Резиновый формный материал
При изготовлении однослойных резиновых стереотипов для высокой печати используют особые резиновые смеси на базе маслобензостойких каучуков, а для флексографской печати — резиновые смеси на каучуках, устойчивых к таким растворителям флексо-гоафских красок, как этиловый спирт.
Технологической инструкцией МПИ при изготовлении однослойных резиновых стереотипов рекомендованы резцовые смеси Л» 8075, 8470. Для изготовления нластмассово-стереотипов-и рези употребляются резиновые смеси на маслобензо-сгойких каучуках № 10651, 10721. На фирмах флексографской печати используют смеси неспециализированного назначения № 3909, 3925.
ВНПИКПП предложена особая резиновая смесь Ф-1. Список резиновых смесей для изготовления печатных форм возможно продолжить, поскольку химической индустрией за последние годы освоен выпуск разных композиций резиновых смесей с применением синтетических каучуков, отличающихся устойчивостью к действию растворителей, эластичностью и высокой прочностью, износостойкостью, ат-мосферостойкостыо.
Резиновые формные материалы возможно охарактеризовать целым комплексом технологических и физико-механических особенностей, но в практике полиграфических фирм редко прибегают к определению конкретных показателей качества приобретаемых резиновых смесей, пользуясь обобщенным способом—печатание и пробное прессование. По результатам производственных опробований и делают выводы о пригодности резиновой смеси для конкретных условий применения (высокая либо флексографская печать на разных запечатываемых материалах).
Как полимерный формный материал резиновые смесн возможно сопоставлять по тем же неспециализированным показателям качества, что и пластмассовые формные материалы: тиражестойкости устойчивости и печатных форм их к конкретным условиям применения, экономичности и технологическим возможностям. Лучшим формным материалом, как продемонстрировали опробования, есть резина № 10721, которую отличает меньший оптимум вулканизации с продолжительным плато вулканизации (период вулканизации без трансформации особенностей резины), а по окончании вулканизации резине характерен громаднейший предел прочности (при растяжении).
Резиновая смесь № 10721 технологична: малая длительность выдержки под прессом (при 150 °С —мин), хорошая прессуемость, равномерная и маленькая усадка. Для флексографских форм рекомендованы резиновая смесь До 2667 вместо последовательности использовавшихся марок при прессовом методе изготовления резиновых стереотипов и полиэфируретановые композиции для литьевого метода формования печатных форм.
Резиновые печатные формы если сравнивать с пластмассовыми разрешают в определенных пределах компенсировать неточности печатной пары и печатать на любых запечатываемых поверхностях при минимальном давлении. Определилась и область их применения в высокой печати: бланочные издания, текстовая информация на цветных открытках. Для книжно-журнальных изданий резиновые формы используют относительно редко.
Физико-механические и технологические особенности резиновых JP-ипов зависят в первую очередь от композиции резинового форм-о материала. Не считая эластомера — высокомолекулярного иолиме-высг НИЗК0И температурой перехода из стеклообразного состояния в
коэластическое, — в состав резиновых ‘смесей входят разные ингредиенты: вулканизирующие агенты, активаторы и ускорители вулканизации, наполнители, пластификаторы, противостарители и др В ходе смешения компонентов резиновой смеси получают рав-номерного распределения ингредиентов в среде полимера под действием деформации сдвига, что вызывает сложные физико-механические и химические явления (взаимодействие и структурные превращения между компонентами), каковые определяются условиями переработки на вальцах и смесителях. Резиновым смесям характерна высокоэластическая и пластическая деформации, исходя из этого их относят к упруговязким материалам и характеризуют соотношением пластической и высокоэластической деформаций, т. е. пластоэластиче-направляться особенностями.
Наряду с этим под пластичностью подразумевают способность сохранения и лёгкость деформирования формы по окончании снятия деформирующей нагрузки, а под эластичностью — свойство к обратимой деформации, к эластическому восстановленшо. При определении пластоэластпческих особенностей резиновых смесей разглядывают их трансформации в зависимости от скорости и температуры деформации.
Изменение пластоэластпческих особенностей при хранении резиновых смесей (благодаря сотрудничества каучука с вулканизирующими агентами под действием тепла) разъясняется образованием поперечных химических связей между макромолекулами каучука — преждевременная вулканизация либо подвулканнзацня. Склонность к подвулканизацни характеризуют временем, за который нагреваемая при 100° С резиновая смесь сохраняет неизменными пла-стоэластическне свойства.
Пластичность резиновых смесей колеблется от 0,03 до 0,85, причем смеси с пластичностью 0,03—0,25 относятся к «твёрдым», а с пластичностью более чем 0,5 — к «мягким». Для установления пластоэластпческих особенностей резиновых смесей используют метод определения деформации сдвига между подвижной и неподвижной поверхностями (дисковый вискозиметр Муни).
С целыо определения исходной вязкости резиновой смеси, минимального значения вязкости при температуре опробования, отношения исходной и минимальной вязкости (термопластичность резиновой смеси), сопротивления резиновой смеси подвулканизацни, большой и оптимальной степени вулканизации, длительности большой и оптимальной вулканизации, скорости процесса вулканизации используют вибрационный реометр компании «Монсанто». По результатам комплексных опробований появляется возможность составления полной характеристики резиновой смеси и, следовательно, создаются условия для выполнения и точного проектирования технологического процесса изготовления резиновых стереотипов с оптимальными особенностями. Как мы знаем, что лишь в пределах плато вулканизации сохраняются высокие физико-механические особенности вулканизагов.
Технологические особенности резиновых смесей (свойство к фор-нию склонность к подвулканизации, пластоэластические собственный-М0Ва,1 опреДеляются типом применяемого каучука и составом ком-ства{.ии учитывая действие на резиновые формы в ходе “ тания связующих веществ печатных органических смычных и красок веществ, однослойные резиновые стереотипы прессуют из В0’шновых смесей на базе бутадиен-нитрильных каучуков. При из-товлении двухслойных резиновых стереотипов для второго слоя Гспользуют резиновые смеси на бутадиен-стирольном каучуке обще-И0 назначения.
Но в производстве резиновых печатных форм вероятно использование резиновых смесей на базе вторых каучуков особого и неспециализированного назначения. Свойства каучука и соответственно резины определяются по большей части химическим составом и строением каучука, взаимным расположением и молекулярной массой макромолекул.
Свойство к структурированию либо деструкции резин под действием разных факторов зависит от структуры повторяющихся звеньев макромолекул каучука, а химическая структура (состав) звеньев определяет межмолекулярное сотрудничество и, следовательно, свойство вулканизатов к набуханию либо растворению в разных низкомолекулярных жидкостях, другие свойства и эластичность. резин и Свойства каучука в высокоэластическом и вязкотекучем состоянии определяются молекулярной степенью и массой разветвленное™ молекул. Причем лишь до определенного предела повышение молекулярной массы каучука содействует увеличению износостойкости, прочностных и упругогистерезисных особенностей резин на его базе.
Из нескольких марок БСК, различающихся содержанием связанного стирола (либо а-метилстирола) и по условиям получения, целесообразно выделить каучук с 30%-ным содержанием связанного стирола Средняя молекулярная масса БСК колеблется от 200 до 400 тыс. при широком молекулярно-массовом распределении (громадное разнообразие макромолекул с различным значением молекулярной массы), отмечается относительно громадная разветвленность цепей. От бутади-ен-нитрильного каучука БСК отличается тем, что вулканизат на его базе набухает либо растворяется во многих органических жидкостях. В производстве печатных форм для высокой печати резиновые смеси на БСК применяют для формования второго слоя резиновых полос, потому, что вулканизатам на БСК характерны устойчивость и высокая эластичность к многократным нагружениям.
Протяженность поперечных связей в основном определяет прочностные особенности вулканизата: — С — S — S-—С — 270 кДж/моль, — С — S — С — 286 кДж/моль, а энергия связи — С — Sx — С — меньше 270 кДж’моль и уменьшается с возрастанием числа атомов серы, составляющих полисульфидные связи. При эксплуатации резины с полисульфидными связями накапливается остаточная деформация благодаря их перегруппировки и распада молекулярных цепей под действием тепла и постоянных механических напряжений.
Вулканизация в присутствии ускорителей имеет в основном свобод-норадикальный темперамент и протекает с образованием промежуточных соединений, каковые распадаются под действием подводимого тепла и ускоряют процесс образования вулканизационной сетки. В стандартной резиновой смеси на базе СКН-26 на 100 весов. ч. каучука предусматривается введение 1,5 весов. ч. серы, 0,8 весов. ч. ускорителя Вулканизации (меркаптобензтиазол) и 5,0 весов. ч. активатора вулканизации (оксид цинка).
В присутствии ускорителей действенно употребляется вводимая в смесь сера, увеличивается скорость поперечного сшивания и значительно уменьшается степень полисульфидности образующихся связей. Структура резины, полученная в присутствии меркап-тобензтиазола (и других тиазолов), отличается комплектом поперечных связей различной сульфидности, что обусловливает высокие прочностные особенности, хорошую стойкость и динамическую выносливость к тепловому старению.
направляться подчернуть, что эффект ускорителей проявляется в присутствии активатора вулканизации — оксида цинка, что при вулканизации образует сульфид цинка и цинковые соли ускорителей, приводит к сорбции «ускорителя» (комплексов и подвесок серы) и тем самым формирует условия для большого повышения скорости образования поперечных связей. Чтобы повысить эффективность улучшения активатора процесса и воздействия вулканизации структурирования каучука рецептурой стандартной резиновой смеси предусмотрено введение 1,5 весов. ч. стеариновой кислоты (на 100 весов. ч. каучука СКН-26).
Подвулкани.чация есть первой стадиен вулканизации резиновых смесей и сопровождается падением пластичности, увеличением эластического восстановления и вязкости резиновой смеси, что затрудняет, например, формование резиновых стереотипов с требуемой гладкостью и чёткостью печатающих элементов. На второй ста-дии вулканизации, именуемой недовулканизацией, состояние структуры вулканизата отличается неполным сшиванием поперечными связями, прочностными особенностями ниже оптимальных, громадной долей остаточной деформации.
Третья стадия — оптимум вулканизации — характеризуется большими прочностными особенностями. И, наконец, четвертая стадия — перевулканизация — сопровождается частичным сшивания ухудшением и уменьшением макромолекул фи-зико-механических особенностей резины.
На свойства образующейся структуры вулканизата громадное влияние оказывает деятельный наполнитель — технический углерод (углеродная сажа). В стандартных резиновых смесях предусматривается 40, 45, 50 весов. ч. технического углерода марки ДГ-100 на ЮО^масс. ч. каучука разного типа.
Деятельный наполнитель в виде тонкодисперсного порошка, равномерно распределяясь в количестве получающейся композиции и взаимодействуя с макромолекулами каучука, содействует улучшению фундаментальных физико-механических особенностей вулканизата: возрастает сопротивление и прочность истиранию. Между макромолекулами каучука и частицами наполнителя появляется адсорбционное и, быть может, химическое сотрудничество, что растолковывает зависимость особенностей резиновых резин и смесей от дисперсности наполнителя, характеризуемой удельной поверхностью и размерами частиц.
Благодаря частицам наполнителя выравнивается напряжение в эластомере. Пространственная структура ненаполненного эластомера выстроена нерегулярно, и при деформировании в некоторых местах вулканизационной сетки появляются перенапряженит с разрывом макромолекул. При смешивании макромолекулы каучука адсорбируются на поверхности активного наполнителя, и сила их связи больше сил сотрудничества макромолекул каучука.
Благодаря более равномерного распределения неспециализированного напряжения между элементами пространственной сетки наполненного эластомера возрастает напряжение при удлинении и прочность при растяжении. Технический углерод приобретают термическим разложением либо сжиганием углеводородов и в зависимости от разработки его вида и изготовления сырья изменяются свойство к адсорбции, удельная поверхность, структурность, под которой понимается степень развйтости первичных структур (агрегаты от 10 до 500 элементарных частиц), ь ходе смешения происходит хемосорбция макромолекул каучука на поверхности технического углерода, в громадной степени определяющая физико-механические особенности вулканизата.
ИЗ«К0 МеХаНИческие CB0“CTBa вулканизатов характеризуют дольно солидным числом показателей, из которых для частного слу-применения резиновых смесей — формование резиновых стереотипов — главными можно считать твердость, износостойкость, динамическую выносливость. Под твердостью знают свойство резины противостоять внедрению металлического шарика диаметром 5 мм под нагрузкой 10 Н в течение 30 с при опробовании на твердомере ТШМ-2 либо стандартной иглы при опробовании на твердомере ТМ-2.
Причем, вдавливание иглы в испытуемый пример на твердомере ТМ-2 происходит под действием пружины, рассчитанной на определенное упрочнение, которое не разрешает вдавливаться игле в весьма жёсткую резину— 100 условных единиц твердости. Резины по показателю твердости (ТМ-2), не считая весьма жёсткой, различают: жёсткую (70—90 усл. ед.), среднюю (50—70 усл. ед.), мягкую (30—50 усл. ед.) и весьма мягкую (15—30 усл. ед.).
Но в этом методе опробования твердости не учитываются релаксационные процессы, происходящие в резине при нагружении (постепенный спад напряжения в примере при неизменяющейся во времени деформации), исходя из этого предложен способ ИСО со значениями твердости, родными к взятым на твердомере ТМ-2. Износостойкость резин определяют по уменьшению количества образцов при заданном режиме трения по шлифовальной шкурке (абразивный износ) либо железной сетке (усталостный износ).
Динамическую выносливость резины характеризуют числом циклов многократной деформации образцов в строго регламентированных условиях до их разрушения. Названные показатели физико-механических особенностей разрешают характеризовать и сопоставлять вулканизаты в зависимости от марки (номера) резиновых смесей и вулканизации и условий прессования, и оказывают помощь предопределять поведение резиновых полос в ходе печатания.
Так, печатно-технические особенности резиновых полос зависят от состава (номера) применяемых резиновых смесей и от условий вулканизации запрессованной в матрицу смеси (температура, время выдержки и давление прессования под прессом).
