Tối ưu hóa thời gian lưu hóa cao su bằng phương pháp trường nhiệt độ kết hợp với mô phỏng

Abstract

Lưu hóa là công đoạn quyết định đến chất lượng của sản phẩm cao su. Do cao su có độ truyền nhiệt kém nên nhiệt độ lưu hóa cao su bị thay đổi theo thời gian và theo các điểm khảo sát (trường nhiệt độ biến đổi) trong suốt quá trình lưu hóa. Đối với các sản phẩm có chiều dày lớn và kết cấu hình học phức tạp thì tốc độ lưu hóa có sự không đồng đều tại các điểm khác nhau do đó thời gian lưu hóa không thể tính bằng t90 của cao su như sản phẩm có chiều dày nhỏ mà phải được xác định bằng thời gian lƣu hóa tương đương. Việc kết hợp phương pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm CORONA với trường nhiệt độ thực nghiệm cho phép xác định được thời gian lưu hóa tương đương tại từng điểm, từ đó xác định được điểm lưu hóa chậm nhất của từng loại cao su và điểm lưu hóa cuối cùng trong sản phẩm. Trên cơ sở đó điều chỉnh tốc độ lưu hóa của cơ lý cho toàn bộ sản phẩm cũng như tối thiểu chi phí sản xuất. Việc điều chỉnh tốc độ lưu hóa các hợp phần cao su khác nhau cũng cần chú ý đến giới hạn về độ lệch t90 vì độ lệch này có ảnh hưởng đến cường độ kết dính giữa 2 lớp cao su liên tiếp sau khi lưu hóa. Kết quả nghiên cứu còn cho thấy rằng với các hợp phần chủ yếu là cao su thiên nhiên thì nhiệt độ thích hợp để lƣu hóa từ 145 đến 155oC sẽ đảm bảo được sự hài hòa các tính chất về độ bền kéo, độ chịu mài mòn và lực kết dính.