Поверхностное фторирование резиновых покрытий валов офсетных печатных машин

4Ha npanax pyKonvcvKauescxa-{ JlroANaura Arer<caHApoBHaNOB EPXHOC THOE OTOPI4POB AHI4E PE3I,IHOBbIX IIOKPbITZIZ gEIOgOOCETHbIX NEI{ATI{bIX MAIIII4HCnequanbHocrb 05.02.13- Maruzubl, arperarbl 14 npoqeccbl(nevarurre cpeAcrBa rau$oprvr a4uu)AeropeSeparAr4cceprarlul4 Ha coI4cKaHI.I e yuenofi crerleHrrKaHAI4AaTa TeXHHT{eCKI4X HayKMocrsa 2015Pa6ora BbrrroJrHeHa na ra$eApe MarepnaloBeAeHr4r Se4epanrHoro rocyAapcrBeHHoro6ro4xerHoro o6pa:onareJrbHoro yqpertc4eHr4fl Bbrc[Ieronpo$eccraoHaJlbHoroo6pa:onanur <<Mocroscxuit rocyAapcrseHHrrfi yHI4BepcHTer rerlarkl@e4oponuI4MeHI4 VIsaHa(MfYfI uuesu VIsaHa <De4opona)Harapon Bnxrop feHnaAueBnq,Hayunrrfi pyKoBoAI4reJIbAoKTopTexHlrqecKux HayK, npo$eccop,npo$eccop raSe4pu MarepvanoBeAeHl4tMfYfI r4MeHr4 l4eana @e4oponaXapnroHon A"rrercaHgp flauonnu,O$zquanbHble onnoHeHTblAoKTop $ra:uxo-tuareMaruqecKI4xSr.rnuan OfEY3HepfeTr.rqecKprxHayKHHayK,<<I,IucruryrxuunqecxofiTanrpo:e> PAH,npo6neuSz:uru uM.

B.JI.ne4yu1nfi Hayuurrfi corpyAHI4KPyrvrrHqen Bqqecras Hnrco.naeBrlq,KaHAI{AaT TeXHI,IIIeCKI4X HayK, 3aB.or.rleJroM neqarHblx Ma[IpIH 3AO<<Ifufuln o.n H rp aQ rr,r aru >Be4yularOOOop raH l43aul4t<Hayvno-I4ccneAoearerrcxufiT4HCTHTyT SnaCTOMepHbIX MaTepI4€LIIOBuzn.er'uit>>,3aulura cocrot4rcs 24 ceurr6pa 2015coBerail, 212)47J1 Ha 6aze14r. MocKsar.

B 1500 Ha 3aceAaHLru Al4ccepralrl4oHHoro$e4epanrHoro rocyAapcrBeHHoro 6ro4xerHoroo6pa:onareJrbHoro yrrpelqeHr4r Bbrcrrlero upo0eccnoH€LllbHoro o6pa:onauur<<Mocroecrufi rocyAapcreeHHrrfi yHuBepcr4rer rleqarv LIMeHI4 l4saH.a @e4opona)) roaApecy: 127 550, r. Mocxea, yr. llprunruHl4KoBa,r. 2AC 4raccepraryueit Mo)KHo o3HaKoMrrrbcr B 6u6nno'reKe u Ha cairre@e4oponMfyllI4MeHI4a http I I mgup.rul:Aerope$epar pa3ocJlaH(()) vrorrfl 2015 r.V.reHrrfi ceKperapbAncceprarlrroHHoro coBera [212.147 .01AoKTop rexHr4rrecKnx HayK, npoSeccopE.A. KnnMoBaI4sana3Общая характеристика работыАктуальность темы исследованияПолиграфия – одна из отраслей промышленности в России, имеющаязначительный парк высокотехнологичного оборудования. Обеспечить надежноефункционирование узлов офсетных печатных машин можно только прииспользованиикачественныхвалов.Основнымипричинамиснятиясэксплуатации валов являются образование дефектов и разрушение поверхностирезины в результате износа и длительного контакта с различными жидкимиагрессивными средами.

Воздействие жидкостей влияет на изменение диаметравалов в процессенабухания или усадки резиновых покрытий, вызывающихотклонения в балансе «краска-вода», что, в свою очередь, увеличивает расходбумаги в процессе печати. Во многих случаях износ и разрушение резиныприводит к существенному снижению качества полиграфической продукции и, вдальнейшем - к необходимости дорогостоящего ремонта. В то же время дляполиграфических валов к настоящему времени оптимизированы типы резин ссоответствующими характеристиками.

Следовательно, необходимо улучшениетолько некоторых из них, таких как химическая стойкость к краскам иприменяемым для их удаления смывочным средствам, а также снижение износа идефектообразования. В то же время практически важно снижение температурывалов в процессе печати без применения дорогостоящих систем темперирования.Ввиду высокой стоимости новых валов для офсетных печатных машинактуальным является применение различных способов для улучшения иххарактеристик и увеличения срока службы.Степень разработанности темы исследованияДля снижения негативного воздействия агрессивных жидких сред на резинуи решения ряда других задач, обусловленных жесткими условиями эксплуатациирезинотехнических изделий (РТИ), в последнее время широко используютсяметодымодификацииэластомеров.Модификацияявляетсявесьмауниверсальным методом, позволяющим в широком диапазоне изменять взаданном направлении свойства эластомерных композиций и изделий из них.После 2006 года для производства валовс высокой химической стойкостью4компанией «Böttcher» применяется физическая модификация - технологиянанесения двуслойного эластомерного покрытия на металлическое основание, нопри этом часть дорогостоящего фторкаучука удаляется при последующейшлифовке валов.

Другие методы физической и химической модификацииэластомеров исследовались Галимовой Е.М., Ершовым Д.В., Ворончихиным В.Д.,Нудельманом З.Н. и другими. Наиболее широко применялись химические икомбинированные методы модификации, разработанные Пестовым С.А.,Назаровым В.Г., Андриасяном Ю.О., Чуваткиным Н.Н., Усс Е.П., ХаритоновымА.П. и другими. Одним из перспективных направлений для решения актуальныхпроблем использования валов полиграфии является применение фторирующихреагентов для поверхностной модификации изделий из резин. Назаровым В.Г. ссоавторами показано, что обработка поверхности готовых РТИ, применяемых вавиационной и автомобильной технике, элементарным фтором в смеси синертнымгазомхарактеристики,эффективнаповыситьипозволяетстойкостькулучшитьтопливамитриботехническиерядуорганическихрастворителей, увеличить износостойкость РТИ.Цельюфторированияработыявлялисьоптимизацияпроцессаповерхностногодля уменьшения износа и увеличения химической стойкостирезиновых покрытий валов офсетных печатных машин и исследование влияниямодифицированного фторсодержащего слоя на печатно-эксплуатационныехарактеристики валов.В настоящей работе решена научная задача существенного улучшенияфизико-химических и эксплуатационных характеристик резиновых покрытийвалов офсетных печатных машин путем их газофазного фторирования воптимальныхусловияхсформированиемустойчивойповерхностнойструктуры и фторсодержащего состава поверхностного слоя.Научнаяновизна.Врезультатеисследованияповерхностногофторирования резиновых покрытий валов офсетных печатных машин на основебутадиен-нитрильного каучука получены следующие существенныерезультаты:научные51.

Показано положительное влияние фторирования в оптимальных условияхиспользуемых в полиграфических машинах и процессах резин марок W-43, W-33,I-30 и S-30 на эксплуатационные свойства обрезиненных валов, выражающееся вповышении износостойкости и снижении температуры в узле трения.2. Установлено позитивное влияние фторирования поверхности резин насоотношение конкурирующихмассообменных процессов диффузии жидкихкомпонентов красок, увлажняющего раствора и смывочных средств в резину иэкстракцииизнеенизкомолекулярныхингредиентов,позволяющееоптимизировать режим модификации.3. Показано сохранение необходимого красковосприятия и краскопередачирезиновыхпокрытийваловофсетныхпечатныхмикроразмерном структурировании их поверхностимашинпринано-ив результате газофазногофторирования в оптимальных режимах.Практическаяоптимизированномзначимостьзаключаетсяпримененииспособавэффективномгазофазногоифторированияполиграфических валов офсетных печатных машин для улучшения их печатноэксплуатационных характеристик.

Такая модификация способствует повышениюхимической стойкости резин валов к агрессивным жидкостям, применяемым вполиграфических процессах,- до 10 раз, снижению износа до 2,5 раз истабилизации температуры валов с резиновым покрытием, что может продлитьсрок эксплуатации валов офсетных машин без существенного увеличения ихстоимости.Методология и методы исследованияЭкспериментальныеисследованияпроводилисьсиспользованиемсовременных методов и приборов, в том числе пробопечатного устройства IGT C1,электронного микроскопа JSM 7500F Jeol, пирометра инфракрасного излученияRaytek MT, электронных весов, гониометра Pocket Goniometer PG-3 и другихприборов.

При решении поставленных задач были использованы численныеметоды и статистические методы обработки данных.Степеньдостоверностивсесторонниманализомиспользуемыхвработполиграфии,полученныхвобластиприменениемрезультатовопределяетсямодификацииэластомеров,современныхметодов6экспериментальныхоборудования,исследованийматематическихиаттестованногометодовобработкианалитическогоэкспериментальныхрезультатов и их обсуждениями на научных конференциях и в публикациях.Личный вклад состоит в непосредственном участии автора на всех этапахработы над диссертацией.

Основные экспериментальные результаты получены,обработаны и интерпретированы автором лично.Апробация результатовСодержание разделов диссертации было представлено и обсуждалось на:международной конференции молодых ученых «PRINT−2011», Санкт-Петербург,апрель 2011 г.; IV международной конференция по коллоидной химии и физикохимической механике, Москва, июль 2013 г.; научной конференции молодыхученых и аспирантов МГУП имени Ивана Федорова, Москва, апрель 2015 г.; назаседаниях кафедры материаловедения МГУП имени Ивана Федорова, 2012−2015 гг.По теме диссертационной работы опубликовано 7 статей, из них 6 визданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России для опубликованияосновных научных результатов диссертации на соискание учёной степеникандидата и доктора наук..Структура и объем диссертацииДиссертационная работа состоит из введения, трех глав, основных выводов исписка использованной литературы (76 источников).

Общий объем работысоставляет 111 страниц, включает 60 рисунков и 5 таблиц.Положения, выносимые на защиту:1.Установленнаявзаимосвязьусловийповерхностногофторированиярезиновых покрытий валов офсетных печатных машин с изменением их физикохимических свойств и морфологии поверхности.2. Оптимизированная продолжительность фторирования, обеспечивающаясущественное улучшение физико-химических и эксплуатационных свойствисследованных полиграфических резин.3. Экспериментально установленные закономерности позитивного влиянияфторирования валов офсетных печатных машин на их эксплуатационныехарактеристики: восприятие и отдачу краски, стойкость к агрессивным жидкимсредам и износ.7Содержание работыВо введении дана общая характеристика диссертационной работы, обоснованаактуальность разрабатываемой темы, сформулированы цель и задачи, показаныновизна и практическая значимость работы, изложены положения, выносимые назащиту, и описана структура диссертации.В первой главе рассмотрены основные используемые в полиграфиирезинотехнические изделия и применяемые для их получения каучуки.

Обзорлитературных источников показал, что наиболее широко РТИ в полиграфиипредставлены в виде офсетных резинотканых полотен и покрытий валов красочныхи увлажняющих аппаратов офсетных печатных машин. К наиболее дорогостоящим исложным для установки РТИ относятся полиграфические валы. В большей степенидля изготовления резиновых покрытий валов полиграфических машин офсетнойпечати применяются в зависимости от используемых красок этилен-пропиленовый ибутадиен-нитрильный каучуки.Показано, что наиболее частыми причинами дефектообразования приэксплуатации валов офсетных машин являются контакт их резинового покрытия сприменяемыми жидкими агрессивными средами, чрезмерное давление в зонеконтакта валов из-за некорректной регулировки полос контакта и эксплуатация вусловиях сухого трения. Обобщены современные физические, химические икомбинированные методы модификации эластомеров, используемые для улучшенияих свойств.