Čevlji za zavarovanje dela z gumijastim podplatom imajo velik delež na trgu čevljev za zavarovanje dela zaradi posebnih lastnosti gume. Da bi zagotovili, da se čevlji z gumijastim podplatom lahko prilagodijo nedrsečemu, odpornemu na obrabo, visokim temperaturam in težkim delovnim okoljem, moramo obvladati formulo gumijastega podplata za izdelavo kvalificiranega gumijastega podplata.
Tehnologija formule gume je znanost in umetnost izbire in uporabe materialov. Splošna formula gume ima tri namene: prvič, daje gumijastim izdelkom praktične fizikalne lastnosti; drugič, lahko sodeluje z obstoječo predelovalno opremo za dobre procese obdelave; končno lahko doseže raven fizične lastnosti, ki izpolnjuje zahteve kupca z najnižjimi možnimi stroški sestavin. Z drugimi besedami, trije najpomembnejši dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri oblikovanju formulacije kavčuka, so fizikalne lastnosti sestavin, predelovalnost in stroški, ti trije pa so ustrezno uravnoteženi. To je najpomembnejše delo oblikovanja formule.
Aditive, ki se običajno uporabljajo v formulacijah gume, lahko povzamemo v deset glavnih komponent:
Guma ali elastomeri:
Prvi in najpomembnejši korak pri oblikovanju formulacije gume je izbira gumene podlage ali surovega lepila. Guma je neke vrste inženirski material, ne glede na sestavo, z nekaterimi skupnimi osnovnimi lastnostmi. Vse gume so elastične, prožne, žilave, neprepustne za vodo in zrak. Poleg teh skupnih lastnosti ima vsaka guma svoje lastnosti zaradi svoje sestave.
Sredstva za vulkanizacijo:
Namen dodajanja vulkanizacijskega sredstva je povzročiti kemično reakcijo sestavin, ki povzroči navzkrižno povezovanje med molekulami kavčuka in tako spremeni fizikalne lastnosti kavčuka. Kemično premostitveno delovanje povzroči, da se gumijasta zmes spremeni iz mehkega, viskoznega, termoplastičnega telesa v trden duroplast, na katerega temperatura manj vpliva. Žveplo je doslej še vedno najbolj razširjeno žveplalo. Drugi donorji žvepla, kot je TMTD (TUEX) tiuram disulfida, se včasih uporabljajo kot formulacija za celotno ali delno zamenjavo elementarnega žvepla v vulkanizacijskem sistemu z nizko vsebnostjo žvepla ali brez žvepla za izboljšanje toplotne odpornosti izdelka. Druga najpomembnejša naloga formulatorja je izbira vulkanizacijskega sistema, vulkanizacijskega sredstva in pospeševalnika.
Pospeševalniki:
Vulkanizacijski pospeševalnik pospeši vulkanizacijo sestavin in skrajša čas vulkanizacije.
Aktivatorji in zaviralci (retarderji):
Aktivatorji se uporabljajo za povečanje aktivnosti in učinkovitosti pospeševalnika. Najpogosteje uporabljeni aktivatorji so cinkov oksid v prahu, stearinska kislina, svinčev oksid, magnezijev oksid in amini (H).
Antidegradanti:
Sredstva proti staranju lahko upočasnijo razgradnjo izdelkov iz gume zaradi kisika, ozona, toplote, kovinske katalize in upogibnega gibanja. Zato lahko dodatek sredstva proti staranju poveča odpornost izdelka proti staranju in podaljša njegovo življenjsko dobo po dodajanju sestavin.
Pomožna sredstva za predelavo:
Pomožna sredstva za predelavo, kot že ime pove, pomagajo sestavinam olajšati procese obdelave, kot so mešanje, kalandriranje, ekstrudiranje in oblikovanje.
Polnila:
Polnila lahko izboljšajo fizikalne lastnosti sestavin, pomagajo pri predelavi ali znižajo njihove stroške. Ojačitvena polnila lahko povečajo trdoto, natezno trdnost, modul, trdnost trganja in odpornost proti obrabi izdelka. Običajno se uporabljajo mineralni materiali, kot so saje ali drobni delci.
Plastifikator, mehčalec in sredstvo za lepljenje (Tackfier):
Plastičnost, mehčalci in sredstva za lepljivost se uporabljajo za pomoč pri mešanju zmesi, spreminjanje njene viskoznosti, povečanje viskoznosti sestavin, izboljšanje prožnosti izdelka pri nizkih temperaturah ali zamenjavo nekaj gume brez prevelikega vpliva na fizikalne lastnosti. Na splošno se te vrste aditivov lahko uporabljajo kot pomožna sredstva za obdelavo ali polnila.
Barvni pigment:
Barvila se uporabljajo v formulacijah saj brez ogljika, da zagotovijo specifično barvo. Splošno uporabljene barvne materiale lahko razvrstimo v organske in anorganske materiale. Anorganske kovine vključujejo železov oksid, kromov oksid, titanov dioksid (titanov dioksid), kadmijev sulfid, kadmijev selenid, barijev sulfid, živosrebrov sulfid, litopon in vojaško modro.
Organski pigmenti so veliko dražji od anorganskih. Vendar pa je njegova uporaba boljša, odtenek je svetel in specifična teža je zelo nizka. Poleg tega je sprememba barve organskega barvila večja kot pri anorganskem barvnem materialu. Vendar je večina organskih pigmentov neobstojnih na paro, svetlobo, kisline ali alkalije in včasih migrirajo na površino izdelka.
Materiali za posebne namene:
Materiali za posebne namene so sestavine, ki se redko uporabljajo v vodi, kot so sredstva za penjenje, sredstva za aromatiziranje, sredstva za oprijem, zaviralci gorenja, zaviralci plesni in absorberji ultravijoličnega sevanja.
Program za oblikovanje receptov:
Skoraj vse nove formulacije so bile spremenjene iz obstoječih formulacij. Trenutno je malo ljudi poskušalo oblikovati popolnoma novo formulo, ker v praksi ni potrebna. Da bi bila formula učinkovita, mora formulator poskusiti uporabiti vse vrste notranjih ali zunanjih tehničnih podatkov, jih nato organizirati in analizirati glede na potrebe ter uporabiti osebno domišljijo in ustvarjalnost za oblikovanje formule. Naslednje korake lahko uporabite kot referenco za oblikovanje formulacije.
1. Določite fizične lastnosti in stroške tarče.
2. Izberite primerno lepilo za surovino.
3. Razvijte testne podatke za obstoječe podobne sestavine.
4. Glejte tehnične informacije o različnih vrstah materialov.
5. Nastavite začetni recept.
6. Poskusite z majhnim vzorcem, da preverite, ali so fizikalne lastnosti skladne s ciljem.
7. Ocenite stroške materialov, uporabljenih kot referenca za nadaljnje vrednotenje.
8. Ocenite uporabnost te sestavine na mestu.
9. Preizkusite cilj s to formulo.
10. Preizkusite, ali fizikalne lastnosti ustrezajo specifikacijam.