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技術(shù)文章 / article
如何選擇硫化儀試驗(yàn)時(shí)的溫度？
2022-08-22 瀏覽次數(shù)：693
硫化儀用于分析、測定橡膠硫化過程的焦燒時(shí)間、正硫化時(shí)間、硫化速率、模量以及硫化平坦等性能指標(biāo)，是用于研制新產(chǎn)品、研究膠料配方及檢定產(chǎn)品質(zhì)量的檢測儀器。生產(chǎn)橡膠制品的廠家可以用硫化儀進(jìn)行制品重現(xiàn)性、穩(wěn)定性的測試，并進(jìn)行橡膠配方的設(shè)計(jì)和檢測。生產(chǎn)廠家可以在生產(chǎn)線上進(jìn)行在線檢測，掌握每一批、甚至每一時(shí)刻橡膠的硫化特性是否滿足制品要求。
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)極端。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℃，不超過160℃;
順丁橡膠、異戊橡膠和氯丁橡膠在150-160℃，不超過170℃
丁苯橡膠、丁腈橡膠可采用150℃以上，但不超過190℃;
丁基橡膠、三元乙丙橡膠一般選用160-180℃，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。
2.2 橡膠配方中硫化體系的類型
按照最終制品不同性能的要求，橡膠配方選用不同的硫化體系。硫化體系不同，則硫化特性不同，有的需要高活化溫度，有的需要低活化溫度。因此要根據(jù)實(shí)際的硫化體系來選擇相應(yīng)的硫化溫度。通常，普通硫磺硫化體系，其硫化溫度選取范圍為130-160℃，具體需要根據(jù)所使用的促進(jìn)劑的活性溫度和制品的物理機(jī)械性能來確定。
促進(jìn)劑的活性溫度較低或制品要求高強(qiáng)度、較低的定伸應(yīng)力和硬度時(shí)，硫化溫度可選擇較低一些，這樣生成較多的多硫交聯(lián)鍵;
促進(jìn)劑的活性溫度較高或制品要求高定伸應(yīng)力和硬度、較低伸長率時(shí)，硫化溫度宜采用高一些，這樣生成較多的低硫交聯(lián)鍵。
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)間影響最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)ψ罱K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。
l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。
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