Анализ поведения термомеханического взаимодействия и механизма отслоения интерфейса в держателе вершины
При изучении кинетики вулканизации шин академические и инженерные круги часто сосредотачиваются на силе сцепления между сшитой сеткой резины и стального корда, пренебрегая влиянием полипропиленовых разделителей борта как временных граничных условий на геометрическую морфологию борта. В действительности, в момент закрытия вулканизационной машины область борта находится в типичном термомеханическом поле связи. В этот моментрезиновый подносЭто не только статический изолятор, но и функциональный компонент, способный выдерживать ползучесть при высоких температурах и сжатие под высоким давлением. Глубокое понимание его микроструктурного поведения и макромеханических характеристик является ключом к оптимизации технологического окна производства шин.
1. Кристалличность и сопротивление ползучести при высоких температурах.
Как полукристаллический полимер, полипропилен (ПП) в значительной степени зависит от размера и распределения сферолитов. Размерная стабильность полипропилена также имеет важное значение.Разделитель для бусинВ условиях высокотемпературной сульфидизации (обычно 140–170 ℃) температура плавления определяется не только ее твердостью, но и зависит от степени кристалличности и морфологии кристаллов.
В промышленных сепараторах бортов шин обычно используется сополимеризованный полипропилен (ПП) или добавляются нуклеирующие агенты для повышения скорости кристаллизации. Высокая степень кристалличности означает более высокую устойчивость к ползучести. При огромной силе зажима вулканизационной машины, если степень кристалличности сепаратора недостаточна, сегменты полимерной цепи будут подвергаться необратимому скольжению, что приведет к истончению или радиальному расширению сепаратора. Эта микроскопическая деформация может непосредственно вызывать явление отклонения давления в нижней части борта шины, что, в свою очередь, влияет на радиальные колебания силы (RFV) готовой шины. Поэтому одним из основных показателей оценки качества полипропиленового сепаратора бортов шин является степень его остаточной деформации при сжатии при высоких температурах.
2. Смачиваемость границы раздела фаз и критическое поверхностное натяжение
С термодинамической точки зрения, легкость разделения между резиной и гранулированными сепараторами зависит от работы адгезии на границе раздела. Необработанная сырая резина обычно имеет более низкое поверхностное натяжение (около 30 мН/м). Если поверхностное натяжение полипропиленовых гранулированных сепараторов выше этого значения, то, согласно уравнению Юнга-Дюпре, расплав резины будет самопроизвольно смачивать поверхность сепаратора, что приведет к сильному адгезионному явлению.
Для решения проблемы химического взаимодействия на границе раздела фаз, в процессе производства высокоэффективных полипропиленовых сепараторов основное внимание уделяется регулированию поверхностной энергии. С помощью фторирования или плазменной прививки можно ввести фторсодержащие группы на поверхность полипропилена или снизить полярность поверхности, уменьшив критическое поверхностное натяжение до уровня ниже 22 мН/м. Этот физический барьер с низкой поверхностной энергией предотвращает термодинамическое растекание молекул каучука, обеспечивая тем самым эффект «прилипания» на микроскопическом уровне. Это более долговечно и экологично, чем полагаться исключительно на физическую изоляцию с помощью разделительных покрытий.
3. Гистерезис теплопроводности и температурный градиент
Хотя сам по себе полипропилен (ПП) плохо проводит тепло, в процессе вулканизации полипропиленовый разделитель бортов шины действует как передатчик тепла. Поскольку перегородка расположена между источником тепла (вулканизационной формой) и источником холода (бортом шины комнатной температуры), внутри неизбежно возникает температурный градиент.
Исследования показали, что допуск по толщине разделительной перегородки (обычно в диапазоне ± 0,02 мм) существенно влияет на равномерность теплового потока. Если локальная толщина слишком велика, теплопередача в этой области будет отставать, что приведет к недостаточному сульфидированию соответствующего участка треугольного резинового борта шины (недостаточному сульфидированию); наоборот, это может привести к избыточному сульфидированию. Поэтому прецизионно изготовленные разделители бортов, благодаря строгому контролю постоянства толщины, фактически регулируют кривую термической истории реакции вулканизации, чтобы обеспечить равномерное распределение плотности сшивания по всему поперечному сечению борта.
4. Накопленный ущерб от усталости и прогнозирование срока службы
Обычно причиной разрушения полипропиленовых сепараторов являются микротрещины по краям или расширение центрального отверстия. Это происходит из-за кумулятивного усталостного повреждения, вызванного многократными механическими нагрузками и термическими циклами. На микроуровне аморфные сегменты полипропилена постепенно теряют свою эластичность в процессе многократного термического расширения и усадки при охлаждении, что в конечном итоге приводит к образованию трещин.
Анализ срока службы разделителей бортов шин с помощью модели Аррениуса показал, что конечной точкой их службы часто является не разрушение, а увеличение шероховатости поверхности. Когда значение шероховатости поверхности Ra превышает критический порог, сера и другие добавки в резине проникают в микропоры, вызывая липкость поверхности разделителя и, в конечном итоге, потерю его функции извлечения из формы.
Компания Changshu Yongchengsheng Hardware Products Co., Ltd. специализируется на производстве и продаже сепараторов бортов шин и Полипропиленовые накладки на борта шинЕсли они вам понадобятся, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону +86-13506249539; контактный адрес электронной почты: ljd706627@gmail.com
