Резины – эластомеры

1. «Материаловедение в полиграфическом и упаковочном производстве»

*
«Материаловедение в полиграфическом
и упаковочном производстве»
Курс лекций для бакалавров направления
261700
2017 г

2.

Резины – эластомеры.
В нормальных условиях обладают свойством
высокоэластичности, т.е. способны сильно
деформироваться под нагрузкой и восстанавливать форму
и размеры после снятия нагрузки.
Неформовая
(«Сырая»)
Резины
Формовая
(«вулканизат)
Ингредиенты резиновых смесей (от 5 до 15-20) :
каучук, вулканизирующий агент (сера, селен, теллур и
др.), ускорители вулканизации, наполнители,
пластификаторы, активаторы вулканизации,
стабилизаторы и др.

3.

Виды каучуков и строение их структурных звеньев
Тип каучука
Бутадиеновый СКБ
Структурное звено
CH2
CH2 CH
CH
CH2
CH2
n
Изопреновый СКИ
и натуральный
CH3
CH2
CH2
C
CH
CH2
CH2
n
Бутилкаучук БК,
содержит до 5%
изопрена
CH3
CH2
CH2
C
CH3
Силиконовый СКТВ
n
R1
R2 O
Si
O
R2
n
R
R, R1, R2 – алкил, арил, винил
Хлоропреновый
CH2
CH2 C
CH CH2
n
Cl
Бутадиен-нитрильный
каучук СКН (масло-,
бензостойкий)
CH2
CH
CH
CH2
n
CH2 CH
CN
CH2
m

4.

Условия вулканизации каучуков: давление 10—30 МПа ,
температура +140 +1600С, время - от 5 до 10 мин.
CH3
CH3
CH2 CH2 C
CH CH CH2 C CH CH2
CH2 CH2 C
CH CH CH2 C CH CH
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH CH2 C
CH CH CH2 C CH CH2
CH CH2 C
CH CH CH2 C CH CH2
CH2 CH2 C
CH CH CH2 C CH CH
CH CH2 C
CH CH CH2 C CH CH2
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3

5.

Свойства резин, наполненных сажей, на основе разных каучуков
Показатели
Плотность, кг/м 3
Температура
стеклования, 0 С
Прочность при
растяжении, МПа
Относительное
удлинение,%
Коэффициент
теплопроводности ,
Вт/(м*К)
Коэффициент
линейного
термического
расширения *10 5 , К -1
Примечание
Натурал
ьный
Бутадиеновый
стереорегулярный
Бутилкауч
ук
Бутадиеннитрильный
Силиконо
вый
1120
1100
-70
-82
1160
962
960-980
-
-42
-100
25-35
19,5-22
15-23
3-4
7-9
600850
480-650
400-850
500-700
400-600
0,28
0,28
0,19
0,18
0,17
0,15
0,15
0,13
0,13-0,18
-
Выше
прочнос
ть при
растяже
нии
Низкая стойкость к
маслам,
растворителям и
топливу. Стойкий к
истиранию, хорошая
водо-, озоно- и
светостойкость.
-65
Пониженный коэффициент
теплового
расширения
Высокая
стойкость к
маслам,
растворителям
и топливу.
Высокая
термостойк
ость и
физиологи
Газопроницаем
ческая
ость ниже
инертность
других резин

6.

Классификация выпускаемых резин
Общего назначения
Диэлектрические
Электропроводящ
ие
Теплостойкие
Морозостойкие
(ТМКЩ),(ОМБ),(ПМБ)
Резины
Стойкие к агресс средам
Масло-, бензостойкие
Радиационностойкие и др.

7.

Применение резин в упаковочной отрасли
Уплотнительные резиновые колъца для металлических и стеклянных
банок (викельные кольца). Изготавливают из синтетического
бутадиенового каучука.
Уплотнительные прокладки в стеклянные банки для домашнего
консервирования. Выпускают на базе натурального каучука и
синтетического бутадиенового каучука.
Резиновые многооборотные эластичные затворы для стеклянных
банок и стеклянных крышек, уплотнительные прокладки и
укупорочные средства в пищевой промышленности. Производят из
натурального каучука и бутилкаучука (бочки и емкости с соками,
томат-пастами, джемом).
Уплотнительные прокладки к металлическим корончатым
крышкам для стеклянных бутылок. Выпускают на базе
высокомолекулярного полиизобутилена (бутилкаучука).
При производстве липких лент на тканевой основе в качестве
подложки (основы) применяют резинотканевый материал на основе
натурального каучука.

8.

Строение офсетного декеля
Резинотканевое полотно
Поддекельный материал
подкладывается под офсетную
резинотканевую пластину. Он нужен
для обеспечения необходимого
давления между формным и
офсетным цилиндрами
Декель – это
упруго-эластичное
покрытие на
офсетном цилиндре,
необходимое для
создания контакта
печатающих
элементов формы с
запечатываемым
материалом

9.

Поддекельные материалы:
калиброванный картон (жесткий), ,
полиэфирные ( полиэстровые или лавсановые ) пленки
полиэтилентерефталата ПЭТ (жесткий),
Кирза (мягкий),
резинопробковые пластины,
поддекельные однослойные резинотканевые полотна
из
(полужесткий),
Резинотканевое полотно:
• 2-5 слоев тканевого материала + одностороннее резиновое покрытие
• Назначение –силовой каркас.
• Задача – сохранять размеры и высокое натяжение декеля.
Верхний резиновый слой передает краску
на запечатываемый материал. Должен быть стоек
к механическим нагрузкам и химическим веществам
(растворителям и смывочным растворам).

10.

Классификация офсетных полотен
По количеству резинотканевых слоев: двухслойные, трехслойные,
четырехслойные, пятислойные.
По строению: с компрессионным (пористым) слоем и без него
Компрессионный слой деформируется и восстанавливается под давлением,
защищая резинотканевую основу.
По виду обработки поверхностного краскопередающего
слоя: точечно-шлифованная, гладко штрихованная, неполированная.
По назначению:
- для рулонной печати с сушкой;
- для рулонной печати без сушки;
- для листовой печати с ИК – сушкой или без;
- для процесса лакирования;
- для печати УФ – красками
По жесткости: мягкие, полужесткие, жесткие.
По типу запечатываемого материала : на бумаге, картоне,
синтетических
материалах,
пластмассе,
жести,
фольге
или
металлизированной бумаге.
По виду печатных работ: для растровых высокохудожественных
работ, для тексто-иллюстрационных работ, для текстовых работ.

11.

Деформация офсетного полотна в зоне печати :
1 – формный цилиндр, 2 – форма, 3 – офсетное полотно, 4 – офсетный цилиндр
Задача офсетного полотна – сжаться
незначительно под давлением
формного цилиндра и восстановить
размеры после контакта (упругость)
Суммарная деформация:
Е = Еупр+ Еэл+ Еост
Деформация офсетного резинотканевого полотна
в цикле печатания и «отдыха»
Еост должно 0
Срок эксплуатации = 2-4 мес
Нагружение
при печати
Снятие нагрузки

12.

Требования к офсетным резинотехническим полотнам
Обладать высокими
упруго-эластическими
свойствами и восстанавливать свои размеры.
2.
Поверхность
полотна
должна
хорошо
воспринимать с формы печатную краску и передавать
ее на бумагу. Кроме этого она должна быть устойчива к
действию растворителей и связующих.
3. Полотна должны быть равномерными по толщине
в пределах одной пластины. Чем выше равномерность
по толщине, тем ниже требуемое при печати
давление.
4. На поверхности краскопередающего резинового
слоя не должно быть пузырей, раковин и углублений,
выпуклостей, посторонних включений и трещин.
5. Офсетное полотно должно обеспечивать быстрое
отделение
запечатываемого
материала
от
своей
поверхности.
1.
Резиновый слой изготавливают из комбинированных каучуков.

13.

Изготови
тель
Reeves
Марка
Vulkan
714
Plus
Vulkan XL
Day
Explorer
Internati 3000
onal
Accu-Dot
8500
Dunlop
Consul
Senator
Polyfibro Green
n - Rollin Sunitomo R70
Phoenix Topaz
Aquamarine
Peridot
Cow
Supper strip
Silver gray
Bloux
Толщина,
мм.
1.69±0.02
1.96±0.02
1.96±0.02
Суммарн
Удлинени
Доля
Разрывная
ая
е при
остаточной
нагрузка
деформа
нагрузке
деформации в по основе,
ция, ЕS,
90Н/см,
суммарной, %
кН
%
%
7,7
20,9
3,6
1,0
5,6
6,4
21,7
23.7
3,6
3,7
1,0
1,0
6,5
23,4
3,8
1,0
1,99
1,93
1,93
1,93
7,9
6,1
4,8
5,0
28,3
23,4
21,8
25,3
3,7
3,6
-
1,0
1,0
-
1,96
1,96
1,68 и 1,96
1,95
1,95
1,96
8,0
10,0
9,0
5,2
6,8
4,5
22,6
22,5
26,4
> 4,0
3,8
> 4,0
3,6
3,7
-
0,68
0,68
0,54
1,0
1,0
-
1.700±0.015
1.950±0.015
1.700±0.015
1.950±0.015
Толщина полотен: 1,7 до 1,95 мм. Разрывная нагрузка: 3,6-3,8 кН.
Суммарная деформация (Е , %): от 4,5 до 10 %. Доля остаточной деформации:
20 – 25 %. Удлинение полотен в ходе печати: на 0,5 – 1,0 %.

14.

Добавки в полимеры
Ингредиент
Полимерысвязующие:
термопласты
реактопласты
каучуки
производные
целлюлозы
Наполнители
дисперсные
волокнистые
Пластификаторы
первичные
вторичные
(мягчители)
Наиболее распространенные
вещества
ПЭ, ПП, ПС, ПЭТ, ПВХ
Аминопласты на базе КФС и
МелФС, фенопласты на основе
ФФС, ЭС, ненасыщенные ПЭф
смолы
Синтетические и натуральные,
латексы
Целлофан, эфиры целлюлозы
Содержание,
%
5,0-99,0
0,0-95,0
Мел, тальк, технический углерод,
каолин, аэросил
Стекловолокно, углеволокно,
асбест, органическое волокно
0,0-45,0
Фталаты, себацинаты, лаураты,
глицерин, фосфаты
Минеральные и синтетические
масла, хлорпарафины

15.

Отвердители (для
реактопластов)
Смазки
внутренние
внешние
Реологические
добавки
Пигменты
Красители
Полиэтиленполиамин ПЭПА,
формалин, параформ,
дикарбоновые кислоты
До 10,0
До 2,0
Природный и органические
воски
Эфиры глицерина, силиконы,
стеараты металлов
Олеиновая кислота,
полиэтиленовые воски,
стеариновая кислота
До 3,0
Диоксид титана, оксиды цинка,
алюминат кобальта, оксиды
железа, технический углерод,
желтый железоокисный
До 2,0-5,0
Азо- и диазосоединения, голубой
и зеленый фталоцианиновые
красители, , антрахиноны,
хинолиновые красители
От 0,01 до
1,0

16.

Стабилизаторы и
ингибиторы
антиоксиданты
термостабилизаторы
светостабилизаторы
антирады
Антиблоки
Антистатики
Антифоги
Порообразователи
Антисептики
0,1-5,0
Дифениламины, алкилированные
фенолы, фосфиты
Стеараты тяжелых металлов,
эпоксисоединения, оксиды
металлов
Сажа, бензфеноны
Нафтиламины, антрацен
Неорганические наполнители
(тальк, каолин, кремнезем) и
эфиры и соли стеариновой
кислоты
ПАВы, токопроводящие порошки
сложные эфиры жирных кислот,
стеараты глицерина
Пентан, изопентан, NaHCO3 газы
(азот, аммиак, диоксид углерода
Антибиотики (тетрациклин),
соединения олова, ионы серебра
До 2,0
До 3,0
До 1,0
До 2.0
До 5,0
До 4,0
До 10,0
Доли
процента