Vliv výrobního procesu na mechanické vlastnosti pryžových zkušebních těles

Ing. Adam ŠKROBÁK

Doctoral thesis

The Influence of the Production Process on Mechanical Properties of Rubber Testing Samples

Abstract:

Disertační práce pojednává o vlivu technologického postupu na fyzikální vlastnosti pryžových zkušebních těles. Cílem práce bylo zjistit, nakolik se liší mechanické a dynamické vlastnosti těles vyrobených standardní technologií přípravy, tedy vyseknutím z vylisované plotničky, a těles vyrobených technologií vstřikování. Třetím způsobem přípravy těles bylo vyseknutí ze vstřikované plotničky. Dalším cílem práce bylo zaznamenat vliv doby vulkanizace na sledované vlastnosti. Nezbytnou podmínkou k tomuto experimentu bylo navrhnout a vyrobit univerzální formu pro vstřikování zkušebních těles a plotničky. K tomuto výzkumu byly použity dvě průmyslově používané gumárenské směsi, určené ke vstřikování výrobků. Jedna směs na bázi přírodního a butadienového kaučuku a druhá směs na bázi etylén-propylen-dienového kaučuku. Vyrobená tělesa byla následně podrobena tahové zkoušce, strukturní zkoušce (graves, crescent a trouser) zkoušce tvrdosti Shore a dynamické mechanické analýze. V neposlední řadě byla tělesa pro zjištění stupně zesítění podrobena zkoušce botnání v methylbenzenu. Výsledky tahové zkoušky ukázaly, že standardní způsob přípravy zkušebních těles je použitelný i pro směsi určené k výrobě vstřikovaných výrobků, avšak není zcela objektivní, zejména při testování strukturních vlastností. Dále bylo zjištěno, že způsob plnění má vliv na vnitřní uspořádání makromolekul vulkanizátu, a to i po zesítění. Na základě výsledků této práce se při výrobě pryžových výrobků vstřikováním doporučuje k testování strukturních vlastností použít zkušební tělesa taktéž vyrobená vstřikováním.

Abstract:

The dissertation deals with the impact of the technological procedure on physical properties of rubber testing samples. The objective of the thesis was to find out to what extent the mechanical and dynamic properties of samples which are produced by the standard preparation technology, i.e. cutting out of a compression molded plate, and samples produced by injection molding differ. The third way of sample preparation was cutting out of an injection molded plate. Another objective of the dissertation was to record the impact of the time of curing on the observed properties. A necessary condition of this experiment was designing and producing a universal injection mold for injection molding of the testing samples and the plate. For the purpose of this research two industrially used rubber-making compounds appointed for injection molding of products were used. One compound was on the basis of India and butadiene rubber and the other one on the basis of ethylene-propylene-diene rubber. The produced samples were then put to the tensile test, graves, crescent and trouser tear test, hardness test Shore and dynamic mechanical analysis. Last but not least the samples were put to the test of swelling in methylbenzene to assess the degree of cross-linking. The results of the tensile test indicated that the standard method of testing samples preparation can also be used for compounds appointed for the production of injected products. However, it is not wholly objective, especially when testing the structure properties. Moreover, it was discovered that the method of filling has an impact on inner arrangement of the vulcanizate macromolecules, namely also after cross-linking. On the results of this dissertation it is recommended, in case of producing rubber products by injection molding, to test structure properties by using testing samples also produced by injection molding.

Keywords

Lisování, vstřikování, mechanické vlastnosti, zkušební tělesa, vulkanizace, pryž, kaučuková směs

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 28. 6. 2016
• Supervisor: Ing. Michal Staněk, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Doctoral programme / field:
Process Engineering / Tools and Processes