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解析橡胶制品硫化工艺

文章出处深圳市澳佛特橡胶制品有限公司 人气:-发表时间:2019-08-13
橡胶制品硫化工艺
一.实验目的
1、掌握硫化的本质和影响硫化的因素。
2、掌握硫化条件的确定和实施方法。
3、掌握平板硫化机的操作方法。
4、了解硫化设备之一平板硫化机的结构。
二、硫化设备及实验原理
图5-1 平板硫化机
硫化是在一定温度、时间和压力下,混炼胶的线型大分子进行交联,形成三维网状结构的过程。硫化使橡胶的塑性降低,弹性增加,抵抗外力变形的能力大大增加,并提高了其他物理和化学性能,使橡胶成为具有使用价值的工程材料。
硫化是橡胶制品加工的最后一个工序。硫化的好坏对硫化胶的性能影响很大,因此,应严格掌握硫化条件。
1.硫化机两热板加压面应相互平行。
2.热板采用蒸汽加热或电加热。
3.平板在整个硫化过程中,在模具型腔面积上施加的压强不低于3.5MPa。
4.无论使用何种型号的热板,整个模具面积上的温度分布应该均匀。同一热板内各点间及各点与中心点间的温差最大不超过1℃;相邻二板间其对应位置点的温差不超过1℃。在热板中心处的最大温差不超过±0.5℃。
    技术规格
最大关闭压力            200吨
柱塞最大行程            250毫米
平板面积                503毫米×508毫米
工作层数               两层
总加热功率              27千瓦
三、硫化实验的操作
1、胶料的准备
混炼后的胶片应按GB/T 2941-2006规定停放2—24小时,方可裁片进行硫化。其裁片的方法如下:
(1)片状(拉力等试验用)或条状试样
用剪刀在胶料上裁片,试片的宽度方向与胶料的压延方向要一致。胶料的体积应稍大于模具的容积其重量用天平称量,胶坯的质量按照以下方法计算:
胶坯质量(g)=模腔容积(cm3)×胶料密度(g/cm3)×(1.05~1.10)
为保证模压硫化时有充足的胶量,胶料的实际用量比计算的量再增加(5~10)%。裁好后在胶坯边上贴好编号及硫化条件的标签。
(2)园柱试样
取2毫米左右的胶片,以试样的高度(略大于)为宽度,按压延垂直方向裁成胶条,将其卷成园柱体,且柱体要卷的紧密,不能有间隙,柱体体积要稍小于模腔,高度要高于模腔。在柱体底贴面上编号及硫化条件的纸标签。
(3)园形试样
按照要求,将胶料裁成园形胶片试样,如果厚度不够时,可将胶片迭放而成,其体积应稍大于模腔体积,在园形试样底面贴上编号及硫化条件的纸标签。
2、按要求的硫化温度调节并控制好平板温度,使之恒定。
3、将模具放在闭合平板上预热至规定的硫化温度±1℃范围之内,并在该温度下保持20min,连续硫化时可以不再预热。硫化时每层热板仅允许放一个模具。
4、硫化压力的控制和调节
硫化机工作时,由泵提供硫化压力,硫化压力由压力表指示,压力值的高低可由压力调节阀调节。
5、将核对编号及硫化条件的胶坯以尽快的速度放入预热好的模具内,立即合模,置于平板中央,上下各层硫化模型对正于同一方位后施加压力,使平板上升,当压力表指示到所需工作压力时,适当卸压排气约3~4次,然后使压力达到最大,开始计算硫化时间,在硫化到达预定时间立即泄压启模,取出试样。
对新型平板硫化机,合模、排气、硫化时间和启模均为自动控制。
6、硫化后的试样剪去胶边,在室温下停放10小时后则可进行性能测试。
四、影响硫化的因素
对已确定配方的胶料而言,影响硫化胶质量的因素有三:硫化压力、硫化温度和硫化时间,又称硫化的三要素。
1、硫化压力
硫化过程中对胶料施加压力的目的,在于使胶料在模腔内流动,哈尔滨办证件充满沟槽(或花纹),防止出现气泡或缺胶现象;提高胶料的致密性;增强胶料与布层或金属的附着强度;有助于提高胶料的物理机械性能(如拉伸性能、耐磨、抗屈挠、耐老化等)。通常是根据混炼胶的可塑性、试样(产品)结构的具体情况来决定。如塑性大的,压力宜小些;厚度大、层数多、结构复杂的压力应大些。
2、硫化温度
硫化温度直接影响着硫化反应速度和硫化的质量。根据范德霍夫方程式:
其中T1—温度为t1时的硫化时间;
    T2—温度为t2时的硫化时间;
    K—硫化温度系数。
可以看出:当K=2时,温度每升高10℃,硫化时间就可减少一半,说明硫化温度对硫化速度的影响是十分明显的。也就是说提高硫化温度就可加快硫化速度,但是高温容易引起橡胶分子链裂解,从而产生硫化还原,导致物理机械性能下降,故硫化温度不宜过高。适宜的硫化温度要根据胶料配方而定,其中主要取决于橡胶的种类和硫化体系。
3、硫化时间
硫化时间是由胶料配方和硫化温度来决定的。对于给定的胶料来说,在一定的硫化温度和压力条件下,有一个最适宜的硫化时间,时间过长、过短都会影响硫化胶的性能。
适宜硫化时间的选择可通过硫化仪测定

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