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News Center橡膠硫化儀測(cè)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(gè)*密封或幾乎*密封的模腔內(nèi),并使之保持在設(shè)定的試驗(yàn)溫度下。模腔有上、下兩個(gè)部分,其中一部分以微小的擺角振蕩。振蕩使試樣產(chǎn)生剪切應(yīng)變,測(cè)定試樣對(duì)模腔的反作用轉(zhuǎn)矩(力)。此轉(zhuǎn)矩(力)取決于膠料在硫化過程中產(chǎn)生的、隨硫化時(shí)間長短而連續(xù)變化的剪切模量。從膠料入模開始,硫化儀便自動(dòng)記錄反映膠料產(chǎn)生剪切應(yīng)變的轉(zhuǎn)矩的數(shù)值。于是,便得到了一條轉(zhuǎn)矩與時(shí)間的關(guān)系曲線,即硫化曲線。其形狀與設(shè)定的試驗(yàn)溫度和膠料的特性有關(guān)。
(有的硫化儀用FL):zui小轉(zhuǎn)矩或力(N.m或N);
(有的硫化儀用Fmax):在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到的平坦、zui大、zui高轉(zhuǎn)矩或力(N.m或N);
(有的硫化儀用t10):也叫焦燒時(shí)間,即轉(zhuǎn)矩達(dá)到ML+(MH-ML)*10%時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間;(有的硫化儀用t90): 也叫正硫化時(shí)間,即轉(zhuǎn)矩達(dá)到ML+(MH-ML)*90%時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間,稱為工藝正硫化時(shí)間。
硫化歷程分為四個(gè)階段:硫化誘導(dǎo)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(shù)是:溫度、時(shí)間和壓力。其中硫化溫度是對(duì)制品性能影響zui大的參數(shù),硫化溫度對(duì)橡膠制品的影響的研究也比比皆是。但對(duì)硫化壓力比較少進(jìn)行試驗(yàn)。
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(shí)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(jié)構(gòu)密度、物理機(jī)械的重要因素,同時(shí)也能保證零件表面光滑無缺陷,達(dá)到橡膠制品的密封要求。作用主要有以下幾點(diǎn):
防止混煉膠在硫化成型過程中產(chǎn)生氣泡,提高制品的致密性;
提供膠料的充模流動(dòng)的動(dòng)力,使膠料在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能夠充滿整個(gè)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(xué)性能。
硫化壓力的選取需要考慮如下幾個(gè)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(jié)構(gòu)形式(模壓,注壓,射出等);
4) 硫化設(shè)備的類型(平板硫化機(jī),注壓硫化機(jī),射出硫化機(jī),真空硫化機(jī)等);
5) 制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
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(jié)構(gòu)簡單選擇小,結(jié)構(gòu)復(fù)雜選擇大;
4) 力學(xué)性能要求高選擇大,要求低選擇小;
5) 硫化溫度較高時(shí),壓力可以小一些,溫度較低時(shí),壓力宜高點(diǎn)。
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(jìn)行硫化反應(yīng)(交聯(lián)反應(yīng))的基本條件,直接影響橡膠硫化速度和制品的質(zhì)量。與所有化學(xué)反應(yīng)一樣,硫化反應(yīng)隨著溫度升高而加快,易于生成較多的低硫交聯(lián)鍵;硫化溫度低,則速度慢,生成效率低,生成較多的多硫交聯(lián)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(dāng)于一個(gè)表壓的蒸汽壓力),其反應(yīng)速度約增加一倍;或者說,反應(yīng)時(shí)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(xiàn),硫化溫度趨向兩個(gè)。從提高硫化效率來說,應(yīng)當(dāng)認(rèn)為硫化溫度越高越好,但實(shí)際上不能無限提高硫化溫度。橡膠為高分子聚合物,高溫會(huì)使橡膠分子鏈產(chǎn)生裂解反應(yīng),導(dǎo)致交聯(lián)鍵斷裂,即出現(xiàn)“硫化返原”現(xiàn)象,從而使硫化膠的物理機(jī)械性能下降。如高溫硫化天然橡膠時(shí),溶于橡膠中的氧隨著溫度提高而活性加大,引起強(qiáng)烈的氧化作用,破壞了橡膠的組織,降低了硫化膠的物理機(jī)械性能。
綜合考慮各橡膠的耐熱性和“硫化返原”現(xiàn)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(nèi)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(duì)于EPDM,NBR硫磺硫化的配方,如設(shè)計(jì)需要二次加硫,一次加硫與二次加硫的溫度和時(shí)間影響zui終制品的壓縮*變形和硬度等機(jī)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(bǔ)足的效果甚低。即過氧化物硫化的配方,二次加硫?qū)ui終物性的影響很小。
橡膠屬于熱的不良導(dǎo)體,受熱升溫較慢。對(duì)于厚制品來說,采用高溫硫化很難使內(nèi)外層膠料同時(shí)達(dá)到平坦范圍;造成制品外表部分恰好正硫化時(shí),而內(nèi)部出現(xiàn)欠硫化。或者內(nèi)部恰好出現(xiàn)正硫化時(shí),而外部已過硫化。為了保證厚制品硫化均勻,除了配方設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮膠料的硫化平坦性外,在選擇硫化溫度時(shí),也要考慮硫化溫度低一些或采用逐步升溫的操作方法。
對(duì)于薄制品,硫化溫度可以適當(dāng)高點(diǎn)。
對(duì)于夾織物的橡膠制品,通常硫化溫度不高于140℃.而發(fā)泡橡膠,需要按照發(fā)泡劑和發(fā)泡助劑的分解溫度選擇適宜的硫化溫度。