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技術(shù)文章 / article
如何選擇硫化儀試驗(yàn)時的溫度？
2022-08-22 瀏覽次數(shù)：903
硫化儀用于分析、測定橡膠硫化過程的焦燒時間、正硫化時間、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，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，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，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，對于EPDM，NBR硫磺硫化的配方，如設(shè)計需要二次加硫，一次加硫與二次加硫的溫度和時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。對于厚制品來說，采用高溫硫化很難使內(nèi)外層膠料同時達(dá)到平坦范圍;造成制品外表部分恰好正硫化時，而內(nèi)部出現(xiàn)欠硫化?；蛘邇?nèi)部恰好出現(xiàn)正硫化時，而外部已過硫化。為了保證厚制品硫化均勻，除了配方設(shè)計時需要充分考慮膠料的硫化平坦性外，在選擇硫化溫度時，也要考慮硫化溫度低一些或采用逐步升溫的操作方法。
l對于薄制品，硫化溫度可以適當(dāng)高點(diǎn)。
對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。
