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News Center橡膠硫化儀測定未硫化膠料硫化特性的原理:將未硫化膠料試樣放入一個*密封或幾乎*密封的模腔內,并使之保持在設定的試驗溫度下。模腔有上、下兩個部分,其中一部分以微小的擺角振蕩。振蕩使試樣產生剪切應變,測定試樣對模腔的反作用轉矩(力)。此轉矩(力)取決于膠料在硫化過程中產生的、隨硫化時間長短而連續變化的剪切模量。從膠料入模開始,硫化儀便自動記錄反映膠料產生剪切應變的轉矩的數值。于是,便得到了一條轉矩與時間的關系曲線,即硫化曲線。其形狀與設定的試驗溫度和膠料的特性有關。
(有的硫化儀用FL):zui小轉矩或力(N.m或N);
(有的硫化儀用Fmax):在規定時間內達到的平坦、zui大、zui高轉矩或力(N.m或N);
(有的硫化儀用t10):也叫焦燒時間,即轉矩達到ML+(MH-ML)*10%時所對應的時間;(有的硫化儀用t90): 也叫正硫化時間,即轉矩達到ML+(MH-ML)*90%時所對應的時間,稱為工藝正硫化時間。
硫化歷程分為四個階段:硫化誘導階段,熱硫化階段,硫化平坦階段和過硫化階段。
什么是橡膠硫化壓力?硫化壓力在橡膠成型過程中起什么作用?
橡膠件硫化的三大工藝參數是:溫度、時間和壓力。其中硫化溫度是對制品性能影響zui大的參數,硫化溫度對橡膠制品的影響的研究也比比皆是。但對硫化壓力比較少進行試驗。
硫化壓力是指,橡膠混煉膠在硫化過程中,其單位面積上所承受的壓力。一般情況下,除了一些夾布件和海綿橡膠外,其他橡膠制品在硫化時均需施加一定的壓力。
橡膠硫化壓力,是保證橡膠零件幾何尺寸、結構密度、物理機械的重要因素,同時也能保證零件表面光滑無缺陷,達到橡膠制品的密封要求。作用主要有以下幾點:
防止混煉膠在硫化成型過程中產生氣泡,提高制品的致密性;
提供膠料的充模流動的動力,使膠料在規定時間內能夠充滿整個模腔;
提高橡膠與夾件(簾布等)附著力及橡膠制品的耐曲繞性能;
4) 提高橡膠制品的物理力學性能。
硫化壓力的選取需要考慮如下幾個方面的因素:
1) 膠料的配方;
2) 膠料可塑性的大小;
3) 成型模具的結構形式(模壓,注壓,射出等);
4) 硫化設備的類型(平板硫化機,注壓硫化機,射出硫化機,真空硫化機等);
5) 制品的結構特點。
硫化壓力選取的一般原則:
1) 膠料硬度低的(50-Shore A以下或更低),壓力宜選擇小,硬度高的選擇大;
2) 薄制品選擇小,厚制品選擇大;
3) 制品結構簡單選擇小,結構復雜選擇大;
4) 力學性能要求高選擇大,要求低選擇小;
5) 硫化溫度較高時,壓力可以小一些,溫度較低時,壓力宜高點。
1. 什么是硫化溫度
橡膠硫化溫度是硫化三大要素之一,是橡膠進行硫化反應(交聯反應)的基本條件,直接影響橡膠硫化速度和制品的質量。與所有化學反應一樣,硫化反應隨著溫度升高而加快,易于生成較多的低硫交聯鍵;硫化溫度低,則速度慢,生成效率低,生成較多的多硫交聯鍵。硫化溫度并且大體適用范特霍夫定律,即溫度每上升8~10℃(約相當于一個表壓的蒸汽壓力),其反應速度約增加一倍;或者說,反應時間約減少一半。
2. 怎樣選擇硫化溫度
2.1 橡膠的種類 隨著室溫硫化膠料的增加和高溫硫化的出現,硫化溫度趨向兩個。從提高硫化效率來說,應當認為硫化溫度越高越好,但實際上不能無限提高硫化溫度。橡膠為高分子聚合物,高溫會使橡膠分子鏈產生裂解反應,導致交聯鍵斷裂,即出現“硫化返原”現象,從而使硫化膠的物理機械性能下降。如高溫硫化天然橡膠時,溶于橡膠中的氧隨著溫度提高而活性加大,引起強烈的氧化作用,破壞了橡膠的組織,降低了硫化膠的物理機械性能。
綜合考慮各橡膠的耐熱性和“硫化返原”現象,各種橡膠建議的硫化溫度如下:
NR 在140-150℃,zui高不超過160℃;
順丁橡膠、異戊橡膠和氯丁橡膠在150-160℃,zui高不超過170℃
丁苯橡膠、丁橡膠可采用150℃以上,但zui高不超過190℃;
丁基橡膠、三元乙丙橡膠一般選用160-180℃,zui高不超過200℃;
硅橡膠、氟橡膠一般采用二段加硫,一段溫度可選170-180℃,二段硫化則選用200-230℃,按工藝要求可在4-24h 范圍內選擇。
有效、半有效硫化體系,硫化溫度一般掌握在160-165℃之間,過氧化物及樹脂等非硫磺硫化體系,硫化溫度適合選擇170-180℃.尤其要指出,對于EPDM,NBR硫磺硫化的配方,如設計需要二次加硫,一次加硫與二次加硫的溫度和時間影響zui終制品的壓縮*變形和硬度等機械性能均比較大;而過氧化物硫化的配方,一次加硫的溫度尤為重要,*在180℃以上,若一次加硫溫度不足,二次加硫補足的效果甚低。即過氧化物硫化的配方,二次加硫對zui終物性的影響很小。
橡膠屬于熱的不良導體,受熱升溫較慢。對于厚制品來說,采用高溫硫化很難使內外層膠料同時達到平坦范圍;造成制品外表部分恰好正硫化時,而內部出現欠硫化。或者內部恰好出現正硫化時,而外部已過硫化。為了保證厚制品硫化均勻,除了配方設計時需要充分考慮膠料的硫化平坦性外,在選擇硫化溫度時,也要考慮硫化溫度低一些或采用逐步升溫的操作方法。
對于薄制品,硫化溫度可以適當高點。
對于夾織物的橡膠制品,通常硫化溫度不高于140℃.而發泡橡膠,需要按照發泡劑和發泡助劑的分解溫度選擇適宜的硫化溫度。