Študija primera postvulkanizacije

Kaj je postvulkanizacija?

Postopek postvulkanizacije (angl. post-vulcanization oziroma post-curing) je naknadna toplotna obdelava, ki se izvaja na vulkanizatih (gumenih izdelkih) po fazi vulkanizacije.

Zakaj je postvulkanizacija potrebna?

Med postopkom postvulkanizacije so izdelki izpostavljeni zvišanim temperaturam z namenom pospešitve vulkanizacije, optimizacije fizikalnih lastnosti materiala in odstranitve preostalih hlapljivih snovi, nezaželenih nečistoč oziroma stranskih produktov, ki nastanejo pri procesu vulkanizacije. Optimalni časovni in temperaturni pogoji postvulkanizacije se lahko razlikujejo in so močno odvisni od vrste materiala, recepture zmesi, sistema zamreževanja (vulkanizacije) in uporabe izdelka. Migracija in izhlapevanje preostalih hlapljivih snovi v izdelku se morata izvajati pri temperaturah, višjih od obratovalnih temperatur okolice in sistema, v katerega bo izdelek vgrajen. Glede pogojev postvulkanizacije se posvetujte z dobaviteljem zmesi.

Postvulkanizacija se navadno izvaja na izdelkih, izdelanih iz zmesi, ki vulkanizirajo s peroksidom ali bisfenolom. Lahko pa se izvaja tudi na izdelkih, izdelanih iz žveplenih zmesi, z namenom izboljšanja določenih fizikalnih lastnosti. V nekaterih primerih je postvulkanizacija predpisana in s tem tudi obvezna.

 

Pri peroksidnih silikonskih zmeseh VMQ med procesom postvulkanizacije iz izdelka odstranimo preostale hlapljive snovi, nezaželene nečistoče in stranske produkte peroksidnih reakcij. S tem poskrbimo, da izdelki postanejo neoporečni in čisti, brez vonja in okusa. Če bo končni izdelek namenjen stiku z živili in vodo, je za izpolnitev zahtev normativov FDA, BfR, KTW oziroma WRAS postvulkanizacija obvezna.

Platinaste zmesi VMQ sicer ne vsebujejo peroksidov, vendar je za izpolnitev zahtev normativov, ki urejajo stik s hrano in vodo, končne izdelke prav tako treba postvulkanizirati, saj samo tako odstranimo preostale hlapljive snovi in nezaželene nečistoče ter s tem hkrati izboljšamo nekatere fizikalne lastnosti, predvsem odpornost proti tlačni deformaciji in visokotemperaturno stabilnost.

Zmesi na osnovi polimerov FKM zahtevajo dvostopenjski cikel vulkanizacije z namenom optimizacije in dosega končnih fizikalnih lastnosti materiala (dovulkanizacija). Natezna trdnost in odpornost proti tlačni deformaciji sta dve od lastnosti, ki se s pomočjo postopka postvulkanizacije najpogosteje izboljšata. Začetek procesa vulkanizacije navadno poteka pod tlakom in pri zvišani temperaturi v orodju ali avtoklavu, s čimer preprečimo poroznost izdelka zaradi nastanka plinov kot posledico stranskih proizvodov zamreževalnih reakcij. Med postopkom postvulkanizacije se izvede sekundarni proces vulkanizacije. Običajni cikli postvulkanizacije lahko trajajo med 4 in 24 urami, odvisno od vrste materiala in uporabljenega sredstva za zamreževanje. Več informacij najdete spodaj.

 

Ključni parametri in smernice

Večina fizikalnih lastnosti se izboljša v prvih dveh do štirih urah, nadaljnja izboljšanja fizikalnih lastnosti naraščajo počasneje, zato so potrebni dolgotrajni postopki postvulkanizacije.

Začetno naraščanje temperature v peči v odvisnosti od časa je pogojeno z debelino izdelkov in jo je treba ustrezno prilagoditi. Izdelki, debelejši od 4 mm, zahtevajo dodaten čas postvulkanizacije. Zadosten pretok zraka okoli vsakega posameznega izdelka je ključnega pomena, zato je treba zagotoviti, da predmeti med procesom niso zloženi eden na drugega ali da se ne prekrivajo. V primeru postvulkanizacije daljših ekstrudiranih profilov se prepričajte, da je površina prekrivanja čim manjša.

Med postopkom postvulkanizacije je obvezno treba zagotoviti tudi ustrezen dovod svežega zraka. V primeru slabega prezračevanja se lahko pojavijo visoke koncentracije hlapov, ki preprečujejo ustrezno odplinjevanje in posledično povzročijo nevarnost požara ali eksplozije. Slabo odplinjevanje in visoke koncentracije hlapov v peči lahko povzročijo tudi zmanjšanje natezne trdnosti, raztezka in odpornosti proti tlačni deformaciji v povezavi z lepljivo površino izdelka. Pri transparentnih in barvnih silikonskih zmeseh je moč pričakovati tudi porumenelost. Za preprečitev zgoraj navedenih nevarnosti priporočamo, da je pretok svežega zraka 120 l/min na vsak kilogram zmesi v postvulkanizacijski peči.

Nikoli ne vstavljajte izdelkov iz različnih vrst materialov skupaj v isto postvulkanizacijsko peč, čeprav so pogoji postvulkanizacije enaki. V najboljšem primeru bi morali imeti za posamezne vrste materiala ločene peči, da bi se lahko povsem izognili navzkrižni kontaminaciji zaradi odplinjevanja.

Če dvomite v temeljitost postopka postvulkanizacije izdelkov iz silikonskih zmesi VMQ, namenjenih stiku z živili, izmerite odstotek spremembe mase izdelka in ga primerjajte z odstotkom spremembe mase referenčnega vzorca, ki je bil v celoti in ustrezno postvulkaniziran. Pri tem upoštevajte, da vseh hlapljivih snovi nikoli ni mogoče povsem odstraniti in da del hlapljivih snovi ostane tudi po procesu postvulkanizacije. Določen delež hlapljivih snovi se bo pri izdelkih iz silikona pri zvišanih temperaturah še dalj časa počasi odplinjal. Delež hlapljivih snovi, ki je ostal po štirih urah pri 200 °C, je dovolj nizek, da izdelki prestanejo večino preizkusov in zahtev, ki jih določajo standardi za stik s hrano in vodo.

Običajni časovni in temperaturni pogoji postvulkanizacije so naslednji:

  1. Peroksidne in platinaste zmesi VMQ in FVMQ: čas naraščanja 1 h + 4 h pri 200 °C
  2. Črne bisfenolne zmesi FKM: čas naraščanja 4 h + 20 h pri 240 °C
  3. Barvne bisfenolne zmesi FKM: čas naraščanja 4 h + 20 h pri 220 °C
  4. Peroksidne zmesi FKM: čas naraščanja 2 h + 4 h pri 230 °C
  5. Peroksidne zmesi FEPM: čas naraščanja 2 h + 8 h pri 220 °C
  6. Peroksidne zmesi HNBR: čas naraščanja 1 h + 2 h pri 160 °C
  7. Peroksidne zmesi EPDM: čas naraščanja 1 h + 3 h pri 150 °C

Določene izjeme veljajo na primer za izdelke tipa kovina-guma, kjer se lahko zaradi previsokih temperatur med postvulkanizacijo (nad 210 °C) spremenijo lastnosti kovine (kadar mora biti celoten sklop elastičen) in oprijem gume na kovino. V takšnem primeru je treba ustrezno spremeniti pogoje postvulkanizacije.

 

Najpogostejše napake pri izvajanju postvulkanizacije

  • Postvulkanizacija prevelike količine materiala glede na zmogljivost peči lahko povzroči (pre)visoke koncentracije hlapov. Prosimo, da se temu izogibate.
  • Premajhen dotok svežega zraka lahko povzroči (pre)visoke koncentracije hlapov. Prosimo, da se temu izogibate.
  • Nikakor ne uporabljajte kuhinjskih pečic za izvedbo postvulkanizacije.
  • Zlaganje materialov enega vrh drugega lahko povzroči nezadostno postvulkanizacijo. Prosimo, da se temu izogibate.
  • Hkratna postvulkanizacija izdelkov iz različnih materialov lahko povzroči navzkrižno kontaminacijo oz. inhibicijo. Prosimo, da se temu izogibate.

ŠTUDIJE PRIMERA

Obrnite se na nas

Gomline d.o.o.
Cesta v Gorice 42
1000 Ljubljana
Navodila za pot

+ 386 (0)1 2574 394

OBRAZEC ZA STIK