนซ์, การสนับสนุนข้อมูล . Tikhomirov, Olga V. Karmanova, Yuri V. Pyatakov, Alexander A. Maslov [ป้องกันอีเมล] [ป้องกันอีเมล] [ป้องกันอีเมล] [ป้องกันอีเมล] แผนกข้อมูลและระบบควบคุม, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีวิศวกรรมแห่งรัฐ Voronezh, วิวัฒนาการ Av., 9 Voronezh, เคมีของรัสเซียและเทคโนโลยีเคมีของแผนกสารประกอบอินทรีย์และการประมวลผลโพลีเมอร์, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีวิศวกรรมแห่งรัฐ Voronezh, Leninsky Av., 4 Voronezh, สรุป ussia บนพื้นฐานของกฎทั่วไปของยางไดอีนกำมะถันวัลคาไนซ์ หลักการของการเชื่อมโยงข้ามที่มีประสิทธิภาพโดยใช้สารที่มีหลายองค์ประกอบได้กล่าวถึง สังเกตว่าคำอธิบายของกลไกการทำงานของระบบเชื่อมโยงข้ามที่ซับซ้อนนั้นซับซ้อนโดยความหลากหลายของปฏิสัมพันธ์ของส่วนประกอบและอิทธิพลของแต่ละองค์ประกอบที่มีต่อจลนพลศาสตร์การบ่มซึ่งนำไปสู่ภาวะแทรกซ้อนทางเทคโนโลยีที่หลากหลายของเทคโนโลยีจริงและ ส่งผลกระทบต่อคุณภาพและตัวชี้วัดทางเทคนิคและเศรษฐกิจของการผลิตสินค้ายาง ตามแนวทางทฤษฎีที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ได้ทำการวิเคราะห์ระบบของกระบวนการบ่มด้วยความร้อนด้วยความร้อน ซึ่งรวมเอาเทคนิคและวิธีการต่างๆ มารวมกันเป็นชุดเดียว ในระหว่างการวิเคราะห์จลนพลศาสตร์ของการวัลคาไนซ์ พบว่าการก่อตัวของพารามิเตอร์กริดเชิงพื้นที่วัลคาไนซ์นั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ในการประเมินซึ่งต้องใช้การสนับสนุนทางคณิตศาสตร์และอัลกอริธึมพิเศษ อันเป็นผลมาจากการแบ่งชั้นของวัตถุถูกระบุระบบย่อยที่สำคัญดังต่อไปนี้ แพคเกจซอฟต์แวร์สำหรับการแก้ปัญหาจลนศาสตร์ทางตรงและทางกลับกันได้รับการพัฒนาขึ้น การสนับสนุนข้อมูล การหลอมโลหะด้วยความร้อนแบบไอโซเทอร์มอลเป็นชุดของการประยุกต์ใช้การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการบ่มด้วยอุณหภูมิความร้อน มีไว้สำหรับปัญหาจลนพลศาสตร์โดยตรงและผกผัน ในการแก้ปัญหาการชี้แจงรูปแบบทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีใช้กลไกสากลรวมถึงปฏิกิริยาเคมีทุติยภูมิ ใช้อัลกอริธึมการลดขนาดการทำงานที่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับพารามิเตอร์ที่ไม่รู้จักในการแก้ปัญหาจลนศาสตร์ผกผัน แสดงผังงานของโปรแกรม ตัวอย่างของการแก้ปัญหาจลนศาสตร์ผกผันกับโปรแกรมถูกนำมาใช้ ดาต้าแวร์ถูกนำไปใช้ในภาษาการเขียนโปรแกรม C++ ใช้การพึ่งพาแบบสากลเพื่อกำหนดความเข้มข้นเริ่มต้นของสารบ่ม ซึ่งช่วยให้สามารถใช้แบบจำลองที่มีคุณสมบัติต่างๆ ของระบบการบ่มแบบหลายองค์ประกอบได้ การตัดสินใจอย่างมีข้อมูล คำสำคัญ: การบ่มด้วยอุณหภูมิความร้อน, การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์, โครงร่างของจลนศาสตร์การบ่ม, ซอฟต์แวร์ข้อมูล สำหรับการอ้างอิง Tikhomirov S.G. , Karmanova O. V. , Pyatakov Yu.V. , Maslov A.A. ซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนสำหรับการแก้ปัญหาการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการวัลคาไนซ์แบบอุณหภูมิความร้อน Vestnik VGUIT 06. 3. С 93 99. doi:0.094/30-0-06-3-93-99 สำหรับการอ้างอิง Tihomirov S.G. , Karmanova O.V. , Pyatakov Yu.V. , Maslov A.A แพ็คเกจซอฟต์แวร์สำหรับการแก้ปัญหาของการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ isothermal กระบวนการบ่ม เวสนิก วีซูเอ็ท 06. หมายเลข 3 น. 93 99 (ในเรา) ดอย:0.094/30-0-06-3-93-99 93

Vestnik VGUIT/การดำเนินการของ VSUET, 3, 06 94 บทนำ จนถึงปัจจุบัน กฎเกณฑ์ทั่วไปของการวัลคาไนซ์ของกำมะถันของยาง diene ได้รับการกำหนดขึ้นโดยอิงจากการมีอยู่ของสารหลอมโลหะจริง (DAV) ในองค์ประกอบ อย่างไรก็ตาม หลักการของการดำเนินการตามกระบวนการอย่างมีประสิทธิภาพด้วยการใช้ระบบการจัดโครงสร้างแบบหลายองค์ประกอบยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ คำอธิบายของกลไกของการกระทำนั้นซับซ้อนโดยปฏิสัมพันธ์ที่หลากหลายของส่วนประกอบและอิทธิพลของส่วนประกอบแต่ละอย่างที่มีต่อจลนพลศาสตร์วัลคาไนซ์ สิ่งนี้นำไปสู่ภาวะแทรกซ้อนตามใบสั่งแพทย์และเทคโนโลยีต่างๆ ของเทคโนโลยีจริง และส่งผลต่อคุณภาพและตัวชี้วัดทางเทคนิคและเศรษฐกิจของการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง การวิเคราะห์จลนพลศาสตร์ของการหลอมโลหะได้แสดงให้เห็นว่าวิธีการที่มีอยู่ในการอธิบายนั้นขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาเคมีของโมเลกุลขนาดใหญ่กับสารวัลคาไนซ์และพารามิเตอร์สำหรับการก่อตัวของเครือข่ายเชิงพื้นที่ของวัลคาไนเซอร์ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยซึ่งอิทธิพลสามารถ ประเมินโดยใช้ซอฟต์แวร์พิเศษทางคณิตศาสตร์และอัลกอริธึมเท่านั้น เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการศึกษา การระบุสาเหตุที่นำไปสู่การผลิตผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด จำเป็นต้องสร้างซอฟต์แวร์พิเศษ (SW) เพื่อคาดการณ์ขั้นตอนของกระบวนการ วัตถุประสงค์ของงานนี้คือการพัฒนาชุดซอฟต์แวร์สำหรับแก้ปัญหาจลนพลศาสตร์โดยตรงและผกผันของกระบวนการวัลคาไนซ์แบบอุณหภูมิความร้อน การวิเคราะห์ระบบของกระบวนการวัลคาไนเซชัน การวิเคราะห์แนวทางทฤษฎีที่รู้จักในการอธิบายการหลอมโลหะ ตลอดจนกระบวนการอื่นๆ ในอุตสาหกรรมเคมี [4] และแง่มุมของการใช้งานจริง โดยคำนึงถึงลักษณะของแต่ละขั้นตอน ทำให้สามารถ ระบุคุณสมบัติทั่วไปของระบบและรูปแบบพื้นฐานของกระบวนการ และกำหนดทิศทางของการวิจัยเพื่อให้ได้ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพของโหมดการหลอมโลหะและคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป การวิเคราะห์ระบบรวมถึงการรวมวิธีและเทคนิคการวิจัยต่างๆ (คณิตศาสตร์ ฮิวริสติก) ที่พัฒนาขึ้นภายในกรอบงานของสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ต่างๆ ให้กลายเป็นชุดวิธีเดียวที่เชื่อมโยงถึงกัน การวิเคราะห์หลายตัวแปรของกระบวนการทำให้สามารถพัฒนาโครงสร้างโดยรวมของการศึกษาได้ (รูป) วัตถุประสงค์ของการศึกษามีโครงสร้างที่อ่อนแอ เนื่องจากมีองค์ประกอบเชิงคุณภาพ (อีลาสโตเมอร์ สารตัวเติม สภาวะของกระบวนการ) และองค์ประกอบที่ศึกษาไม่ดี (ระบบโครงสร้างที่มีหลายองค์ประกอบ การรบกวนที่ไม่สามารถควบคุมได้) ซึ่งมีแนวโน้มที่จะครอบงำ องค์ประกอบของโครงสร้างทั่วไปรวมถึงองค์ประกอบที่ต้องได้รับการพิสูจน์ในทางทฤษฎี (แบบจำลองจลนศาสตร์ กระบวนการถ่ายเทความร้อนและมวล การปรับโหมดให้เหมาะสมที่สุด กระบวนการประมวลผล) ดังนั้น เพื่อประเมินวิธีแก้ปัญหา จำเป็นต้องกำหนดความสัมพันธ์ที่มีอยู่ทั้งหมดและสร้างอิทธิพล โดยคำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ พฤติกรรมของระบบทั้งหมดโดยรวม การวิเคราะห์โครงสร้างทั่วไปพบว่าคุณสมบัติทางกลของวัลคาไนซ์ถูกกำหนดโดยปฏิกิริยาเคมีของโมเลกุลขนาดใหญ่กับสารวัลคาไนซ์ และเพื่อประเมินพารามิเตอร์ของเครือข่ายเชิงพื้นที่ของวัลคาไนซ์ จำเป็นต้องพัฒนาการสนับสนุนทางคณิตศาสตร์และอัลกอริธึมพิเศษ ผลของการแบ่งชั้นของวัตถุที่อยู่ระหว่างการศึกษา ระบุระบบย่อยหลักดังต่อไปนี้ - การวิเคราะห์และการบัญชีของปรากฏการณ์ความผันผวนทางความร้อนที่ทำให้มั่นใจได้ถึงความเร่งของปฏิกิริยาเคมี - แบบจำลองจลนศาสตร์ของการหลอมโลหะ 3) การเพิ่มประสิทธิภาพของโหมดวัลคาไนซ์โดยให้คุณสมบัติทางกลที่จำเป็น แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการวัลคาไนซ์ที่อุณหภูมิคงที่ การรับข้อมูลที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับกระบวนการเชื่อมขวางของอีลาสโตเมอร์โดยระบบโครงสร้างที่ซับซ้อนนั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปัญหาของการออกแบบ การเพิ่มประสิทธิภาพ และการควบคุมโหมดวัลคาไนซ์ในอุตสาหกรรม เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าวิธีดั้งเดิมวิธีหนึ่งในการอธิบายจลนพลศาสตร์ที่เป็นทางการของการวัลคาไนซ์คือการใช้ฟังก์ชันที่กำหนดไว้เป็นชิ้นๆ สำหรับแต่ละขั้นตอนของกระบวนการ: ระยะเวลาการเหนี่ยวนำ โครงสร้าง และการพลิกกลับ คำอธิบายกระบวนการโดยรวมและการคำนวณค่าคงที่จลนศาสตร์ในปัจจุบันจัดทำขึ้นสำหรับยางบางประเภทและระบบวัลคาไนซ์เท่านั้น ข้อสรุปหลักเกี่ยวกับจลนศาสตร์ของกระบวนการนั้นขึ้นอยู่กับระบบแบบจำลองที่มีอิลาสโตเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ในขณะเดียวกัน ก็ไม่สามารถขยายข้อมูลเชิงปริมาณที่ได้รับไปยังกระบวนการผลิตได้เสมอไป

Vestnik VSUET/การดำเนินการของ VSUET, 3, 06 รูป แผนผังการศึกษากระบวนการวัลคาไนซ์ของอีลาสโตเมอร์ แบบแผนกระบวนการศึกษากระบวนการวัลคาไนซ์ของอีลาสโตเมอร์ การประเมินคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของยางอุตสาหกรรมตามข้อมูลที่ได้รับจากองค์กร แน่นอนว่าเป็นวิธีการที่ก้าวหน้าในการแก้ปัญหาการสร้างแบบจำลองกระบวนการวัลคาไนซ์ แต่ต้องเข้มงวด ความสามัคคีภายในของวิธีการทางกายภาพและเคมีในแต่ละขั้นตอนของการศึกษาและพัฒนาอัลกอริธึมการคำนวณและโปรแกรม คำถามนี้สามารถตอบได้โดยดำเนินการทดลองอย่างรอบคอบตามแผนที่สอดคล้องกับแบบจำลองจลนศาสตร์ที่เสนอและโดยการคำนวณแบบจำลองทางเลือกหลายแบบ สิ่งนี้ต้องการวิธีการที่เป็นอิสระในการสร้างจำนวนของกลไกปฏิกิริยาที่เป็นทางการซึ่งรับผิดชอบในการจัดโครงสร้างองค์ประกอบอีลาสโตเมอร์ วิธีดั้งเดิมในการวิเคราะห์กระบวนการในโดเมนเวลาไม่สามารถแยกกระบวนการอย่างชัดเจนด้วยการทำงานร่วมกัน ซึ่งในทางกลับกัน ไม่อนุญาตให้ใช้สำหรับการวิเคราะห์ยางอุตสาหกรรม เมื่อแก้ปัญหาการขัดเกลาโครงร่างทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงทางเคมี สมควรดำเนินการจากกลไกที่มีระดับสูงสุดในแง่หนึ่ง ดังนั้นรูปแบบจลนศาสตร์จึงรวมถึงปฏิกิริยาเพิ่มเติมที่อธิบายการก่อตัวและการทำลายพันธะพอลิซัลไฟด์ที่ใช้งานได้ (ห้องปฏิบัติการ Vu) วัฏจักรภายในโมเลกุลและปฏิกิริยาอื่น ๆ ที่นำไปสู่การดัดแปลงของโมเลกุลขนาดใหญ่ การก่อตัวของมหภาคและปฏิกิริยาของมันกับสารแขวนลอย DAW ระบบสมการเชิงอนุพันธ์ (DE) ตามขั้นตอนของกระบวนการจะมีรูปแบบดังนี้ dca / dt k CA k4ca C *, dc / dt k CA kc k4ca C * k 8C *, dc * / dt k C k3 k5 k7 C * k C k C C, 6 VuLab 4 A * dcvust / dt k3 C *, dcvulab / dt k5c k6cvulab, dcc / dt k7 C *, dc * / dt k8c k 8C *, dc / dt k8 C. () 95

Vestnik VGUIT/การดำเนินการของ VSUET, 3, 06 96 เงื่อนไขเบื้องต้น: 0 0 CA S8 AC Akt C ; ค 0 0; ค 0 0; * VuSt C 0 0; ค 0 0; VuLab C C 0 C 0, * C 0 0; C0 4.95; โดยที่ ς, θ, η, สัมประสิทธิ์, ความเข้มข้นเริ่มต้นของกำมะถัน, ความเข้มข้นเริ่มต้นของตัวเร่งปฏิกิริยา, θ ความเข้มข้นเริ่มต้นของตัวกระตุ้น (ซิงค์ออกไซด์), [C (0)] η ความเข้มข้นเริ่มต้นของมาโครเรดิคัล ที่นี่ A คือสารวัลคาไนซ์ที่แท้จริง ในสารตั้งต้นของการเชื่อมขวาง B* แบบฟอร์มที่ใช้งาน; C กำมะถันที่จับภายในโมเลกุล; VuSt, VuLab นอตที่เสถียรและใช้งานไม่ได้ของตาข่ายวัลคาไนซ์ ยาง; * macroradical ยางอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของความผันผวนของความร้อน; α, β, γ และ δ สัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์, k, k, k 8, k 9 (k 8) ค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับขั้นตอนที่เกี่ยวข้องของกระบวนการ ปัญหาโดยตรงของจลนศาสตร์ (DKK) คือปัญหาในการค้นหาความเข้มข้นของโหนดวัลคาไนเซชันตามฟังก์ชันของเวลา สารละลายของ PZK จะลดลงเป็นสารละลายของระบบ DE () ภายใต้เงื่อนไขเริ่มต้นที่กำหนด เส้นโค้งจลนศาสตร์ของกระบวนการวัลคาไนซ์ถูกกำหนดโดยขนาดของแรงบิด Mt. ปัญหาผกผันของจลนศาสตร์ (IKK) คือปัญหาในการระบุค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา สัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์และตัวแปรในระบบ () การแก้ปัญหาของ OZK ดำเนินการโดยการลดการทำงาน: k, t 8 8 M t M M M С min / max min Vu (), (3) M max, M min ตามลำดับค่าสูงสุดและต่ำสุดของสัมประสิทธิ์ Mt, scale คำอธิบายของซอฟต์แวร์ ซอฟต์แวร์ "การหลอมโลหะด้วยอุณหภูมิความร้อน" ได้รับการพัฒนาให้เป็นโปรแกรมที่ซับซ้อนสำหรับการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการวัลคาไนซ์แบบไอโซเทอร์มอล ในการแก้ระบบ DE แพ็คเกจมีวิธีการเชิงตัวเลข ได้แก่ วิธี Runge-Kutta ของลำดับที่สี่ วิธีการของอดัมส์ การแก้ปัญหาของปัญหาจลนศาสตร์ผกผันจะลดลงเหลือการประมาณค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา สัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ และตัวแปรในระบบ DE () เพื่อลดการทำงาน () ในแพ็คเกจซอฟต์แวร์ ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจของผู้ใช้ สามารถใช้วิธีการต่อไปนี้: โคตรโคออร์ดิเนต, Hook-Jeeves, Rosenbrock, Powell, Nelder-Mead, การหาค่าเฉลี่ยพิกัด (โดยใช้องค์ประกอบการค้นหาแบบสุ่ม) วิธีการไล่ระดับ (ลำดับแรก): การลงที่ชันที่สุด, ทิศทางคอนจูเกต (Fletcher-Reeves), การวัดแบบแปรผัน (Davidon-Fletcher-Powell), การไล่ระดับสีแบบขนาน (Zangwill) รูปแสดงบล็อกไดอะแกรมของซอฟต์แวร์ที่พัฒนาแล้ว กระบวนการระบุค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา สัมประสิทธิ์สมการและสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์นั้นดำเนินการในหลายขั้นตอน: การแปลงเป็นดิจิทัลของรีโอแกรม การแปลงแรงบิดเป็นความเข้มข้น การกำหนดความเข้มข้นเริ่มต้น การกำหนดค่าของพารามิเตอร์ที่ต้องการของค่าคงที่ที่ให้ค่าต่ำสุดของฟังก์ชัน () Rheograms สามารถแปลงเป็นดิจิทัลได้ด้วยตนเองหรือโดยอัตโนมัติโดยใช้โปรแกรม GrDigit ที่รวมอยู่ในแพ็คเกจ การประมวลผลข้อมูลการทดลองสามารถทำได้ทั้งสำหรับการวัดครั้งเดียวและสำหรับชุด (สูงสุด 6 รีโอแกรม) การแปลงแรงบิดในความเข้มข้นของนอตของตาข่ายวัลคาไนซ์จะดำเนินการดังนี้: ค่าของแรงบิดจะถูกแปลงเป็นหน่วยทั่วไป: arb / M M M M M (4) ปัจจุบัน min max min จากนั้นหน่วยทั่วไปจะถูกแปลงเป็น (mol / kg) โดยคูณ M arb ด้วยตัวคูณมาตราส่วน การหาความเข้มข้นเริ่มต้น C 0 DAV ดำเนินการตามสูตร: A 0 0 CA S8 AC Akt C (5)

Vestnik VSUET/การดำเนินการของ VSUET, 3, 06 รูป บล็อกไดอะแกรมของซอฟต์แวร์รูป โครงร่างซอฟต์แวร์โครงสร้าง การอนุมัติซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้น เส้นโค้งเรโอเมตริกที่ได้รับภายใต้เงื่อนไขเริ่มต้นต่อไปนี้ถูกใช้เป็นข้อมูลเริ่มต้น: ค่าความเข้มข้นของกำมะถันในส่วนผสม: = 0.0078 โมล/กก. ความเข้มข้นของตัวเร่งปฏิกิริยา: = 0.009 โมล/กก. 3. ความเข้มข้นของตัวกระตุ้น: θ = 0.00 โมล/กก. รูปที่ 3 แสดงค่าการทดลองและคำนวณของความเข้มข้นของนอตวัลคาไนเซชันซึ่งได้จากการแก้ BCC ตารางแสดงค่าที่คำนวณได้ของค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา ตารางแสดงค่าประมาณของสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์และพารามิเตอร์แบบจำลอง ตาราง ค่าของค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา k5,89 0-0 รูปที่ 3 การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของจุดกริดวัลคาไนเซชันในเวลา การประมาณและช่วงการค้นหาของค่าคงที่หลังจากนั้นจึงเลือกวิธีการปรับให้เหมาะสมที่สุด 97-4, 97

Vestnik VGUIT/Proceedings of VSUET, 3, 06 Conclusion บนพื้นฐานของการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบของแนวทางทฤษฎีในการอธิบายการหลอมโลหะ แผนภาพบล็อกทั่วไปของการศึกษากระบวนการนี้ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการวัลคาไนซ์เสริมด้วยเงื่อนไขเริ่มต้น ซึ่งกำหนดเป็นหน้าที่ของความเข้มข้นเริ่มต้นของส่วนประกอบของกลุ่มวัลคาไนซ์ ในการแก้ปัญหาจลนพลศาสตร์ผกผัน จะมีการเสนอเกณฑ์เพิ่มเติมสำหรับคุณภาพของแบบจำลอง ผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ได้รับการพัฒนาเพื่อดำเนินการวิจัยในการศึกษากระบวนการวัลคาไนซ์ของสารประกอบยางโดยใช้ระบบการจัดโครงสร้างแบบหลายองค์ประกอบ จุดตรวจมีโครงสร้างแบบโมดูลาร์แบบบล็อกซึ่งช่วยให้สามารถขยายได้โดยไม่สูญเสียการทำงาน ทิศทางของการปรับปรุงให้ทันสมัยคือการรวมไว้ในองค์ประกอบของคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของโหมดวัลคาไนซ์ที่ไม่ใช่ไอโซเทอร์มอลด้วยการรวมเพิ่มเติมในวงจร APCS เป็นข้อมูลผู้เชี่ยวชาญและระบบควบคุมสำหรับการออกคำแนะนำสำหรับการจัดการกระบวนการวัลคาไนซ์และการตัดสินใจ งานนี้ได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากการมอบหมายของรัฐ 04/ (หมายเลข NIR 304) ในหัวข้อ "การสังเคราะห์ระบบควบคุมคุณภาพแบบมัลติฟังก์ชั่นสำหรับอุตสาหกรรมอาหารและเคมี" LITERATURE Tikhomirov S.G. , Bityukov V.K. , Podkopaeva S.V. , Khromykh E. BUT และแบบจำลองทางคณิตศาสตร์อื่นๆ ของวัตถุควบคุมในอุตสาหกรรมเคมี Voronezh: VSUIT, 0. 96 หน้า Khaustov I.A. การควบคุมการสังเคราะห์พอลิเมอร์ในวิธีแบทช์โดยพิจารณาจากอุปทานเศษส่วนของส่วนประกอบปฏิกิริยา // แถลงการณ์ของ TSTU 04. 4 (0) S. 787 79. 3 Khaustov I.A. การควบคุมกระบวนการย่อยสลายพอลิเมอร์ในสารละลายโดยพิจารณาจากการโหลดแบบเศษส่วนของตัวเริ่มต้น Vestnik VGUIT 04. 4. หน้า 86 9. 4 V. K. Bityukov, I. A. Khaustov และ A. A. Khvostov, Russ et al. การวิเคราะห์ระบบของกระบวนการสลายตัวด้วยความร้อนออกซิเดชันของพอลิเมอร์ในสารละลายเป็นวัตถุควบคุม Vestnik VGUIT 04.3(6). หน้า 6 66. 5 Karmanova O.V. เบสทางกายภาพและเคมีและส่วนประกอบกระตุ้นของวัลคาไนซ์พอลิเดียน: diss. ดร.เทค วิทยาศาสตร์ Voronezh, 0. 6 Molchanov V.I. , Karmanova O.V. , Tikhomirov S.G. การสร้างแบบจำลองจลนศาสตร์ของการหลอมโลหะด้วยโพลิเดียน Vestnik VGUIT 03. หน้า 4 45. 7 Hardis., Jessop J.L.P. , Peters F.E. , Kessler M.. รักษาลักษณะจลนศาสตร์และการตรวจสอบอีพอกซีเรซินโดยใช้ DSC, aman spectroscopy และ DEA // Composite 03. ส่วน A.V. 49. หน้า 00 08. 8 Javadi M. , Moghiman M. , eza Erfanian M. , Hosseini N. การตรวจสอบเชิงตัวเลขของกระบวนการบ่มในการฉีด eaction ของ ubber เพื่อการปรับปรุงคุณภาพ // วัสดุวิศวกรรมหลัก 0. V. 46 463. P. 06. EFEENCES Tikhomirov S.G. , ityukov V.K. Podkopaeva S.V. , Khromykh E.A. และคณะ Mathematiceskoe modelirovanie ob ektov upravleniya v khimicheskoi promyshlennosti Voronezh, VSUET, 0. 96 หน้า (ในภาษารัสเซีย). Khaustov I.A. การจัดการกระบวนการแบทช์การสังเคราะห์พอลิเมอร์โดยพิจารณาจากการไหลแบบเศษส่วนของส่วนประกอบปฏิกิริยา เวสนิก TGTU 04 หมายเลข 4(0), หน้า 787 79. (เป็นภาษารัสเซีย). 3 Khaustov I.A. การควบคุมกระบวนการสลายตัวของพอลิเมอร์ในสารละลายโดยพิจารณาจากการโหลดแบบเศษส่วนของตัวเริ่มต้น Vestnik VGUIT 04 หมายเลข 4 หน้า 86 9 (ในภาษารัสเซีย). 4 itukov V.K. , Khaustov I.A. , Khvostov A.A. การวิเคราะห์ระบบการย่อยสลายเทอร์โมออกซิเดชันของพอลิเมอร์ในสารละลายในฐานะวัตถุควบคุม Vestnik VGUIT 04 หมายเลข 3 (6), น. 6 66. (เป็นภาษารัสเซีย). 5 Karmanova O.V. Fiziko-khimicheskie osnovy ฉัน aktiviruyushchie komponenty vulknizatsii polidienov Voronezh, 0. (ในภาษารัสเซีย). 6 Molchanov V.I. , Karmanova O.V. , Tikhomirov S.G. การสร้างแบบจำลองจลนพลศาสตร์ของวัลคาไนซ์พอลิเดียน Vestnik VGUIT 03, no., หน้า 4 45. (ในรัสเซีย). 7 Hardis., Jessop J.L.P. , Peters F.E. , Kessler M.. รักษาลักษณะเฉพาะของจลนศาสตร์และการตรวจสอบอีพอกซีเรซินโดยใช้ DSC, aman spectroscopy และ DEA คอมโพสิต 03 ส่วน A ฉบับที่ 49, น. 00 08. 8 Javadi M., Moghiman M., eza Erfanian M., Hosseini N. การตรวจสอบเชิงตัวเลขของกระบวนการบ่มในการฉีดขึ้นรูปด้วยปฏิกิริยาของ ubber เพื่อการปรับปรุงคุณภาพ วัสดุวิศวกรรมที่สำคัญ 0, ฉบับ 46463 หน้า 06.98

Bulletin of VSUET/Proceedings of VSUET, 3, 06 INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Sergey T. Tikhomirov Professor, Department of Information and Control Systems, Voronezh State University of Engineering Technologies, Revolution Ave., 9, Voronezh, 394036, Russia, [ป้องกันอีเมล] Olga V. Karmanova หัวหน้าภาควิชา, ศาสตราจารย์, ภาควิชาเคมีและเทคโนโลยีเคมีของสารประกอบอินทรีย์และการแปรรูปพอลิเมอร์, Voronezh State University of Engineering Technologies, Leninsky Prospect, 4, Voronezh, 394000, รัสเซีย, [ป้องกันอีเมล] Yury V. Pyatakov รองศาสตราจารย์ภาควิชาสารสนเทศและระบบควบคุม, Voronezh State University of Engineering Technologies, Revolution Ave. , 9, Voronezh, 394036, รัสเซีย, [ป้องกันอีเมล] Alexander A. Maslov นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา, ภาควิชาสารสนเทศและระบบควบคุม, Voronezh State University of Engineering Technologies, 9 Revolution Avenue, Voronezh, 394036, รัสเซีย, [ป้องกันอีเมล]ข้อมูล AOUT AUTHOS ศาสตราจารย์ Sergei G. Tikhomirov, แผนกข้อมูลและระบบควบคุม, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีวิศวกรรมแห่งรัฐ Voronezh, วิวัฒนาการ Av., 9 Voronezh, ussia, [ป้องกันอีเมล] Olga V. Karmanova ศาสตราจารย์หัวหน้าภาควิชาภาควิชาเคมีและเทคโนโลยีเคมีของสารประกอบอินทรีย์และการประมวลผลโพลีเมอร์มหาวิทยาลัย Voronezh แห่งเทคโนโลยีวิศวกรรม Leninsky Av. , 4 Voronezh, ussia, [ป้องกันอีเมล] Yurii V. Pyatakov รองศาสตราจารย์ภาควิชาข้อมูลและระบบควบคุมมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีวิศวกรรมแห่งรัฐ Voronezh, วิวัฒนาการ Av. , 9 Voronezh, ussia, [ป้องกันอีเมล]นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Aleksandr A. Maslov ภาควิชาข้อมูลและระบบควบคุม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีวิศวกรรมแห่งรัฐ Voronezh, วิวัฒนาการ Av. , 9 Voronezh, ussia, [ป้องกันอีเมล]เกณฑ์การมอบอำนาจ Sergei T. Tikhomirov เสนอวิธีการสำหรับการทดลองและจัดการทดสอบการผลิต Alexander A. Maslov ทบทวนวรรณกรรมเกี่ยวกับปัญหาภายใต้การศึกษาดำเนินการทดลองดำเนินการคำนวณ Olga V. Karmanova ให้คำปรึกษาในระหว่างการศึกษา Yuri V. Pyatakov เขียนต้นฉบับ แก้ไข ก่อนส่งให้บรรณาธิการและรับผิดชอบในการลอกเลียนแบบ ความขัดแย้งทางผลประโยชน์ ผู้เขียนประกาศไม่มีความขัดแย้งทางผลประโยชน์ CONTIUTION Sergei G. Tikhomirov เสนอแผนการทดลองและจัดการทดลองการผลิต Aleksandr A. Maslov ทบทวนวรรณกรรมเกี่ยวกับการสอบสวนปัญหาดำเนินการทดลองดำเนินการคำนวณ Olga V. Karmanova ให้คำปรึกษาในระหว่างการศึกษา Yurii V. Pyatakov เขียน ต้นฉบับแก้ไขให้ถูกต้องก่อนแก้ไขและรับผิดชอบในการลอกเลียนแบบ ความขัดแย้งทางผลประโยชน์ ผู้เขียนประกาศไม่มีความขัดแย้งทางผลประโยชน์ ยอมรับ 7.07.06 ยอมรับแล้ว 7.7.06 ยอมรับแล้ว 08.06.06 ยอมรับแล้ว 8..06 99

วิธีการหลักของการวัลคาไนซ์ของยาง. เพื่อดำเนินการตามกระบวนการทางเคมีหลักของเทคโนโลยียาง - ใช้วัลคาไนซ์ - สารวัลคาไนซ์ เคมีของกระบวนการวัลคาไนเซชันประกอบด้วยการก่อตัวของโครงข่ายเชิงพื้นที่ ซึ่งรวมถึงโมเลกุลขนาดใหญ่ของยางแบบเส้นตรงหรือแบบกิ่งและแบบเชื่อมขวาง เทคโนโลยีวัลคาไนเซชั่นประกอบด้วยการแปรรูปสารประกอบยางที่อุณหภูมิตั้งแต่ปกติถึง 220 ° C ภายใต้ความกดดันและไม่บ่อยนักหากไม่มี

ในกรณีส่วนใหญ่ การวัลคาไนซ์ทางอุตสาหกรรมจะดำเนินการด้วยระบบวัลคาไนซ์ที่มีสารวัลคาไนซ์ ตัวเร่งปฏิกิริยา และตัวกระตุ้นการวัลคาไนซ์ และมีส่วนทำให้กระบวนการสร้างเครือข่ายเชิงพื้นที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

อันตรกิริยาทางเคมีระหว่างยางกับสารวัลคาไนซ์ถูกกำหนดโดยกิจกรรมทางเคมีของยาง กล่าวคือ ระดับของความไม่อิ่มตัวของโซ่, การปรากฏตัวของกลุ่มการทำงาน

กิจกรรมทางเคมีของยางไม่อิ่มตัวเกิดจากการมีพันธะคู่ในสายโซ่หลักและการเคลื่อนที่ของอะตอมไฮโดรเจนที่เพิ่มขึ้นในกลุ่ม -เมทิลีนที่อยู่ติดกับพันธะคู่ ดังนั้นยางที่ไม่อิ่มตัวจึงสามารถหลอมรวมกับสารประกอบทั้งหมดที่มีปฏิกิริยากับพันธะคู่และกลุ่มใกล้เคียงได้

สารวัลคาไนซ์หลักสำหรับยางที่ไม่อิ่มตัวคือกำมะถัน ซึ่งมักใช้เป็นระบบวัลคาไนซ์ร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวกระตุ้น นอกจากซัลเฟอร์ เปอร์ออกไซด์อินทรีย์และอนินทรีย์ เรซินอัลคิลฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์ (AFFS) สารประกอบไดอาโซ และสารประกอบโพลีฮาลอยด์ก็สามารถใช้ได้

กิจกรรมทางเคมีของยางอิ่มตัวนั้นต่ำกว่ากิจกรรมของยางที่ไม่อิ่มตัวอย่างมาก ดังนั้นจึงต้องใช้สารที่มีปฏิกิริยาสูง เช่น เปอร์ออกไซด์ต่างๆ สำหรับการวัลคาไนซ์

การวัลคาไนซ์ของยางที่ไม่อิ่มตัวและยางอิ่มตัวสามารถทำได้ไม่เฉพาะเมื่อมีสารเคมีวัลคาไนซ์เท่านั้น แต่ยังอยู่ภายใต้อิทธิพลของอิทธิพลทางกายภาพที่เริ่มต้นการเปลี่ยนแปลงทางเคมี เหล่านี้คือการแผ่รังสีพลังงานสูง (การหลอมโลหะด้วยรังสี) รังสีอัลตราไวโอเลต (โฟโตวัลคาไนซ์) การสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน (การหลอมโลหะด้วยความร้อน) คลื่นกระแทกและแหล่งอื่น ๆ

ยางที่มีหมู่ฟังก์ชันสามารถถูกวัลคาไนซ์ได้ที่กลุ่มเหล่านั้นด้วยสารเชื่อมขวางที่มีปฏิกิริยากับกลุ่มฟังก์ชัน

ความสม่ำเสมอหลักของกระบวนการวัลคาไนซ์โดยไม่คำนึงถึงชนิดของยางและระบบวัลคาไนซ์ที่ใช้ การเปลี่ยนแปลงลักษณะเฉพาะบางประการในคุณสมบัติของวัสดุจะเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการวัลคาไนซ์:

ความเป็นพลาสติกของสารประกอบยางลดลงอย่างรวดเร็วความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของวัลคาไนซ์ปรากฏขึ้น ดังนั้นความแข็งแรงของสารประกอบยางดิบตาม NC ไม่เกิน 1.5 MPa และความแข็งแรงของวัสดุวัลคาไนซ์ไม่น้อยกว่า 25 MPa

กิจกรรมทางเคมีของยางลดลงอย่างมาก: ในยางที่ไม่อิ่มตัว จำนวนพันธะคู่ลดลง ในยางอิ่มตัวและยางที่มีกลุ่มการทำงาน จำนวนศูนย์ที่ใช้งาน ซึ่งจะเพิ่มความต้านทานของวัลคาไนเซทต่ออิทธิพลของปฏิกิริยาออกซิเดชันและฤทธิ์รุนแรงอื่นๆ

เพิ่มความต้านทานของวัสดุวัลคาไนซ์ต่อการกระทำของอุณหภูมิต่ำและสูง ดังนั้น NC จะแข็งตัวที่0ºСและเหนียวที่+100ºСในขณะที่วัลคาไนเซทยังคงความแข็งแรงและความยืดหยุ่นในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -20 ถึง +100ºС

ลักษณะของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัสดุในระหว่างการหลอมโลหะนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงการเกิดขึ้นของกระบวนการจัดโครงสร้างซึ่งลงท้ายด้วยการก่อตัวของกริดเชิงพื้นที่สามมิติ เพื่อให้วัลคาไนซ์คงความยืดหยุ่นไว้ ครอสลิงค์ต้องหายากพอสมควร ตัวอย่างเช่น ในกรณีของ NC ความยืดหยุ่นทางอุณหพลศาสตร์ของโซ่จะยังคงอยู่หากมีพันธะไขว้เกิดขึ้นต่ออะตอมคาร์บอน 600 อะตอมของสายโซ่หลัก

กระบวนการวัลคาไนซ์ยังมีลักษณะเฉพาะด้วยรูปแบบทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติโดยขึ้นอยู่กับเวลาวัลคาไนซ์ที่อุณหภูมิคงที่

เนื่องจากคุณสมบัติความหนืดของสารผสมเปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ เครื่องวัดความหนืดของการหมุนเฉือน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Monsanto rheometers จึงถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาจลนพลศาสตร์การหลอมโลหะ อุปกรณ์เหล่านี้ทำให้สามารถศึกษากระบวนการหลอมโลหะที่อุณหภูมิ 100 ถึง 200ºС เป็นเวลา 12 - 360 นาทีด้วยแรงเฉือนต่างๆ เครื่องบันทึกของอุปกรณ์เขียนการพึ่งพาแรงบิดตามเวลาวัลคาไนซ์ที่อุณหภูมิคงที่เช่น เส้นโค้งจลนศาสตร์วัลคาไนซ์ซึ่งมีรูปตัว S และหลายส่วนที่สอดคล้องกับขั้นตอนของกระบวนการ (รูปที่ 3)

ขั้นตอนแรกของการหลอมโลหะเรียกว่าระยะการเหนี่ยวนำ ระยะไหม้เกรียม หรือระยะก่อนการหลอมโลหะ ในขั้นตอนนี้ ส่วนผสมของยางจะต้องคงสภาพของเหลวและเติมแม่พิมพ์ทั้งหมดให้ดี ดังนั้นคุณสมบัติของมันจึงถูกกำหนดโดยโมเมนต์เฉือนต่ำสุด M นาที (ความหนืดต่ำสุด) และเวลา t s ในระหว่างที่โมเมนต์เฉือนเพิ่มขึ้น 2 หน่วยเมื่อเทียบกับค่าต่ำสุด .

ระยะเวลาของการเหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับกิจกรรมของระบบวัลคาไนซ์ ทางเลือกของระบบวัลคาไนซ์ที่มีค่า t หนึ่งหรือค่าอื่น ถูกกำหนดโดยมวลของผลิตภัณฑ์ ในระหว่างการวัลคาไนซ์ วัสดุจะถูกให้ความร้อนก่อนที่อุณหภูมิวัลคาไนซ์ และเนื่องจากค่าการนำความร้อนต่ำของยาง เวลาทำความร้อนจึงเป็นสัดส่วนกับมวลของผลิตภัณฑ์ ด้วยเหตุนี้ จึงควรเลือกระบบวัลคาไนซ์ที่มีระยะเวลาการเหนี่ยวนำนานเพียงพอสำหรับผลิตภัณฑ์วัลคาไนซ์ที่มีมวลมาก และในทางกลับกันสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีมวลต่ำ

ขั้นตอนที่สองเรียกว่าระยะเวลาการหลอมโลหะหลัก เมื่อสิ้นสุดระยะเวลาการเหนี่ยวนำ อนุภาคแอคทีฟจะสะสมอยู่ในมวลของสารประกอบยาง ทำให้เกิดโครงสร้างอย่างรวดเร็ว และด้วยเหตุนี้ แรงบิดจึงเพิ่มขึ้นจนถึงค่าสูงสุด M สูงสุด อย่างไรก็ตาม ความสมบูรณ์ของด่านที่สองไม่ใช่เวลาที่จะไปถึง M สูงสุด แต่เป็นเวลา t 90 ที่สอดคล้องกับ M 90 ช่วงเวลานี้ถูกกำหนดโดยสูตร

M 90 \u003d 0.9 M + M นาที

โดยที่ M – ความแตกต่างของแรงบิด (M=M สูงสุด – M นาที)

เวลา t 90 คือการวัลคาไนซ์ที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งค่าจะขึ้นอยู่กับกิจกรรมของระบบวัลคาไนซ์ ความชันของเส้นโค้งในช่วงเวลาหลักเป็นตัวกำหนดอัตราการวัลคาไนซ์

ขั้นตอนที่สามของกระบวนการนี้เรียกว่า ระยะโอเวอร์วัลคาไนเซชัน ซึ่งโดยส่วนใหญ่แล้วจะสอดคล้องกับส่วนแนวนอนที่มีคุณสมบัติคงที่บนเส้นโค้งจลนศาสตร์ โซนนี้เรียกว่าที่ราบสูงวัลคาไนซ์ ยิ่งที่ราบสูงกว้างเท่าใด ส่วนผสมก็จะยิ่งต้านทานการเกิดโอเวอร์วัลคาไนซ์ได้มากเท่านั้น

ความกว้างของที่ราบสูงและเส้นทางต่อไปของเส้นโค้งนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของยางเป็นหลัก ในกรณีของยางเชิงเส้นที่ไม่อิ่มตัว เช่น NK และ SKI-3 ที่ราบสูงไม่กว้างและเกิดการเสื่อมสภาพ กล่าวคือ ความชันของเส้นโค้ง (รูปที่ 3, เส้นโค้ง เอ). กระบวนการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติในขั้นตอนของการโอเวอร์วัลคาไนซ์เรียกว่า พลิกกลับ. สาเหตุของการพลิกกลับคือการทำลายไม่เพียง แต่โซ่หลักเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเชื่อมโยงข้ามที่เกิดขึ้นภายใต้การกระทำของอุณหภูมิสูง

ในกรณีของยางอิ่มตัวและยางไม่อิ่มตัวที่มีโครงสร้างแตกแขนง (พันธะคู่จำนวนมากที่ด้าน 1,2 หน่วย) คุณสมบัติจะเปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อยในเขตวัลคาไนซ์มากเกินไป และในบางกรณีก็ดีขึ้นด้วย (รูปที่ 3, เส้นโค้ง ขและ ใน) เนื่องจากการเกิดออกซิเดชันทางความร้อนของพันธะคู่ของลิงค์ด้านข้างนั้นมาพร้อมกับโครงสร้างเพิ่มเติม

พฤติกรรมของสารประกอบยางในขั้นตอนการทำ overvulcanization เป็นสิ่งสำคัญในการผลิตผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่ โดยเฉพาะยางรถยนต์ เนื่องจากการกลับตัว การ overvulcanization ของชั้นนอกสามารถเกิดขึ้นได้ในขณะที่ undervulcanization ของชั้นใน ในกรณีนี้ จำเป็นต้องใช้ระบบวัลคาไนซ์ซึ่งจะทำให้มีระยะเวลาเหนี่ยวนำนานเพื่อให้ยางร้อนสม่ำเสมอ ความเร็วสูงในช่วงเวลาหลัก และบริเวณที่ราบกว้างของการวัลคาไนซ์ระหว่างขั้นตอนการปรับสภาพใหม่

3.2. ระบบวัลคาไนซ์ซัลเฟอร์สำหรับยางไม่อิ่มตัว

คุณสมบัติของกำมะถันในการเป็นสารวัลคาไนซ์ กระบวนการวัลคาไนซ์ของยางธรรมชาติที่มีกำมะถันถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2382 โดย C. Goodyear และโดยอิสระในปี พ.ศ. 2386 โดย G. Gencock

สำหรับการหลอมโลหะจะใช้กำมะถันพื้นดินตามธรรมชาติ ธาตุกำมะถันมีการดัดแปลงผลึกหลายอย่าง ซึ่งการดัดแปลง α เท่านั้นที่สามารถละลายได้เพียงบางส่วนในยาง เป็นการปรับเปลี่ยนซึ่งมีจุดหลอมเหลว 112.7 ºСและใช้ในการหลอมโลหะ โมเลกุลรูปแบบ  เป็นวงรอบแปดสมาชิก S 8 ที่มีพลังงานกระตุ้นเฉลี่ยของการกระทำ E แตกของวงแหวน = 247 kJ/โมล

นี่เป็นพลังงานที่ค่อนข้างสูงและการแยกตัวของวงแหวนกำมะถันเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ143ºСขึ้นไปเท่านั้น ที่อุณหภูมิต่ำกว่า150ºСการสลายตัวของเฮเทอโรไลติกหรือไอออนิกของวงแหวนกำมะถันเกิดขึ้นกับการก่อตัวของซัลเฟอร์ไบโอออนที่สอดคล้องกันและที่150ºСและสูงกว่าการสลายตัวของโฮโมไลติก (อนุมูล) ของวงแหวน S ด้วยการก่อตัวของซัลเฟอร์ไดเรดิคัล:

t150ºС S 8 →S + - S 6 - S - → S 8 + -

t150ºС S 8 →Sֹ–S 6 –Sֹ→S 8 ֹֹ.

Biradicals S 8 ·· แตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยได้อย่างง่ายดาย: S 8 ֹֹ→S х ֹֹ + S 8-х ֹֹ

การเกิดปฏิกิริยา Biion และ Biradicals ของกำมะถันจะมีปฏิกิริยากับโมเลกุลของยางไม่ว่าจะที่พันธะคู่หรือที่ตำแหน่งอะตอมของคาร์บอน α-เมทิลีน

วงแหวนกำมะถันยังสามารถสลายตัวได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 143ºС หากมีอนุภาคออกฤทธิ์ (ไพเพอร์ แอนไอออน อนุมูลอิสระ) ในระบบ การเปิดใช้งานเกิดขึ้นตามรูปแบบ:

S 8 + A + →A - S - S 6 - S +

S 8 + B – → B – S – S 6 –

S 8 + Rֹ → R - S - S 6 - Sֹ.

อนุภาคแอคทีฟดังกล่าวมีอยู่ในสารประกอบยางเมื่อใช้ระบบวัลคาไนซ์ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาวัลคาไนซ์และตัวกระตุ้น

ในการเปลี่ยนยางพลาสติกชนิดอ่อนให้เป็นยางยืดหยุ่นแข็ง กำมะถันเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอแล้ว - 0.10.15% โดยน้ำหนัก อย่างไรก็ตาม ปริมาณกำมะถันจริงมีตั้งแต่ 12.5 ถึง 35 wt.h. ต่อ 100 wt.h. ยาง.

กำมะถันมีความสามารถในการละลายได้จำกัดในยาง ดังนั้นปริมาณกำมะถันจึงขึ้นอยู่กับรูปแบบที่กระจายอยู่ในสารประกอบยาง ในปริมาณจริง กำมะถันจะอยู่ในรูปของหยดที่หลอมละลายจากพื้นผิวที่โมเลกุลของกำมะถันกระจายสู่มวลยาง

การเตรียมส่วนผสมของยางจะดำเนินการที่อุณหภูมิสูงขึ้น (100-140ºС) ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายของกำมะถันในยาง ดังนั้น เมื่อส่วนผสมเย็นลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่มีปริมาณสูง กำมะถันอิสระจะเริ่มกระจายสู่พื้นผิวของส่วนผสมยางด้วยการก่อตัวของฟิล์มบางหรือสารเคลือบกำมะถัน กระบวนการทางเทคโนโลยีนี้เรียกว่าการซีดจางหรือการขับเหงื่อ การเรืองแสงไม่ค่อยช่วยลดความเหนียวของพรีฟอร์ม ดังนั้นพรีฟอร์มจึงได้รับการปฏิบัติด้วยน้ำมันเบนซินเพื่อทำให้พื้นผิวสดชื่นขึ้นก่อนการประกอบ สิ่งนี้ทำให้สภาพการทำงานของแอสเซมเบลอร์แย่ลงและเพิ่มอันตรายจากไฟไหม้และการระเบิดของการผลิต

ปัญหาสีซีดจางเกิดขึ้นอย่างมากโดยเฉพาะในการผลิตยางรถยนต์จากสายไฟ ในกรณีนี้ เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของพันธะระหว่างโลหะและยาง ปริมาณของ S จะเพิ่มขึ้นเป็น 5 wt.h เพื่อหลีกเลี่ยงการซีดจางในสูตรดังกล่าว ควรใช้การดัดแปลงพิเศษ - ที่เรียกว่าพอลิเมอร์กำมะถัน นี่คือรูป  ซึ่งเกิดจากการให้ความร้อนรูป  ถึง170ºС ที่อุณหภูมินี้ความหนืดของสารหลอมเหลวจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและเกิดพอลิเมอร์กำมะถัน S n โดยที่ n มีค่ามากกว่า 1,000 ในทางปฏิบัติของโลกมีการใช้การดัดแปลงโพลีเมอร์กำมะถันหลายแบบภายใต้ชื่อแบรนด์ "cristex"

ทฤษฎีการหลอมโลหะด้วยกำมะถันมีการเสนอทฤษฎีทางเคมีและฟิสิกส์เพื่ออธิบายกระบวนการวัลคาไนซ์ของกำมะถัน ในปี ค.ศ. 1902 เวเบอร์ได้เสนอทฤษฎีทางเคมีเรื่องวัลคาไนเซชันชุดแรก ซึ่งองค์ประกอบเหล่านี้ยังคงมีชีวิตรอดมาจนถึงทุกวันนี้ เมื่อสกัดผลคูณของปฏิกิริยาระหว่าง NK กับกำมะถัน เวเบอร์พบว่าส่วนหนึ่งของกำมะถันที่นำเข้ามานั้นไม่ได้ถูกสกัดออกมา ส่วนนี้ถูกเรียกโดยเขาผูกไว้และส่วนที่แยกออกจากกัน - กำมะถันอิสระ ผลรวมของปริมาณกำมะถันอิสระและกำมะถันอิสระเท่ากับปริมาณกำมะถันทั้งหมดที่ใส่เข้าไปในยาง: S รวม =S ฟรี +S พันธะ เวเบอร์ยังได้แนะนำแนวคิดของค่าสัมประสิทธิ์การหลอมโลหะเป็นอัตราส่วนของกำมะถันที่จับกับปริมาณของยางในองค์ประกอบของสารประกอบยาง (A): K vulk \u003d S พันธะ / A

เวเบอร์ประสบความสำเร็จในการแยกพอลิซัลไฟด์ (C 5 H 8 S) n เป็นผลิตภัณฑ์ของการเติมกำมะถันภายในโมเลกุลเข้ากับพันธะคู่ของหน่วยไอโซพรีน ดังนั้นทฤษฎีของเวเบอร์จึงไม่สามารถอธิบายการเพิ่มความแข็งแกร่งอันเป็นผลมาจากการหลอมโลหะได้

ในปี ค.ศ. 1910 ออสวัลด์ได้เสนอทฤษฎีทางกายภาพของการวัลคาไนซ์ ซึ่งอธิบายผลกระทบของการหลอมโลหะโดยปฏิกิริยาการดูดซับทางกายภาพระหว่างยางกับกำมะถัน ตามทฤษฎีนี้ สารประกอบเชิงซ้อนของยางและกำมะถันจะก่อตัวขึ้นในส่วนผสมของยางซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันเนื่องจากแรงดูดซับซึ่งนำไปสู่การเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุ อย่างไรก็ตาม การดูดซับกำมะถันที่ถูกผูกไว้ควรถูกสกัดออกจากวัลคาไนเซทอย่างสมบูรณ์ ซึ่งไม่พบในสภาพจริง และทฤษฎีเคมีของการวัลคาไนเซชันเริ่มมีผลบังคับในการศึกษาเพิ่มเติมทั้งหมด

หลักฐานหลักของทฤษฎีเคมี (ทฤษฎีสะพาน) คือข้อความต่อไปนี้:

เฉพาะยางที่ไม่อิ่มตัวเท่านั้นที่ถูกวัลคาไนซ์ด้วยกำมะถัน

กำมะถันทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของยางที่ไม่อิ่มตัวเพื่อสร้างพันธะข้ามโควาเลนต์ (สะพาน) ประเภทต่างๆ เช่น ด้วยการก่อตัวของกำมะถันที่จับปริมาณซึ่งเป็นสัดส่วนกับความไม่อิ่มตัวของยาง

กระบวนการวัลคาไนซ์จะมาพร้อมกับผลกระทบทางความร้อนตามสัดส่วนของปริมาณของกำมะถันที่เพิ่มเข้ามา

การวัลคาไนซ์มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิประมาณ 2 นั่นคือ ใกล้เคียงกับค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของปฏิกิริยาเคมีโดยทั่วไป

การเพิ่มความแข็งแรงอันเป็นผลมาจากการหลอมโลหะกำมะถันเกิดขึ้นเนื่องจากโครงสร้างของระบบซึ่งเป็นผลมาจากการสร้างกริดเชิงพื้นที่สามมิติ ระบบวัลคาไนซ์ที่มีกำมะถันที่มีอยู่ทำให้สามารถสังเคราะห์ทิศทางของการเชื่อมโยงข้ามประเภทใดก็ได้ เปลี่ยนอัตราการวัลคาไนซ์ และโครงสร้างสุดท้ายของวัลคาไนซ์ ดังนั้นกำมะถันยังคงเป็นสารเชื่อมขวางที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับยางไม่อิ่มตัว

กิจกรรมทางเคมีของยางไม่อิ่มตัวเกิดจากการมีพันธะคู่ในสายโซ่หลักและการเคลื่อนที่ของอะตอมไฮโดรเจนที่เพิ่มขึ้นในกลุ่ม a-methylene ที่อยู่ติดกับพันธะคู่ ดังนั้นยางที่ไม่อิ่มตัวจึงสามารถหลอมรวมกับสารประกอบทั้งหมดที่มีปฏิกิริยากับพันธะคู่และกลุ่มใกล้เคียงได้

· ลดความเป็นพลาสติกของส่วนผสมยางลงอย่างมาก มีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของวัลคาไนซ์ ดังนั้นความแข็งแรงของสารประกอบยางดิบตาม NC ไม่เกิน 1.5 MPa และความแข็งแรงของวัสดุวัลคาไนซ์ไม่น้อยกว่า 25 MPa

· กิจกรรมทางเคมีของยางลดลงอย่างมาก: ในยางไม่อิ่มตัว จำนวนพันธะคู่ลดลง ในยางอิ่มตัวและยางที่มีหมู่ฟังก์ชัน จำนวนศูนย์แอคทีฟ ซึ่งจะเพิ่มความต้านทานของวัลคาไนเซทต่ออิทธิพลของปฏิกิริยาออกซิเดชันและฤทธิ์รุนแรงอื่นๆ

· ความต้านทานของวัสดุวัลคาไนซ์ต่อการกระทำของอุณหภูมิต่ำและสูงเพิ่มขึ้น ดังนั้น NC จะแข็งตัวที่0ºСและเหนียวที่+100ºСในขณะที่วัลคาไนเซทยังคงความแข็งแรงและความยืดหยุ่นในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -20 ถึง +100ºС

M 90 \u003d 0.9 DM + M นาที

โดยที่ DM คือผลต่างของแรงบิด (DM=M สูงสุด - M นาที)

ยางธรรมชาติไม่เหมาะกับการทำชิ้นส่วนเสมอไป เนื่องจากความยืดหยุ่นตามธรรมชาติของมันต่ำมาก และขึ้นอยู่กับอุณหภูมิภายนอกเป็นอย่างมาก ที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับ 0 ยางจะแข็ง หรือเมื่อลดระดับลงไปอีก ยางก็จะเปราะ ที่อุณหภูมิประมาณ +30 องศา ยางจะเริ่มอ่อนตัวและเมื่อได้รับความร้อนเพิ่มเติม จะผ่านเข้าสู่สถานะหลอมเหลว เมื่อเย็นลงจะไม่คืนค่าคุณสมบัติเดิม

เพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติการทำงานและทางเทคนิคที่จำเป็นของยาง สารและวัสดุต่างๆ จะถูกเติมลงในยาง เช่น เขม่า ชอล์ก น้ำยาปรับผ้านุ่ม ฯลฯ

ในทางปฏิบัติมีการใช้วิธีการหลอมโลหะหลายวิธี แต่รวมเป็นหนึ่งเดียว - การแปรรูปวัตถุดิบด้วยกำมะถันวัลคาไนซ์ หนังสือเรียนและระเบียบข้อบังคับบางเล่มกล่าวว่าสารประกอบกำมะถันสามารถใช้เป็นสารวัลคาไนซ์ได้ แต่ที่จริงแล้วอาจถือได้ว่าเป็นสารประกอบกำมะถันเท่านั้นเพราะมีกำมะถัน มิฉะนั้น อาจส่งผลต่อการหลอมโลหะเหมือนกับสารอื่นๆ ที่ไม่มีสารประกอบกำมะถัน

เมื่อไม่นานมานี้ มีการวิจัยเกี่ยวกับการแปรรูปยางด้วยสารประกอบอินทรีย์และสารบางชนิด เช่น

ฟอสฟอรัส;
ซีลีเนียม;
ไตรไนโตรเบนซีนและอื่น ๆ อีกมากมาย

แต่จากการศึกษาพบว่าสารเหล่านี้ไม่มีประโยชน์ในแง่ของการวัลคาไนซ์

กระบวนการวัลคาไนซ์

กระบวนการวัลคาไนซ์ยางสามารถแบ่งออกเป็นแบบเย็นและแบบร้อน แบบแรกแบ่งได้เป็น 2 แบบ ประการแรกเกี่ยวข้องกับการใช้เซมิคลอไรด์ซัลเฟอร์ กลไกการวัลคาไนซ์โดยใช้สารนี้มีลักษณะดังนี้ ชิ้นงานที่ทำจากยางธรรมชาติจะอยู่ในไอระเหยของสารนี้ (S2Cl2) หรือในสารละลายที่ทำขึ้นโดยใช้ตัวทำละลายบางชนิด ตัวทำละลายต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสองประการ:

จะต้องไม่ทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์เซมิคลอไรด์
ก็ควรที่จะละลายยาง

ตามกฎแล้ว คาร์บอนไดซัลไฟด์ น้ำมันเบนซินและอื่น ๆ สามารถใช้เป็นตัวทำละลายได้ การปรากฏตัวของซัลเฟอร์เฮมิคลอไรด์ในของเหลวช่วยป้องกันไม่ให้ยางละลาย สาระสำคัญของกระบวนการนี้คือการทำให้ยางอิ่มตัวด้วยสารเคมีนี้

ระยะเวลาของกระบวนการวัลคาไนซ์โดยมีส่วนร่วมของ S2Cl2 จะเป็นตัวกำหนดลักษณะทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป รวมถึงความยืดหยุ่นและความแข็งแรง

เวลาวัลคาไนซ์ในสารละลาย 2% อาจใช้เวลาหลายวินาทีหรือหลายนาที หากกระบวนการล่าช้าทันเวลา อาจเกิด overvulcanization ได้ กล่าวคือ ชิ้นงานจะสูญเสียความเป็นพลาสติกและเปราะมาก ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าด้วยความหนาของผลิตภัณฑ์หนึ่งมิลลิเมตร การดำเนินการวัลคาไนซ์สามารถทำได้เป็นเวลาหลายวินาที

เทคโนโลยีการหลอมโลหะนี้เป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับการแปรรูปชิ้นส่วนที่มีผนังบาง เช่น ท่อ ถุงมือ ฯลฯ แต่ในกรณีนี้ จำเป็นต้องปฏิบัติตามโหมดการประมวลผลอย่างเคร่งครัด ไม่เช่นนั้น ชั้นบนของชิ้นส่วนสามารถหลอมโลหะได้มากกว่า ชั้นใน

เมื่อสิ้นสุดกระบวนการวัลคาไนเซชัน ชิ้นส่วนที่ได้จะต้องล้างด้วยน้ำหรือสารละลายอัลคาไลน์

มีวิธีที่สองของการหลอมโลหะเย็น ช่องว่างยางที่มีผนังบางวางอยู่ในบรรยากาศที่อิ่มตัวด้วย SO2 หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ช่องว่างจะถูกถ่ายโอนไปยังห้องเพาะเลี้ยง โดยจะสูบ H2S (ไฮโดรเจนซัลไฟด์) เวลาเปิดรับแสงของช่องว่างในห้องดังกล่าวคือ 15 - 25 นาที เวลานี้เพียงพอที่จะทำให้วัลคาไนซ์เสร็จสมบูรณ์ เทคโนโลยีนี้ใช้สำหรับการประมวลผลข้อต่อติดกาวซึ่งให้ความแข็งแรงสูง

ยางชนิดพิเศษถูกแปรรูปโดยใช้เรซินสังเคราะห์ การวัลคาไนซ์โดยใช้ยางเหล่านี้ไม่แตกต่างจากที่อธิบายไว้ข้างต้น

วัลคาไนซ์ร้อน

เทคโนโลยีของการหลอมโลหะดังกล่าวมีดังนี้ มีการเติมกำมะถันและสารเติมแต่งพิเศษจำนวนหนึ่งลงในยางดิบที่ขึ้นรูป ตามกฎแล้วปริมาตรของกำมะถันควรอยู่ในช่วง 5 - 10% ตัวเลขสุดท้ายจะถูกกำหนดตามวัตถุประสงค์และความแข็งของส่วนในอนาคต นอกจากกำมะถันแล้วยังมีการเติมยางฮอร์น (อีโบไนต์) ที่มีกำมะถัน 20 - 50% ในขั้นตอนต่อไปจะเกิดช่องว่างจากวัสดุที่ได้รับและให้ความร้อนเช่น บ่ม

การให้ความร้อนทำได้หลายวิธี ช่องว่างวางอยู่ในแม่พิมพ์โลหะหรือรีดเป็นผ้า โครงสร้างที่ได้จะถูกวางในเตาอบที่ร้อนถึง 130 - 140 องศาเซลเซียส เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการวัลคาไนซ์ เตาอบสามารถอัดแรงดันได้

พรีฟอร์มที่ขึ้นรูปแล้วสามารถวางในหม้อนึ่งความดันที่มีไอน้ำร้อนยวดยิ่ง หรือวางไว้ในเครื่องรีดร้อน อันที่จริง วิธีนี้เป็นวิธีที่ใช้กันมากที่สุดในทางปฏิบัติ

คุณสมบัติของยางวัลคาไนซ์ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขหลายประการ นั่นคือเหตุผลที่การวัลคาไนเซชันเป็นหนึ่งในการดำเนินการที่ซับซ้อนที่สุดที่ใช้ในการผลิตยาง นอกจากนี้ คุณภาพของวัตถุดิบและวิธีการบำบัดล่วงหน้าก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน เราต้องไม่ลืมเกี่ยวกับปริมาณของกำมะถัน อุณหภูมิ ระยะเวลา และวิธีการวัลคาไนซ์ที่เติมเข้ามา ในที่สุด คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปก็ได้รับผลกระทบจากการมีอยู่ของสิ่งเจือปนจากแหล่งกำเนิดต่างๆ แท้จริงแล้ว การมีอยู่ของสิ่งเจือปนจำนวนมากช่วยให้วัลคาไนซ์ได้อย่างเหมาะสม

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการใช้เครื่องเร่งความเร็วในอุตสาหกรรมยาง สารเหล่านี้ที่เติมลงในสารประกอบยางช่วยเร่งกระบวนการต่อเนื่อง ลดการใช้พลังงาน กล่าวคือ สารเติมแต่งเหล่านี้เพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลของชิ้นงาน

เมื่อใช้วัลคาไนซ์แบบร้อนในอากาศ จำเป็นต้องมีตะกั่วออกไซด์ นอกจากนี้ อาจจำเป็นต้องมีเกลือของตะกั่วร่วมกับกรดอินทรีย์หรือสารประกอบที่มีไฮดรอกไซด์ที่เป็นกรด

สารต่อไปนี้ถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา:

ไธอูราไมด์ซัลไฟด์;
แซนเทต;
เมอร์แคปโตเบนโซไทอาโซล

การวัลคาไนซ์ภายใต้อิทธิพลของไอน้ำสามารถลดลงได้อย่างมากหากใช้สารเคมี เช่น ด่าง: Ca (OH) 2, MgO, NaOH, KOH หรือเกลือ Na2CO3, Na2CS3 นอกจากนี้เกลือโพแทสเซียมจะช่วยเร่งกระบวนการ

นอกจากนี้ยังมีตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์ เหล่านี้คือเอมีน และสารประกอบทั้งกลุ่มที่ไม่รวมอยู่ในกลุ่มใดๆ ตัวอย่างเช่น สิ่งเหล่านี้คืออนุพันธ์ของสาร เช่น เอมีน แอมโมเนีย และอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง

ในการผลิตมักใช้ diphenylguanidine, hexamethylenetetramine และอื่น ๆ อีกมากมาย กรณีต่างๆ ไม่ใช่เรื่องแปลกเมื่อใช้ซิงค์ออกไซด์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของคันเร่ง

นอกจากสารเติมแต่งและสารเร่งปฏิกิริยาแล้ว สิ่งแวดล้อมก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน ตัวอย่างเช่น การปรากฏตัวของอากาศในบรรยากาศสร้างสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการวัลคาไนซ์ที่ความดันมาตรฐาน นอกจากอากาศแล้ว คาร์บอนิกแอนไฮไดรด์และไนโตรเจนยังมีผลในทางลบอีกด้วย ในขณะเดียวกันแอมโมเนียหรือไฮโดรเจนซัลไฟด์มีผลดีต่อกระบวนการวัลคาไนซ์

ขั้นตอนการวัลคาไนซ์ทำให้ยางมีคุณสมบัติใหม่และปรับเปลี่ยนคุณสมบัติที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความยืดหยุ่นของมันได้รับการปรับปรุง ฯลฯ กระบวนการวัลคาไนซ์สามารถควบคุมได้โดยการวัดคุณสมบัติที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง ตามกฎแล้วจะใช้คำจำกัดความของแรงเมื่อขาดและแรงเมื่อขาด แต่วิธีการควบคุมเหล่านี้ไม่ถูกต้องและไม่ได้ใช้

ยางเป็นผลผลิตจากยางวัลคาไนซ์

ยางเทคนิคเป็นวัสดุคอมโพสิตที่มีส่วนประกอบมากถึง 20 ชิ้นซึ่งมีคุณสมบัติที่หลากหลายของวัสดุนี้ ยางได้มาจากยางวัลคาไนซ์ ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ในกระบวนการวัลคาไนเซชั่น การก่อตัวของโมเลกุลขนาดใหญ่ซึ่งให้คุณสมบัติการทำงานของยาง จึงมั่นใจได้ว่ายางมีความแข็งแรงสูง

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างยางกับวัสดุอื่นๆ ก็คือ ยางมีความสามารถในการเปลี่ยนรูปยางยืด ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ในอุณหภูมิที่ต่างกัน ตั้งแต่อุณหภูมิห้องจนถึงต่ำกว่ามาก ยางมีคุณสมบัติเหนือกว่ายางอย่างมากในหลายประการ ตัวอย่างเช่น มีความโดดเด่นด้วยความยืดหยุ่นและความแข็งแรง ความต้านทานต่ออุณหภูมิสุดขั้ว การสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และอื่นๆ อีกมากมาย

ซีเมนต์สำหรับวัลคาไนซ์

ปูนซีเมนต์สำหรับการหลอมโลหะใช้สำหรับการหลอมโลหะด้วยตนเอง โดยสามารถเริ่มต้นได้ตั้งแต่ 18 องศา และสำหรับการหลอมโลหะด้วยความร้อนสูงถึง 150 องศา ซีเมนต์นี้ไม่รวมไฮโดรคาร์บอน นอกจากนี้ยังมีซีเมนต์ชนิด OTP ที่ใช้สำหรับทาบนพื้นผิวที่ขรุขระภายในยาง เช่นเดียวกับแผ่นแปะ OTR Type Top RAD และ PN ที่มีเวลาทำให้แห้งนานขึ้น การใช้ซีเมนต์ดังกล่าวทำให้สามารถมีอายุการใช้งานที่ยาวนานของยางดอกยางที่ใช้กับอุปกรณ์ก่อสร้างพิเศษที่มีระยะการใช้งานสูง

เทคโนโลยีวัลคาไนซ์ยางร้อนที่ต้องทำด้วยตัวเอง

ในการวัลคาไนซ์ยางหรือท่อด้วยความร้อน คุณจะต้องกด ปฏิกิริยาการเชื่อมของยางและชิ้นส่วนจะเกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาหนึ่ง เวลานี้ขึ้นอยู่กับขนาดของพื้นที่ซ่อมแซม จากประสบการณ์พบว่าใช้เวลา 4 นาทีในการซ่อมแซมความเสียหายลึก 1 มม. ที่อุณหภูมิที่กำหนด นั่นคือในการซ่อมแซมข้อบกพร่องที่มีความลึก 3 มม. คุณจะต้องใช้เวลาบริสุทธิ์ 12 นาที ไม่คำนึงถึงเวลาเตรียมการ และในขณะเดียวกัน การนำอุปกรณ์วัลคาไนซ์ไปใช้งาน ขึ้นอยู่กับรุ่น อาจใช้เวลาประมาณ 1 ชั่วโมง

อุณหภูมิที่ต้องการสำหรับการบ่มด้วยความร้อนอยู่ระหว่าง 140 ถึง 150 องศาเซลเซียส เพื่อให้ได้อุณหภูมินี้ ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อุตสาหกรรม สำหรับการซ่อมยางด้วยตนเอง การใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน เช่น เตารีด เป็นเรื่องที่ยอมรับได้

การซ่อมแซมข้อบกพร่องของยางรถยนต์หรือท่อโดยใช้อุปกรณ์วัลคาไนซ์นั้นเป็นการดำเนินการที่ค่อนข้างลำบาก มีรายละเอียดปลีกย่อยและรายละเอียดมากมาย ดังนั้นเราจะพิจารณาขั้นตอนหลักของการซ่อมแซม

เพื่อให้สามารถเข้าถึงพื้นที่ที่เสียหายได้ จะต้องถอดยางออกจากล้อ
ทำความสะอาดยางบริเวณที่เสียหาย พื้นผิวของมันควรจะหยาบ
เป่าบริเวณที่บำบัดด้วยอากาศอัด สายไฟที่ปรากฏภายนอกจะต้องถูกถอดออก มันสามารถกัดด้วยมีดตัดลวดได้ ยางจะต้องผ่านการบำบัดด้วยสารขจัดคราบไขมันพิเศษ การประมวลผลจะต้องดำเนินการทั้งสองด้านทั้งภายนอกและภายใน
ด้านในควรวางแผ่นแปะที่เตรียมไว้ล่วงหน้าในบริเวณที่เสียหาย การวางเริ่มจากด้านขอบยางของยางเข้าหาศูนย์กลาง
ด้านนอกบริเวณที่เสียหายจำเป็นต้องใส่ยางดิบหั่นเป็นชิ้นขนาด 10 - 15 มม. ต้องอุ่นบนเตาก่อน
ยางที่วางต้องกดและปรับระดับเหนือพื้นผิวของยาง ในกรณีนี้จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าชั้นของยางดิบสูงกว่าพื้นผิวการทำงานของห้อง 3-5 มม.
หลังจากนั้นไม่กี่นาที การใช้เครื่องบดมุม (เครื่องเจียรมุม) จำเป็นต้องถอดชั้นของยางดิบที่ใช้แล้วออก ในกรณีที่พื้นผิวเปล่าหลวม กล่าวคือ มีอากาศอยู่ภายใน จะต้องถอดยางที่ใช้ทั้งหมดออกและใช้งานยางซ้ำ หากไม่มีอากาศในชั้นซ่อม กล่าวคือ พื้นผิวเรียบและไม่มีรูพรุน ชิ้นส่วนที่ซ่อมแซมแล้วสามารถส่งไปภายใต้ความร้อนที่อุณหภูมิที่ระบุไว้ข้างต้นได้
ในการวางตำแหน่งยางอย่างแม่นยำบนแท่นกด คุณควรทำเครื่องหมายจุดกึ่งกลางของบริเวณที่บกพร่องด้วยชอล์ค เพื่อป้องกันไม่ให้แผ่นความร้อนเกาะติดกับยางต้องวางกระดาษหนาไว้ระหว่างกัน

วัลคาไนเซอร์ทำเองได้

อุปกรณ์การบ่มด้วยความร้อนใด ๆ จะต้องมีสององค์ประกอบ:

องค์ประกอบความร้อน
กด.

สำหรับการผลิตวัลคาไนเซอร์ด้วยตนเอง คุณอาจต้อง:

เหล็ก;
เตาไฟฟ้า;
ลูกสูบจากเครื่องยนต์

วัลคาไนเซอร์ที่ต้องทำด้วยตัวเองต้องมีตัวควบคุมที่สามารถปิดได้เมื่อถึงอุณหภูมิในการทำงาน (140-150 องศาเซลเซียส) เพื่อการหนีบที่มีประสิทธิภาพ คุณสามารถใช้แคลมป์ธรรมดาได้

วิธีการควบคุมเกี่ยวข้องกับการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง ได้แก่ วิธีการควบคุมกระบวนการวัลคาไนซ์ วิธีการนี้ดำเนินการโดยการปรับเวลาวัลคาไนซ์ขึ้นอยู่กับเวลาเพื่อให้ได้โมดูลัสเฉือนสูงสุดของส่วนผสมยางในระหว่างการหลอมโลหะของตัวอย่างบนรีโอมิเตอร์และค่าเบี่ยงเบนของโมดูลัสแรงดึงของยางในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจากค่าที่ระบุ วิธีนี้ช่วยให้คุณทราบผลกระทบที่รบกวนต่อกระบวนการวัลคาไนซ์ตามลักษณะของส่วนประกอบเริ่มต้นและพารามิเตอร์ระบอบการปกครองของกระบวนการรับส่วนผสมของยางและการวัลคาไนซ์ ผลลัพธ์ทางเทคนิคประกอบด้วยการเพิ่มความเสถียรของคุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์ยาง 5 ป่วย

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง ได้แก่ วิธีการควบคุมกระบวนการวัลคาไนซ์

กระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ยางรวมถึงขั้นตอนการรับสารประกอบยางและการวัลคาไนซ์ วัลคาไนเซชั่นเป็นหนึ่งในกระบวนการที่สำคัญที่สุดในเทคโนโลยียาง การวัลคาไนซ์ทำได้โดยเก็บส่วนผสมของยางไว้ในเครื่องกด หม้อไอน้ำแบบพิเศษ หรือวัลคาไนเซอร์ที่อุณหภูมิ 130-160 องศาเซลเซียสตามเวลาที่กำหนด ในกรณีนี้ โมเลกุลของยางจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเคมีตามขวางเข้ากับเครือข่ายวัลคาไนซ์เชิงพื้นที่ อันเป็นผลมาจากการที่ส่วนผสมของยางพลาสติกกลายเป็นยางที่มีความยืดหยุ่นสูง โครงข่ายเชิงพื้นที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีที่กระตุ้นความร้อนระหว่างโมเลกุลของยางและส่วนประกอบวัลคาไนซ์ (วัลคาไนเซอร์ ตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวกระตุ้น)

ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อกระบวนการหลอมโลหะและคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ได้แก่ ธรรมชาติของสภาพแวดล้อมวัลคาไนซ์ อุณหภูมิการหลอมโลหะ ระยะเวลาของการหลอมโลหะ ความดันบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์วัลคาไนซ์ และสภาวะความร้อน

ด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่ ระบอบวัลคาไนซ์มักจะได้รับการพัฒนาล่วงหน้าโดยการคำนวณและวิธีทดลอง และโปรแกรมถูกตั้งค่าสำหรับกระบวนการวัลคาไนซ์ในการผลิตผลิตภัณฑ์ สำหรับการดำเนินการตามกำหนดเวลาของระบอบการปกครองที่กำหนดอย่างตรงเวลา กระบวนการนี้มาพร้อมกับเครื่องมือควบคุมและระบบอัตโนมัติที่ใช้โปรแกรมที่เข้มงวดที่กำหนดไว้สำหรับระบอบการหลอมโลหะได้อย่างแม่นยำที่สุด ข้อเสียของวิธีนี้คือความไม่เสถียรของคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นเนื่องจากไม่สามารถรับประกันความสามารถในการทำซ้ำได้อย่างสมบูรณ์ของกระบวนการ เนื่องจากข้อจำกัดของความถูกต้องของระบบอัตโนมัติและความเป็นไปได้ของโหมดการขยับตลอดจนการเปลี่ยนแปลงใน ลักษณะของส่วนผสมยางเมื่อเวลาผ่านไป

วิธีการวัลคาไนซ์ที่เป็นที่รู้จักพร้อมการควบคุมอุณหภูมิในหม้อไอน้ำ แผ่นเพลต หรือปลอกแม่พิมพ์ โดยการเปลี่ยนอัตราการไหลของของไหลถ่ายเทความร้อน ข้อเสียของวิธีนี้คือการแปรผันอย่างมากในลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในโหมดการทำงานตลอดจนการเปลี่ยนแปลงในการเกิดปฏิกิริยาของส่วนผสมยาง

มีวิธีการที่เป็นที่รู้จักในการควบคุมกระบวนการวัลคาไนซ์โดยการตรวจสอบพารามิเตอร์กระบวนการที่กำหนดเส้นทางอย่างต่อเนื่อง: อุณหภูมิของตัวพาความร้อน อุณหภูมิของพื้นผิวของผลิตภัณฑ์วัลคาไนซ์ ข้อเสียของวิธีนี้คือความไม่เสถียรของคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่ได้เนื่องจากความไม่เสถียรของการเกิดปฏิกิริยาที่จ่ายให้กับการขึ้นรูปส่วนผสมของยาง และการได้มาซึ่งคุณลักษณะที่แตกต่างกันของผลิตภัณฑ์ในระหว่างการหลอมโลหะภายใต้สภาวะอุณหภูมิเดียวกัน

มีวิธีการปรับโหมดวัลคาไนซ์ที่ทราบกันดีอยู่แล้ว รวมถึงการกำหนดสนามอุณหภูมิในผลิตภัณฑ์วัลคาไนซ์จากสภาวะอุณหภูมิภายนอกที่ควบคุมบนพื้นผิววัลคาไนซ์ของผลิตภัณฑ์โดยวิธีการคำนวณ การกำหนดจลนศาสตร์ของการวัลคาไนซ์แบบไม่ใช้ความร้อนของแผ่นห้องปฏิบัติการบางโดยไดนามิก โมดูลัสของการเปลี่ยนแปลงฮาร์มอนิกในสภาวะที่ไม่ใช่ไอโซเทอร์มอลที่พบ กำหนดระยะเวลาของกระบวนการวัลคาไนเซชัน ซึ่งเป็นชุดที่เหมาะสมที่สุดของคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของยาง การหาค่าสนามอุณหภูมิสำหรับตัวอย่างมาตรฐานหลายชั้นที่จำลององค์ประกอบยางในแง่ขององค์ประกอบและ เรขาคณิต การหาจลนพลศาสตร์ของการวัลคาไนซ์แบบไม่มีอุณหภูมิความร้อนของเพลตหลายชั้นและกำหนดเวลาการหลอมโลหะที่เท่ากันตามระดับคุณสมบัติที่เหมาะสมที่สุดที่เลือกไว้ก่อนหน้านี้ การวัลคาไนซ์ของตัวอย่างหลายชั้นบนแท่นกดในห้องปฏิบัติการที่อุณหภูมิคงที่ในช่วงเวลาการหลอมโลหะที่เท่ากันและการวิเคราะห์ ลักษณะที่ได้รับ วิธีนี้แม่นยำกว่าวิธีการที่ใช้ในอุตสาหกรรมในการคำนวณผลกระทบและระยะเวลาในการหลอมโลหะที่เท่ากัน แต่ยุ่งยากกว่าและไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงในความไม่เสถียรของปฏิกิริยาของส่วนผสมยางที่ให้มาสำหรับการวัลคาไนซ์

วิธีการควบคุมกระบวนการวัลคาไนซ์ที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ซึ่งวัดอุณหภูมิที่ส่วนจำกัดกระบวนการวัลคาไนซ์ของผลิตภัณฑ์ ระดับของการหลอมโลหะจะคำนวณจากข้อมูลเหล่านี้ เมื่อระดับการหลอมโลหะที่ระบุและคำนวณได้เท่ากัน วัฏจักรการหลอมโลหะ หยุด ข้อดีของระบบคือการปรับเวลาวัลคาไนซ์เมื่ออุณหภูมิผันผวนของกระบวนการหลอมโลหะเปลี่ยนแปลง ข้อเสียของวิธีนี้คือการแผ่ขยายขนาดใหญ่ในลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของส่วนผสมยางในแง่ของการเกิดปฏิกิริยาต่อการหลอมโลหะและการเบี่ยงเบนของค่าคงที่จลนพลศาสตร์วัลคาไนซ์ที่ใช้ในการคำนวณจากค่าคงที่จลนศาสตร์จริงของการประมวลผล ส่วนผสมยาง.

มีวิธีการควบคุมกระบวนการวัลคาไนซ์ที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ซึ่งประกอบด้วยการคำนวณอุณหภูมิในพื้นที่ไหล่ควบคุมบนกริด RC โดยใช้เงื่อนไขขอบเขตตามการวัดอุณหภูมิพื้นผิวของแม่พิมพ์และช่องอุณหภูมิไดอะแฟรม คำนวณเวลาวัลคาไนที่เท่ากัน ที่กำหนดระดับของการหลอมโลหะในพื้นที่ควบคุม เมื่อดำเนินการวัลคาไนซ์เวลาที่เท่ากันในกระบวนการจริง กระบวนการจะหยุดลง ข้อเสียของวิธีการนี้คือความซับซ้อนและการแปรผันที่กว้างในลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่เป็นผลเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในการเกิดปฏิกิริยาต่อการหลอมโลหะ (พลังงานกระตุ้น ปัจจัยก่อนเอ็กซ์โพเนนเชียลของค่าคงที่จลนศาสตร์) ของส่วนผสมยาง

แนวทางที่ใกล้เคียงที่สุดคือวิธีการควบคุมกระบวนการวัลคาไนซ์ ซึ่งประสานกับกระบวนการหลอมโลหะจริงตามเงื่อนไขขอบเขต ตามการวัดอุณหภูมิบนพื้นผิวของแม่พิมพ์โลหะ อุณหภูมิจะคำนวณในผลิตภัณฑ์วัลคาไนซ์ ในแบบจำลองไฟฟ้าแบบกริดค่าอุณหภูมิที่คำนวณได้ถูกกำหนดไว้ที่โวลคามิเตอร์ซึ่งขนานกับหลัก ในระหว่างกระบวนการหลอมโลหะจะทำการศึกษาจลนศาสตร์ของการวัลคาไนซ์แบบไม่ใช้ความร้อนของตัวอย่างจากชุดของสารประกอบยางที่กำลังดำเนินการ เมื่อถึงระดับการหลอมโลหะที่กำหนดไว้ล่วงหน้า คำสั่งควบคุมจะถูกสร้างขึ้นบนวัลคามิเตอร์สำหรับหน่วยหลอมโลหะของผลิตภัณฑ์ [AS USSR No. 467835] ข้อเสียของวิธีการคือความซับซ้อนอย่างมากของการดำเนินการตามกระบวนการทางเทคโนโลยีและขอบเขตที่จำกัด

วัตถุประสงค์ของการประดิษฐ์คือเพื่อเพิ่มความเสถียรของคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้น

เป้าหมายนี้ทำได้โดยข้อเท็จจริงที่ว่าเวลาวัลคาไนเซชันของผลิตภัณฑ์ยางในสายการผลิตได้รับการแก้ไขโดยขึ้นอยู่กับเวลาที่จะได้รับโมดูลัสแรงเฉือนสูงสุดของส่วนผสมยางในระหว่างการวัลคาไนซ์ของตัวอย่างส่วนผสมยางแปรรูปในห้องปฏิบัติการบนรีโอมิเตอร์และ ความเบี่ยงเบนของโมดูลัสแรงดึงของยางในผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นจากค่าที่กำหนด

วิธีแก้ปัญหาที่เสนอแสดงไว้ในรูปที่ 1-5

รูปที่ 1 แสดงไดอะแกรมการทำงานของระบบควบคุมที่ใช้วิธีการควบคุมที่เสนอ

รูปที่ 2 แสดงแผนภาพบล็อกของระบบควบคุมที่ใช้วิธีการควบคุมที่เสนอ

รูปที่ 3 แสดงอนุกรมเวลาของค่าความต้านแรงดึงของข้อต่อจูบาที่ผลิตขึ้นที่ OJSC "Balakovorezinotekhnika"

รูปที่ 4 แสดงเส้นโค้งจลนศาสตร์เฉพาะสำหรับโมเมนต์เฉือนของส่วนผสมยาง

รูปที่ 5 แสดงอนุกรมเวลาของการเปลี่ยนแปลงในระยะเวลาของการวัลคาไนซ์ของตัวอย่างของส่วนผสมยางถึงระดับ 90 เปอร์เซ็นต์ของโมดูลัสเฉือนที่ทำได้ของวัลคาไนเซท

ในแผนภาพการทำงานของระบบที่ใช้วิธีการควบคุมที่เสนอ (ดูรูปที่ 1) แสดงขั้นตอนการเตรียมส่วนผสมของยาง 1 ขั้นตอนของการหลอมโลหะ 2 รีโอมิเตอร์ 3 เพื่อศึกษาจลนศาสตร์ของการวัลคาไนซ์ของตัวอย่างยาง ส่วนผสม เครื่องวิเคราะห์ไดนามิกเชิงกล 4 (หรือเครื่องรับแรงดึง) เพื่อกำหนดโมดูลการยืดยางสำหรับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปหรือตัวอย่างดาวเทียม อุปกรณ์ควบคุม 5

วิธีการควบคุมจะดำเนินการดังนี้ ตัวอย่างจากแบทช์ของส่วนผสมยางจะถูกวิเคราะห์บนรีโอมิเตอร์และค่าของเวลาวัลคาไนเซชันซึ่งโมเมนต์ของแรงเฉือนของยางมีค่าสูงสุดจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ควบคุม 5. เมื่อปฏิกิริยาของส่วนผสมยางเปลี่ยนไป อุปกรณ์ควบคุมจะแก้ไขเวลาวัลคาไนซ์ของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นการรบกวนจึงเกิดขึ้นตามลักษณะของส่วนประกอบเริ่มต้นที่ส่งผลต่อการเกิดปฏิกิริยาของส่วนผสมยางที่เกิดขึ้น โมดูลัสแรงดึงของยางในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปวัดโดยการวิเคราะห์ทางกลแบบไดนามิกหรือบนเครื่องทดสอบแรงดึง และป้อนไปยังอุปกรณ์ควบคุมด้วย ความไม่ถูกต้องของการแก้ไขที่ได้รับ เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของตัวพาความร้อน สภาวะการแลกเปลี่ยนความร้อน และอิทธิพลที่รบกวนอื่น ๆ ในกระบวนการวัลคาไนเซชันนั้น ทำได้โดยการปรับเวลาวัลคาไนซ์ตามค่าเบี่ยงเบนของโมดูลัสแรงดึงของยาง ในผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นจากมูลค่าที่กำหนด

บล็อกไดอะแกรมของระบบควบคุมที่ใช้วิธีการควบคุมนี้และแสดงในรูปที่ 2 รวมถึงอุปกรณ์ควบคุมช่องสัญญาณควบคุมโดยตรง 6 อุปกรณ์ควบคุมช่องป้อนกลับ 7 วัตถุสำหรับควบคุมกระบวนการหลอมโลหะ 8 ลิงก์ความล่าช้าในการขนส่ง 9 ไปยัง คำนึงถึงระยะเวลาในการกำหนดลักษณะของยางของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป , องค์ประกอบสำหรับการเปรียบเทียบช่องป้อนกลับ 10, บวก 11 สำหรับการปรับสรุปการปรับเวลาวัลคาไนซ์เหนือช่องควบคุมโดยตรงและช่องป้อนกลับ, บวก 12 สำหรับ โดยคำนึงถึงผลกระทบของการก่อกวนที่ไม่สามารถควบคุมได้ในกระบวนการวัลคาไนซ์

เมื่อเปลี่ยนการเกิดปฏิกิริยาของส่วนผสมยาง ค่าประมาณ τ สูงสุดจะเปลี่ยนไป และอุปกรณ์ควบคุมจะแก้ไขเวลาวัลคาไนเซชันในกระบวนการด้วยค่า Δτ 1 ผ่านช่องทางควบคุมโดยตรง 1

ในกระบวนการจริง สภาวะวัลคาไนเซชันจะแตกต่างจากสภาวะบนรีโอมิเตอร์ ดังนั้นเวลาวัลคาไนซ์ที่ต้องใช้เพื่อให้ได้ค่าแรงบิดสูงสุดในกระบวนการจริงจึงแตกต่างจากที่ได้รับบนอุปกรณ์ และความแตกต่างนี้จะแตกต่างกันไปตามเวลาเนื่องจากความไม่เสถียร ของสภาวะวัลคาไนซ์ การพัฒนาของสิ่งรบกวนเหล่านี้ f ดำเนินการผ่านช่องป้อนกลับโดยการแนะนำการแก้ไข Δτ 2 อุปกรณ์ควบคุม 7 ของลูปป้อนกลับ ขึ้นอยู่กับความเบี่ยงเบนของโมดูลัสยางในผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นจากค่า E ที่ระบุ

การเชื่อมโยงของความล่าช้าในการขนส่ง 9 เมื่อวิเคราะห์พลวัตของระบบ คำนึงถึงอิทธิพลของเวลาที่ต้องใช้ในการวิเคราะห์ลักษณะของยางของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

รูปที่ 3 แสดงอนุกรมเวลาของแรงทำลายแบบมีเงื่อนไขของคัปปลิ้งจูบา ผลิตโดย Balakovorezinotekhnika OJSC ข้อมูลแสดงให้เห็นว่ามีผลิตภัณฑ์จำนวนมากสำหรับตัวบ่งชี้นี้ อนุกรมเวลาสามารถแสดงเป็นผลรวมของสามองค์ประกอบ: ความถี่ต่ำ x 1 , ความถี่กลาง x 2 , ความถี่สูง x 3 การมีส่วนประกอบความถี่ต่ำบ่งชี้ถึงประสิทธิภาพที่ไม่เพียงพอของระบบควบคุมกระบวนการที่มีอยู่ และความเป็นไปได้ขั้นพื้นฐานในการสร้างระบบควบคุมป้อนกลับที่มีประสิทธิภาพ เพื่อลดการแพร่กระจายของพารามิเตอร์ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปในแง่ของคุณลักษณะ

รูปที่ 4 แสดงเส้นโค้งจลนศาสตร์เชิงทดลองที่เป็นคุณลักษณะเฉพาะสำหรับโมเมนต์เฉือนในระหว่างการวัลคาไนเซชันของตัวอย่างส่วนผสมยาง ซึ่งได้จากรีโอมิเตอร์ MDR2000 "Alfa Technologies" ข้อมูลแสดงความแตกต่างของสารประกอบยางในแง่ของปฏิกิริยาต่อกระบวนการวัลคาไนซ์ การแพร่กระจายในเวลาที่จะไปถึงแรงบิดสูงสุดมีตั้งแต่ 6.5 นาที (เส้นโค้ง 1.2) ถึงมากกว่า 12 นาที (เส้นโค้ง 3.4) การแพร่กระจายเมื่อเสร็จสิ้นกระบวนการวัลคาไนเซชันมีตั้งแต่ไม่ถึงค่าสูงสุดของโมเมนต์ (เส้นโค้ง 3.4) ไปจนถึงการมีอยู่ของกระบวนการวัลคาไนซ์มากเกินไป (เส้นโค้ง 1.5)

รูปที่ 5 แสดงอนุกรมเวลาของเวลาวัลคาไนเซชันจนถึงระดับโมเมนต์เฉือนสูงสุด 90% ที่ได้จากการศึกษาการหลอมโลหะของตัวอย่างสารประกอบยางบนรีโอมิเตอร์ Alfa Technologies MDR2000 ข้อมูลแสดงให้เห็นว่ามีการเปลี่ยนแปลงความถี่ต่ำในช่วงเวลาการบ่มเพื่อให้ได้โมเมนต์เฉือนสูงสุดของวัลคาไนซ์

การมีอยู่ของลักษณะทางกลที่หลากหลายของคัปปลิ้ง Juba (รูปที่ 3) บ่งชี้ถึงความเกี่ยวข้องของการแก้ปัญหาในการเพิ่มความเสถียรของคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ยาง เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงานและความสามารถในการแข่งขัน ความไม่เสถียรของการเกิดปฏิกิริยาของส่วนผสมยางกับกระบวนการวัลคาไนซ์ (รูปที่ 4,5) บ่งชี้ถึงความจำเป็นในการเปลี่ยนเวลาในกระบวนการวัลคาไนซ์ของผลิตภัณฑ์จากส่วนผสมของยางนี้ การมีอยู่ของส่วนประกอบความถี่ต่ำในอนุกรมเวลาของแรงทำลายแบบมีเงื่อนไขของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป (รูปที่ 3) และในช่วงเวลาการหลอมโลหะเพื่อให้ได้โมเมนต์เฉือนสูงสุดของวัลคาไนซ์ (รูปที่ 5) บ่งชี้ถึงความเป็นไปได้พื้นฐานของการปรับปรุงตัวบ่งชี้คุณภาพ ของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปโดยการปรับเวลาวัลคาไนซ์

ถือว่ายืนยันการมีอยู่ของโซลูชันทางเทคนิคที่เสนอ:

ผลลัพธ์ทางเทคนิค กล่าวคือ แนวทางแก้ไขที่เสนอนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มความเสถียรของลักษณะทางกลของผลิตภัณฑ์ยาง ลดจำนวนผลิตภัณฑ์ที่บกพร่อง และลดอัตราการบริโภคจำเพาะของส่วนประกอบเริ่มต้นและพลังงาน

คุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ การปรับระยะเวลาของกระบวนการวัลคาไนซ์ ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของส่วนผสมยางกับกระบวนการวัลคาไนซ์ และขึ้นอยู่กับค่าเบี่ยงเบนของโมดูลัสแรงดึงของยางในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจากค่าที่กำหนด