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如何解讀橡膠(jiāo)硫(liú)化(huà)儀測得的(dí)硫化(huà)曲綫
更新時(shí)間:2014-03-03
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(有的(dí)硫(liú)化儀用(yòng)FL):zui小轉(zhuǎn)矩或(huò)力(N.m或N);
(有的硫化儀(yí)用(yòng)Fmax):在規(guī)定時(shí)間內達到的(dí)平坦,zui大(dà),zui高(gāo)轉(zhuǎn)矩(jǔ)或力(N.m或(huò)N);
(有的硫(liú)化儀(yí)用t10):也叫焦燒(shāo)時間,即轉矩(jǔ)達到ML+(MH-ML)*10%時(shí)所(suǒ)對應的(dí)時間;(有(yǒu)的硫(liú)化儀用(yòng)t90): 也叫(jiào)正(zhèng)硫(liú)化(huà)時間,即轉(zhuǎn)矩達到(dào)ML+(MH-ML)*90%時(shí)所對應(yīng)的(dí)時間,稱(chēng)為工藝正硫化時(shí)間。
硫(liú)化歷程分為四個(gè)階段(duàn):硫化(huà)誘導(dǎo)階段,熱(rè)硫化階段,硫化平(píng)坦階段(duàn)和(hé)過硫化(huà)階段。
什(shí)麼是橡膠硫化壓(yā)力?硫化(huà)壓(yā)力在(zài)橡(xiàng)膠成(chéng)型(xíng)過程中起什(shí)麼作用(yòng)?
橡膠(jiāo)件(jiàn)硫化的三大工(gōng)藝參(cān)數(shù)是(shì):溫度(dù),時間(jiān)和(hé)壓力。其中硫化溫(wēn)度(dù)是(shì)對(duì)製品性(xìng)能影響(xiǎng)zui大的參數,硫(liú)化溫度對(duì)橡(xiàng)膠(jiāo)製品(pǐn)的(dí)影響的研(yán)究也(yě)比比皆是。但對硫化壓力比較少進行試驗。
硫(liú)化(huà)壓力是(shì)指(zhǐ),橡膠混(hùn)煉(liàn)膠在(zài)硫(liú)化(huà)過程中,其單(dān)位麵積上所承受的壓(yā)力。一(yī)般情(qíng)況(kuàng)下(xià),除了一些夾布(bù)件和(hé)海(hǎi)綿橡(xiàng)膠外(wài),其他橡(xiàng)膠(jiāo)製品在(zài)硫化時均(jūn)需(xū)施加(jiā)一定的壓(yā)力。
橡(xiàng)膠(jiāo)硫化(huà)壓力,是保證(zhèng)橡(xiàng)膠(jiāo)零件幾何(hé)尺寸,結構密(mì)度(dù),物理機械的重要(yào)因素,同(tóng)時也能(néng)保證零件表麵(miàn)光滑無(wú)缺(quē)陷,達(dá)到橡(xiàng)膠製品的密封(fēng)要(yào)求。作(zuò)用主(zhǔ)要(yào)有以(yǐ)下幾點:
防止(zhǐ)混煉膠在硫化(huà)成(chéng)型(xíng)過程中產生(shēng)氣(qì)泡,提高製(zhì)品的(dí)致密(mì)性;
提供(gōng)膠料(liào)的充模(mó)流動的(dí)動力,使(shǐ)膠料在規定時間(jiān)內能(néng)夠(gòu)充滿整(zhěng)個(gè)模腔(qiāng);
提高橡(xiàng)膠(jiāo)與(yǔ)夾件(簾布(bù)等(děng))附著(zhuó)力(lì)及(jí)橡(xiàng)膠製品的耐曲繞(rào)性(xìng)能;
4) 提高(gāo)橡膠(jiāo)製(zhì)品(pǐn)的(dí)物理(lǐ)力學性能。
硫(liú)化壓力的(dí)選取需(xū)要考(kǎo)慮如下(xià)幾(jī)個方麵(miàn)的因(yīn)素(sù):
1) 膠料(liào)的配方;
2) 膠料可塑(sù)性的大(dà)小;
3) 成型(xíng)模具的(dí)結(jié)構形式(shì)(模(mó)壓,注壓(yā),射出等);
4) 硫化(huà)設備的類型(平(píng)板硫化機,注壓(yā)硫化機(jī),射(shè)出硫(liú)化(huà)機,真空(kōng)硫化機等);
5) 製品的結構特點(diǎn)。
硫化壓力選取的(dí)一般原則:
1) 膠料硬(yìng)度(dù)低(dī)的(50-Shore A以下或(huò)更(gēng)低),壓力宜選(xuǎn)擇(zé)小(xiǎo),硬度高的(dí)選(xuǎn)擇(zé)大;
2) 薄(báo)製品選擇(zé)小,厚製品選(xuǎn)擇(zé)大(dà);
3) 製品結(jié)構(gòu)簡單(dān)選擇小(xiǎo),結(jié)構復雜選擇(zé)大;
4) 力學性能(néng)要求(qiú)高(gāo)選擇(zé)大,要求低選擇小(xiǎo);
5) 硫化(huà)溫(wēn)度(dù)較(jiào)高時,壓力(lì)可(kě)以(yǐ)小一些(xiē),溫(wēn)度(dù)較低(dī)時,壓力(lì)宜(yí)高點。
對(duì)硫化壓力,國(guó)內外(wài)一(yī)些橡膠廠(chǎng)家有如下(xià)一(yī)些經(jīng)驗值(zhí)供參(cān)考:
1) 模(mó)壓及(jí)移模(mó)注壓(yā)的(dí)硫化(huà)方(fāng)式(shì),其(qí)模(mó)腔內(nèi)的硫(liú)化壓力(lì)為(wéi):10~20Mpa;
2) 注(zhù)壓(yā)硫(liú)化(huà)方式其模(mó)腔內的硫(liú)化(huà)壓(yā)力為:0~150Mpa;
3) 硫(liú)化(huà)壓力(lì)增(zēng)大,產(chǎn)品(pǐn)的(dí)靜態(tài)剛(gāng)度(dù)也隨之增大(dà),而收縮率(shuài)隨(suí)之逐(zhú)漸減(jiǎn)小;(在國(guó)內的(dí)減振(zhèn)橡膠(jiāo)行(háng)業內(nèi),對於(yú)調整(zhěng)產品的剛(gāng)度(dù),普(pǔ)遍(biàn)采用的依(yī)然是增加或(huò)者降(jiàng)低產(chǎn)品所使用的(dí)膠料硬度,而在國(guó)外,已(yǐ)經(jīng)普(pǔ)遍(biàn)采(cǎi)用(yòng)了(liǎo)提高(gāo)或(huò)者降(jiàng)低(dī)產品(pǐn)硫化(huà)時(shí)的膠(jiāo)料硫化(huà)壓力來(lái)調整產(chǎn)品的(dí)靜態剛度(dù)。)
4) 隨(suí)著硫(liú)化(huà)壓力的不斷提高(gāo),產(chǎn)品膠料的收(shōu)縮(suō)率會出現一(yī)個(gè)反(fǎn)常(cháng)的(dí)現(xiàn)象,即(jí)當(dāng)產品(pǐn)膠(jiāo)料的硫(liú)化壓力(lì)達到83Mpa時,產品膠料(liào)的收(shōu)縮率為0,若產品膠料(liào)的硫化(huà)壓(yā)力繼(jì)續不(bù)斷(duàn)上升,產品膠料(liào)的收(shōu)縮(suō)率(shuài)會出(chū)現負值,也就是說(shuō),在(zài)這(zhè)種(zhǒng)超(chāo)高的產品(pǐn)膠(jiāo)料硫(liú)化壓力下,產(chǎn)品硫化出(chū)來經停(tíng)放(fàng)後,其(qí)橡膠部分的尺寸(cùn)比(bǐ)模具設(shè)計的尺寸還(huán)要大(dà);
5) 在模壓(yā)和注(zhù)壓方式(shì)下,模(mó)腔內膠料的(dí)硫化(huà)壓力隨著時間的延長(cháng),總是先增(zēng)高後減少(shǎo),並(bìng)zui終(zhōng)處於平坦(tǎn)狀態(tài);
6) 隨(suí)著(zhuó)膠料硫(liú)化壓(yā)力的提高(gāo),其(qí)膠(jiāo)料(liào)的300%定(dìng)伸(shēn)和拉伸(shēn)強度(dù)均隨之提高(gāo),其膠料的扯(chě)斷伸長率,撕(sī)裂強(qiáng)度和壓縮*變(biàn)形卻(què)隨之下降(jiàng);
7) 在(zài)減震橡膠製(zhì)品(pǐn)硫(liú)化過程(chéng)中,注(zhù)壓硫(liú)化方(fāng)式中模腔內(nèi)膠料的(dí)壓強比(bǐ)模(mó)壓硫化方式(shì)的壓強高一倍(bèi)以(yǐ)上。產品達(dá)到(dào)相同的(dí)靜剛度所(suǒ)需(xū)的(dí)膠(jiāo)料硬度(dù)有(yǒu)較大差(chà)別。隨(suí)產(chǎn)品(pǐn)硫(liú)化時的(dí)硫(liú)化壓(yā)力提(tí)高,產品(pǐn)在壓縮*變(biàn)形性能(néng)方(fāng)麵有明(míng)顯(xiǎn)的(dí)提(tí)高。
1. 什(shí)麼是(shì)硫化溫度
橡膠硫化溫度(dù)是硫化(huà)三大要(yào)素之一(yī),是(shì)橡膠(jiāo)進行(háng)硫化反應(交聯(lián)反(fǎn)應(yīng))的基本(běn)條(tiáo)件,直(zhí)接(jiē)影響橡膠硫化(huà)速(sù)度和製品(pǐn)的(dí)質量。與所有(yǒu)化(huà)學反(fǎn)應一(yī)樣,硫化(huà)反應隨著溫(wēn)度(dù)升(shēng)高(gāo)而加快(kuài),易於生成較(jiào)多(duō)的低(dī)硫(liú)交(jiāo)聯(lián)鍵;硫化(huà)溫度(dù)低,則(zé)速(sù)度慢(màn),生成效率低,生成較多(duō)的(dí)多硫(liú)交聯鍵。硫(liú)化溫度並且大(dà)體適用範(fàn)特(tè)霍(huò)夫(fū)定(dìng)律,即溫度(dù)每(měi)上(shàng)升8~10℃(約(yuē)相當(dāng)於(yú)一個(gè)表(biǎo)壓的蒸汽壓(yā)力(lì)),其反(fǎn)應(yīng)速度約(yuē)增加(jiā)一倍(bèi);或者(zhě)說,反(fǎn)應(yīng)時間(jiān)約減少一半(bàn)。
2. 怎樣選擇硫化(huà)溫度
2.1 橡膠的種類 隨(suí)著(zhuó)室溫(wēn)硫化膠料的(dí)增(zēng)加和高(gāo)溫硫化的出現,硫化(huà)溫度趨(qū)向兩(liǎng)個。從(cóng)提高硫化效率來(lái)說(shuō),應(yīng)當認(rèn)為(wéi)硫(liú)化溫度越高(gāo)越好(hǎo),但實際上不能無(wú)限提高硫化溫(wēn)度。橡(xiàng)膠為高(gāo)分子(zǐ)聚合物(wù),高溫會使(shǐ)橡(xiàng)膠(jiāo)分(fēn)子(zǐ)鏈產生裂解(jiě)反應,導致交(jiāo)聯鍵斷(duàn)裂(liè),即出(chū)現“硫(liú)化(huà)返原(yuán)”現象,從而(ér)使硫化膠的物(wù)理機械(xiè)性(xìng)能下降(jiàng)。如高溫硫(liú)化天(tiān)然(rán)橡(xiàng)膠時,溶於(yú)橡(xiàng)膠(jiāo)中(zhōng)的氧隨著溫(wēn)度(dù)提高(gāo)而活性加(jiā)大,引(yǐn)起(qǐ)強烈的氧(yǎng)化作用(yòng),破(pò)壞(huài)了橡膠(jiāo)的組(zǔ)織,降(jiàng)低了(liǎo)硫(liú)化膠(jiāo)的物(wù)理機(jī)械性(xìng)能。
綜合考慮(lǜ)各橡膠的(dí)耐熱性和“硫(liú)化返原”現象,各種橡膠建議(yì)的(dí)硫化(huà)溫度(dù)如下:
NR 在140-150℃,zui高(gāo)不超(chāo)過(guò)160℃;
順(shùn)丁(dīng)橡膠,異戊橡膠(jiāo)和氯(lǜ)丁(dīng)橡(xiàng)膠(jiāo)在(zài)150-160℃,zui高(gāo)不超過170℃
丁苯橡(xiàng)膠(jiāo),丁橡(xiàng)膠可采(cǎi)用150℃以上(shàng),但zui高(gāo)不超(chāo)過190℃;
丁基橡膠(jiāo),三元乙(yǐ)丙(bǐng)橡膠(jiāo)一般(bān)選用(yòng)160-180℃,zui高不(bù)超(chāo)過200℃;
矽(guī)橡膠,氟(fú)橡膠(jiāo)一般采用二段加硫(liú),一段溫度可選(xuǎn)170-180℃,二(èr)段硫化則(zé)選(xuǎn)用200-230℃,按工藝(yì)要求(qiú)可在(zài)4-24h 範圍內選擇(zé)。
2.2 橡(xiàng)膠配方(fāng)中(zhōng)硫(liú)化體係的類型
按照(zhào)zui終(zhōng)製品(pǐn)不同(tóng)性能的(dí)要(yào)求,橡膠(jiāo)配(pèi)方選用(yòng)不(bù)同的硫化(huà)體(tǐ)係。硫(liú)化體(tǐ)係不(bù)同,則硫化(huà)特性不(bù)同(tóng),有的需要(yào)高活化溫度(dù),有的(dí)需要低(dī)活(huó)化溫(wēn)度(dù)。因此要(yào)根據實際(jì)的(dí)硫化體係(xì)來選擇相(xiāng)應的(dí)硫化溫(wēn)度(dù)。通常,普通硫(liú)磺硫化體(tǐ)係(xì),其硫化溫度選取範(fàn)圍為(wéi)130-160℃,具(jù)體需(xū)要根(gēn)據(jù)所(suǒ)使用(yòng)的(dí)促進(jìn)劑(jì)的活(huó)性溫(wēn)度(dù)和(hé)製(zhì)品的(dí)物理(lǐ)機(jī)械(xiè)性(xìng)能(néng)來確(què)定(dìng)。
促進劑的活性溫(wēn)度(dù)較低或製品要(yào)求高強度(dù),較低(dī)的定伸應力(lì)和硬度(dù)時,硫(liú)化溫度可選擇較低(dī)一(yī)些(xiē),這(zhè)樣生(shēng)成較多的(dí)多硫交(jiāo)聯鍵(jiàn);
促進(jìn)劑的活性(xìng)溫(wēn)度(dù)較高或製品(pǐn)要(yào)求高定(dìng)伸應(yīng)力和硬度(dù),較(jiào)低伸長(cháng)率(shuài)時(shí),硫化(huà)溫(wēn)度宜(yí)采(cǎi)用高一些(xiē),這樣(yàng)生(shēng)成(chéng)較(jiào)多的低硫(liú)交聯(lián)鍵。
有(yǒu)效,半有(yǒu)效硫化體係,硫化溫度(dù)一般掌握在160-165℃之(zhī)間(jiān),過氧(yǎng)化(huà)物及(jí)樹脂等非(fēi)硫(liú)磺(huáng)硫化體係,硫化溫度適合(hé)選擇170-180℃.尤其要指(zhǐ)出,對於EPDM,NBR硫(liú)磺(huáng)硫化的(dí)配方,如設計需要二次(cì)加(jiā)硫(liú),一次加硫(liú)與(yǔ)二次加硫的溫(wēn)度(dù)和時間影(yǐng)響zui終製品的(dí)壓(yā)縮(suō)*變(biàn)形(xíng)和硬度(dù)等機械性能均比較大(dà);而過(guò)氧(yǎng)化(huà)物硫化(huà)的(dí)配(pèi)方(fāng),一次加(jiā)硫(liú)的溫度尤為(wéi)重(zhòng)要(yào),*在180℃以上,若一次加硫(liú)溫度不足,二次加硫補(bǔ)足(zú)的效果甚低。即(jí)過(guò)氧化(huà)物(wù)硫化(huà)的(dí)配方(fāng),二次加硫(liú)對(duì)zui終物性(xìng)的(dí)影(yǐng)響很小(xiǎo)。
橡(xiàng)膠(jiāo)屬(shǔ)於(yú)熱的不良導體,受(shòu)熱升(shēng)溫較慢。對於厚(hòu)製(zhì)品來(lái)說,采用高(gāo)溫(wēn)硫(liú)化(huà)很(hěn)難(nán)使(shǐ)內(nèi)外層膠(jiāo)料(liào)同時(shí)達到平坦範圍;造(zào)成製品外表部(bù)分(fēn)恰(qià)好(hǎo)正硫化(huà)時(shí),而(ér)內(nèi)部(bù)出現欠硫化(huà)。或者(zhě)內(nèi)部(bù)恰好出現正硫(liú)化時(shí),而(ér)外部(bù)已(yǐ)過硫(liú)化。為了保證厚(hòu)製(zhì)品硫(liú)化(huà)均(jūn)匀,除了配(pèi)方(fāng)設計時(shí)需要(yào)充分(fēn)考慮(lǜ)膠料(liào)的(dí)硫化平坦性(xìng)外,在選擇硫(liú)化溫(wēn)度時(shí),也(yě)要考(kǎo)慮硫化(huà)溫度(dù)低一些(xiē)或采用逐(zhú)步升溫(wēn)的操作(zuò)方法(fǎ)。
l對(duì)於(yú)薄製(zhì)品(pǐn),硫化溫度可以適(shì)當(dāng)高(gāo)點(diǎn)。
對於(yú)夾(jiā)織物的橡(xiàng)膠製品(pǐn),通常硫化溫(wēn)度不高於140℃.而(ér)發(fā)泡(pào)橡膠(jiāo),需(xū)要按(àn)照(zhào)發泡劑和(hé)發(fā)泡助劑的分解溫度(dù)選擇(zé)適(shì)宜(yí)的硫化(huà)溫度。