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橡胶硫化仪的使用和测得硫化曲线解读法

发布时间:2017-08-19 00:32:00 点击:    关键词:密炼机,捏炼机,开炼机,橡胶机械

泰州科德橡胶机械-密炼机 橡胶硫化仪测定未硫化胶料硫化特性的原理:将未硫化胶料试样放入一个完全密封或几乎完全密封的模腔内,并使之保持在设定的试验温度下。模腔有上、下两个部分,其中一部分以微小的摆角振荡。振荡使试样产生剪切应变,测定试样对模腔的反作用转矩(力)。此转矩(力)取决于胶料在硫化过程中产生的、随硫化时间长短而连续变化的剪切模量。从胶料入模开始,硫化仪便自动记录反映胶料产生剪切应变的转矩的数值。于是,便得到了一条转矩与时间的关系曲线,即硫化曲线。其形状与设定的试验温度和胶料的特性有关。

  (有的硫化仪用FL):小转矩或力(N.m或N);

  (有的硫化仪用Fmax):在规定时间内达到的平坦、大、高转矩或力(N.m或N);

  (有的硫化仪用t10):也叫焦烧时间,即转矩达到ML+(MH-ML)*10%时所对应的时间;(有的硫化仪用t90): 也叫正硫化时间,即转矩达到ML+(MH-ML)*90%时所对应的时间,称为工艺正硫化时间。

  硫化历程分为四个阶段:硫化诱导阶段,热硫化阶段,硫化平坦阶段和过硫化阶段。

  什么是橡胶硫化压力?硫化压力在橡胶成型过程中起什么作用?

  橡胶件硫化的三大工艺参数是:温度、时间和压力。其中硫化温度是对制品性能影响大的参数,硫化温度对橡胶制品的影响的研究也比比皆是。但对硫化压力比较少进行试验。

  硫化压力是指,橡胶混炼胶在硫化过程中,其单位面积上所承受的压力。一般情况下,除了一些夹布件和海绵橡胶外,其他橡胶制品在硫化时均需施加一定的压力。

  橡胶硫化压力,是保证橡胶零件几何尺寸、结构密度、物理机械的重要因素,同时也能保证零件表面光滑无缺陷,达到橡胶制品的密封要求。作用主要有以下几点:

  防止混炼胶在硫化成型过程中产生气泡,提高制品的致密性;

  提供胶料的充模流动的动力,使胶料在规定时间内能够充满整个模腔;

  提高橡胶与夹件(帘布等)附着力及橡胶制品的耐曲绕性能;

  4) 提高橡胶制品的物理力学性能。

  硫化压力的选取需要考虑如下几个方面的因素:

  1) 胶料的配方;

  2) 胶料可塑性的大小;

  3) 成型模具的结构形式(模压,注压,射出等);

  4) 硫化设备的类型(平板硫化机,注压硫化机,射出硫化机,真空硫化机等);

  5) 制品的结构特点。

  硫化压力选取的一般原则:

  1) 胶料硬度低的(50-Shore A以下或更低),压力宜选择小,硬度高的选择大;

  2) 薄制品选择小,厚制品选择大;

  3) 制品结构简单选择小,结构复杂选择大;

  4) 力学性能要求高选择大,要求低选择小;

  5) 硫化温度较高时,压力可以小一些,温度较低时,压力宜高点。

  1. 什么是硫化温度

  橡胶硫化温度是硫化三大要素之一,是橡胶进行硫化反应(交联反应)的基本条件,直接影响橡胶硫化速度和制品的质量。与所有化学反应一样,硫化反应随着温度升高而加快,易于生成较多的低硫交联键;硫化温度低,则速度慢,生成效率低,生成较多的多硫交联键。硫化温度并且大体适用范特霍夫定律,即温度每上升8~10℃(约相当于一个表压的蒸汽压力),其反应速度约增加一倍;或者说,反应时间约减少一半。

  2. 怎样选择硫化温度

  2.1 橡胶的种类 随着室温硫化胶料的增加和高温硫化的出现,硫化温度趋向两个极端。从提高硫化效率来说,应当认为硫化温度越高越好,但实际上不能无限提高硫化温度。橡胶为高分子聚合物,高温会使橡胶分子链产生裂解反应,导致交联键断裂,即出现“硫化返原”现象,从而使硫化胶的物理机械性能下降。如高温硫化天然橡胶时,溶于橡胶中的氧随着温度提高而活性加大,引起强烈的氧化作用,破坏了橡胶的组织,降低了硫化胶的物理机械性能。

  综合考虑各橡胶的耐热性和“硫化返原”现象,各种橡胶建议的硫化温度如下:

  NR 好在140-150℃,高不超过160℃;

  顺丁橡胶、异戊橡胶和氯丁橡胶好在150-160℃,高不超过170℃

  丁苯橡胶、丁橡胶可采用150℃以上,但高不超过190℃;

  丁基橡胶、三元乙丙橡胶一般选用160-180℃,高不超过200℃;

  硅橡胶、氟橡胶一般采用二段加硫,一段温度可选170-180℃,二段硫化则选用200-230℃,按工艺要求可在4-24h 范围内选择。

  有效、半有效硫化体系,硫化温度一般掌握在160-165℃之间,过氧化物及树脂等非硫磺硫化体系,硫化温度适合选择170-180℃.尤其要指出,对于EPDM,NBR硫磺硫化的配方,如设计需要二次加硫,一次加硫与二次加硫的温度和时间影响终制品的压缩永久变形和硬度等机械性能均比较大;而过氧化物硫化的配方,一次加硫的温度尤为重要,很好在180℃以上,若一次加硫温度不足,二次加硫补足的效果甚低。即过氧化物硫化的配方,二次加硫对终物性的影响很小。

  橡胶属于热的不良导体,受热升温较慢。对于厚制品来说,采用高温硫化很难使内外层胶料同时达到平坦范围;造成制品外表部分恰好正硫化时,而内部出现欠硫化。或者内部恰好出现正硫化时,而外部已过硫化。为了保证厚制品硫化均匀,除了配方设计时需要充分考虑胶料的硫化平坦性外,在选择硫化温度时,也要考虑硫化温度低一些或采用逐步升温的操作方法。

  对于薄制品,硫化温度可以适当高点。

  对于夹织物的橡胶制品,通常硫化温度不高于140℃.而发泡橡胶,需要按照发泡剂和发泡助剂的分解温度选择适宜的硫化温度。


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