橡膠硫化專業介紹
來源:深圳市澳佛特橡膠制品有限公司 發布日期:2016-10-17 瀏覽次數:1644
硫化強度是膠料在一定溫度下,單位時間內所達到的硫化程度,它與硫化溫度系數和硫化溫度有關,可以用以下公式計算:
I=K * ((t-100)÷10)
式中:I—硫化強度 t—硫化溫度℃
K—溫度溫度系數(由實驗測定,一般取2)
硫化程度表示交聯程度,決定硫化膠的所有性能。
硫化效應是硫化強度與硫化時間的乘積。
E=I *t
E—硫化效應,
硫化效應在工藝上用來衡量硫化響度的深淺。
橡膠是一種熱不良導體,隨著制品的厚度增大,外層和內層之間的溫差增大,所以盡管各部位經歷時間相同,但作用的硫化強度不同,所以在相同的硫化時間內所取得的各層硫化效應就不相等,為此,在確定厚制品的硫化條件時,首先要算出各層的硫化效應,然后使其處于橡膠試片的最大和最小硫化效應,外層的硫化效應小于試片的最大硫化效應,這樣就可以使厚制品內外層都達到正硫化。
為了計算各層的硫化效應,首先必須知道各層的溫度。各層的溫度一般可用熱電隔測知。從制品開始加熱起,每隔一段時間(通常為5分鐘)測量溫度的變化或采用連續記錄溫度的變化。將每次測得的溫度與對應的時間的數據作圖。
橡膠的硫化曲線上有一段平坦硫化范圍,與達到平坦范圍所需最短時間所對應的硫化效應稱為最小硫化效應。與達到平坦范圍所需最長時間對應的硫化效應稱為最大硫化效應。
在實際計算中,由于每一種膠料硫化時,在硫化曲線上都有一段平坦范圍,因此在改變硫化條件時,一般只要把心跡后的硫化效應控制在原來硫化條件的最大和最小硫化效應的范圍內,制品的物理機械性能就可相近。設原來的硫化效應為E,則要求;E小≤E<E大。
在確定厚制品的硫化條件時,就要先算出各層膠料的最大與最小硫化效應,并把它們分別換算成時間。換算公式:
I—膠料在t溫度下的硫化強度
E—制品的硫化效應。
然后從中選出處于各層膠料最大與最小硫化效應范圍內的硫化時間,作為工藝上控制的硫化時間。
等效硫化時間是在不同溫度下達到相同硫化效果的時間。又稱為等價硫化時間或當量硫化時間。
在實際中生產中,常常會因為設備條件或工藝條件的改變,而不得不改變原訂硫化條件。那么如何在不同的硫化條件,制得具相同物理機械性能的硫化成品,根據硫化理論,硫化膠的所有性能都是取決于其硫化程度即交聯度,因此,要使在不同硫化條件下制得硫化膠具有相同的物理機械性能,就要使它們達到相等的硫化程度。硫化程度的深淺,在工藝上常用硫化效應來衡量,說明,只要保持產品的硫化效應相等,而其硫化條件可根據實際情況改變,因此根據硫化效應就可將原訂的硫化條件換算為任意硫化條件。
硫化溫度和硫化時間是互相依賴的,
硫化溫度高,硫化速度快,硫化時間則短;
硫化溫度低,硫化速度慢,硫化時間則長。
硫化溫度和硫化時間的關系可用下列公式表示(根據范特霍夫規則)。
K——硫化溫度系數(1.8-2.5范圍)。上式表明硫化溫度與硫化時間是互為指數的關系。若溫度相差10℃,即t2-t1=10,取K=2那么說明,硫化溫度相差10℃時,硫化時間相差兩倍。或者說,溫度增加10℃,硫化時間縮短一倍,溫度降低10℃,硫化時間延長一倍。
硫化是一個交聯過程,必須通過一定時間才能完成。硫化時間是由膠料配方和溫度決定的,對于給定膠料來說,在一定的硫化溫度和壓力下,有一最宜硫化時間;即通常所稱正硫化時間,時間過長會產生過硫,時間過短產生欠硫。過硫和欠硫制品性能都較差。因此,除了操作中出現故障,硫化時間需要根據情況進行適當變更外,正常生產的情況下,不是允許隨意改動硫化時間的。
制品在生產中硫化時間通常是指半成品在加壓,加熱條件下的持續硫化時間,它包括四個階段:即預熱階段、升溫階段、硫化階段和放汽階段。主要是兩個階段:硫化升溫到規定的硫化溫度即升溫階段,使硫化溫度保持的階段,即恒溫階段,生產實際中硫化時間,與膠料正硫化時間有所不同,硫化歷程中膠料正硫化時間等于焦燒時間和熱硫化時間之和,但焦燒時間有一部分為操作過程所消耗,所以實際中膠料在模型內加熱硫化只有剩余焦燒時間加上熱硫化時間。同時,生產中硫化時間還要考慮到實際生產中的硫化溫度、壓力,制品的厚度及操作方法等因素,要綜合考慮上述因素,以達到產品硫化程度適宜,性能最好,使用壽命長和良好的外觀質量為標準,但總的來說它是服從膠料達到正硫化效應的,是考慮到生產實際情況而確定的正硫化時間。
硫化溫度是橡膠硫化反應的基本條件,它直接影響硫化速度和產品質量,是橡膠硫化工藝中最主要的控制條件之一。
硫化溫度的高低應根據膠料配方而定,其中最重要的是取決于橡膠種類和硫化體系,近年來隨著室溫硫化膠料的增加和高溫硫化的出現,硫化溫度趨向兩個極端,特別是高溫硫化引人注目,提高硫化溫度,可以縮短硫化時間,提高生產效率,但提高硫化溫度要綜合權衡下列因素;橡膠是不良導熱體,對于厚制品硫化來說,采用高溫硫化很難使內外層膠料同時達到平坦范圍,其次各種橡膠的耐溫性能不一,硫化溫度提高到一定程度后,對橡膠性能或多或少帶來影響,另外高溫對橡膠制品中的纖維材料起破壞作用,會使其強度下降,因此提高硫化溫度必須有相應技術措施保證,但也不能無限的提高硫化溫度,在選定硫化溫度時,對膠種,硫化體系,硫化工藝及產品結構都應有所考慮。
實踐表明:各種膠料最宜硫化溫度認為是:天然橡膠<143℃,不超過160℃;丁苯橡膠<180℃,異戊橡膠、順丁橡膠<151℃;氯丁膠<151℃,丁基橡膠<170℃,丁晴橡膠<180℃。
硫化條件通常是指壓力,溫度和時間等工藝因素。這些因素對硫化質量有非常重要的影響。因此,通常被稱為“硫化三要素”。
測出正硫點后,并不等于找到了具體產品的最宜硫化條件,還必須考慮以下因素:
(1)制品的厚度,膠料是不良導熱體,表面與內層溫差隨著斷面增厚而增加,形成溫度滯后損失。正硫化時間一般只適用于厚度不到6毫米的制品,若厚度超過6毫米時,則應正硫化時間的基礎上另加上滯后時間,大致厚度增加1毫米,滯后時間也需添加1分鐘。
(2)膠料的導熱系數,隨配方而異。
(3)制品材料中的非橡膠材料(金屬、纖維),它們的導熱系數不同于橡膠。
(4)模型尺寸、模型材料以及平板類型也會影響硫化溫度和硫化時間。
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