硫化儀測得的硫化曲線怎么分析怎么看?
硫化儀測得的硫化曲線怎么分析怎么看?
揚(yáng)州精卓無轉(zhuǎn)子硫化儀測定未硫化膠料硫化特性的原理:將未硫化膠料試樣放入一個(gè)*密封或幾乎*密封的模腔內(nèi),并使之保持在設(shè)定的試驗(yàn)溫度下。模腔有上、下兩個(gè)部分,其中一部分以微小的擺角振蕩。振蕩使試樣產(chǎn)生剪切應(yīng)變,測定試樣對模腔的反作用轉(zhuǎn)矩(力)。此轉(zhuǎn)矩(力)取決于膠料在硫化過程中產(chǎn)生的、隨硫化時(shí)間長短而連續(xù)變化的剪切模量。從膠料入模開始,硫化儀便自動(dòng)記錄反映膠料產(chǎn)生剪切應(yīng)變的轉(zhuǎn)矩的數(shù)值。于是,便得到了一條轉(zhuǎn)矩與時(shí)間的關(guān)系曲線,即硫化曲線。其形狀與設(shè)定的試驗(yàn)溫度和膠料的特性有關(guān)。
(有的硫化儀用FL):zui小轉(zhuǎn)矩或力(N.m或N);
(有的硫化儀用Fmax):在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到的平坦、zui大、zui高轉(zhuǎn)矩或力(N.m或N);
(有的硫化儀用t10):也叫焦燒時(shí)間,即轉(zhuǎn)矩達(dá)到ML+(MH-ML)*10%時(shí)所對應(yīng)的時(shí)間;(有的硫化儀用t90): 也叫正硫化時(shí)間,即轉(zhuǎn)矩達(dá)到ML+(MH-ML)*90%時(shí)所對應(yīng)的時(shí)間,稱為工藝正硫化時(shí)間。
硫化歷程分為四個(gè)階段:硫化誘導(dǎo)階段,熱硫化階段,硫化平坦階段和過硫化階段。
什么是橡膠硫化壓力?硫化壓力在橡膠成型過程中起什么作用?
橡膠件硫化的三大工藝參數(shù)是:溫度、時(shí)間和壓力。其中硫化溫度是對制品性能影響zui大的參數(shù),硫化溫度對橡膠制品的影響的研究也比比皆是。但對硫化壓力比較少進(jìn)行試驗(yàn)。
硫化壓力是指,橡膠混煉膠在硫化過程中,其單位面積上所承受的壓力。一般情況下,除了一些夾布件和海綿橡膠外,其他橡膠制品在硫化時(shí)均需施加一定的壓力。
橡膠硫化壓力,是保證橡膠零件幾何尺寸、結(jié)構(gòu)密度、物理機(jī)械的重要因素,同時(shí)也能保證零件表面光滑無缺陷,達(dá)到橡膠制品的密封要求。作用主要有以下幾點(diǎn):
防止混煉膠在硫化成型過程中產(chǎn)生氣泡,提高制品的致密性;
提供膠料的充模流動(dòng)的動(dòng)力,使膠料在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能夠充滿整個(gè)模腔;
提高橡膠與夾件(簾布等)附著力及橡膠制品的耐曲繞性能;
4) 提高橡膠制品的物理力學(xué)性能。
硫化壓力的選取需要考慮如下幾個(gè)方面的因素:
1) 膠料的配方;
2) 膠料可塑性的大?。?nbsp;
3) 成型模具的結(jié)構(gòu)形式(模壓,注壓,射出等);
4) 硫化設(shè)備的類型(平板硫化機(jī),注壓硫化機(jī),射出硫化機(jī),真空硫化機(jī)等);
5) 制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
硫化壓力選取的一般原則:
1) 膠料硬度低的(50-Shore A以下或更低),壓力宜選擇小,硬度高的選擇大;
2) 薄制品選擇小,厚制品選擇大;
3) 制品結(jié)構(gòu)簡單選擇小,結(jié)構(gòu)復(fù)雜選擇大;
4) 力學(xué)性能要求高選擇大,要求低選擇??;
5) 硫化溫度較高時(shí),壓力可以小一些,溫度較低時(shí),壓力宜高點(diǎn)。
對硫化壓力,國內(nèi)外一些橡膠廠家有如下一些經(jīng)驗(yàn)值供參考:
1) 模壓及移模注壓的硫化方式,其模腔內(nèi)的硫化壓力為:10~20Mpa;
2) 注壓硫化方式其模腔內(nèi)的硫化壓力為:0~150Mpa;
3) 硫化壓力增大,產(chǎn)品的靜態(tài)剛度也隨之增大,而收縮率隨之逐漸減??;(在國內(nèi)的減振橡膠行業(yè)內(nèi),對于調(diào)整產(chǎn)品的剛度,普遍采用的依然是增加或者降低產(chǎn)品所使用的膠料硬度,而在國外,已經(jīng)普遍采用了提高或者降低產(chǎn)品硫化時(shí)的膠料硫化壓力來調(diào)整產(chǎn)品的靜態(tài)剛度。)
4) 隨著硫化壓力的不斷提高,產(chǎn)品膠料的收縮率會(huì)出現(xiàn)一個(gè)反常的現(xiàn)象,即當(dāng)產(chǎn)品膠料的硫化壓力達(dá)到83Mpa時(shí),產(chǎn)品膠料的收縮率為0,若產(chǎn)品膠料的硫化壓力繼續(xù)不斷上升,產(chǎn)品膠料的收縮率會(huì)出現(xiàn)負(fù)值,也就是說,在這種超高的產(chǎn)品膠料硫化壓力下,產(chǎn)品硫化出來經(jīng)停放后,其橡膠部分的尺寸比模具設(shè)計(jì)的尺寸還要大;
5) 在模壓和注壓方式下,模腔內(nèi)膠料的硫化壓力隨著時(shí)間的延長,總是先增高后減少,并zui終處于平坦?fàn)顟B(tài);
6) 隨著膠料硫化壓力的提高,其膠料的300%定伸和拉伸強(qiáng)度均隨之提高,其膠料的扯斷伸長率、撕裂強(qiáng)度和壓縮*變形卻隨之下降;
7) 在減震橡膠制品硫化過程中,注壓硫化方式中模腔內(nèi)膠料的壓強(qiáng)比模壓硫化方式的壓強(qiáng)高一倍以上。產(chǎn)品達(dá)到相同的靜剛度所需的膠料硬度有較大差別。隨產(chǎn)品硫化時(shí)的硫化壓力提高,產(chǎn)品在壓縮*變形性能方面有明顯的提高。
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)。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℃,zui高不超過160℃;
順丁橡膠、異戊橡膠和氯丁橡膠在150-160℃,zui高不超過170℃
丁苯橡膠、丁腈橡膠可采用150℃以上,但zui高不超過190℃;
丁基橡膠、三元乙丙橡膠一般選用160-180℃,zui高不超過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zui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zui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)ui終物性的影響很小。
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(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。
什么叫橡膠制品硫化時(shí)間?如何設(shè)定硫化時(shí)間?揚(yáng)州精卓試驗(yàn)機(jī)械向您介紹一下:
1. 定義
1.1 橡膠制品硫化時(shí)間
站在一定的溫度、模壓下,為了使膠料從塑性變成彈性,且達(dá)到交聯(lián)密度zui大化,物理機(jī)械性能*化所用的時(shí)間叫橡膠制品硫化時(shí)間。通常不含操作過程的輔助時(shí)間。
硫化時(shí)間是和硫化溫度密切相關(guān)的,在硫化過程中,硫化膠的各項(xiàng)物理、力學(xué)性能達(dá)到或接近*點(diǎn)時(shí),此種硫化程度稱為正硫化或zui宜硫化。在一定溫度下達(dá)到正硫化所需的硫化時(shí)間稱為正硫化時(shí)間,一定的硫化溫度對應(yīng)有一定的正硫化時(shí)間。當(dāng)膠料配方和硫化溫度一定時(shí),硫化時(shí)間決定硫化程度,不同大小和壁厚的橡膠制品通過控制硫化時(shí)間來控制硫化程度,通常制品的尺寸越大或越厚,所需硫化的時(shí)間越長。
2. 硫化時(shí)間的設(shè)定方法
2.1 正硫化時(shí)間的測試
膠料正硫化時(shí)間的測試方法有:
2.1.1物理-化學(xué)法(包括游離硫測定法和溶脹法);
2.1.2 物理-力學(xué)性能測定法(包括定伸應(yīng)力法、拉伸強(qiáng)度法、定伸強(qiáng)度法、抗張積法、壓縮*變形法、綜合取值法等);
2.1.3儀器法(包括門尼粘度法、硫化儀法)等。
目前zui常用的是硫化儀法。通過硫化儀測試,可以得到膠料的正硫化時(shí)間。
2.2 制品硫化時(shí)間的確定
2.2.1 若制品厚度為6mm或小于6mm,并且,膠料的成形工藝條件可以認(rèn)為是均勻受熱狀態(tài),那么,制品的硫化時(shí)間與硫化曲線中所測得的正硫化時(shí)間相同(溫度一致的情況下,即加硫溫度使用硫化儀測試的溫度);
2.2.2 若制品壁厚大于6mm,每增加1mm的厚度,則測試的正硫化時(shí)間增加1min,這是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。例如,一橡膠制品,其厚度為22mm,試片測試的正硫化時(shí)間為6min(溫度設(shè)定為150℃),那么,在150℃硫化時(shí),該制品的硫化時(shí)間為6+(22-6)×1=22min。這時(shí)間不包括操作過程的輔助時(shí)間。
3. 二段加硫時(shí)間設(shè)定
3.1 定義為了達(dá)到合理的制造工藝和合理成本,把橡膠硫化分為一段、二段兩個(gè)過程來完成的工藝方法,其第二段的工藝就是所謂的二段加硫。一段硫化主要是使制品得到定形,然后將未100%正硫化狀態(tài)而得到定形的制品集中起來進(jìn)行二段硫化。這樣,提升了一段硫化的效率,二段硫化的集中處理,也提升了效率,節(jié)省了能源。
3.2 二段硫化時(shí)間的設(shè)定
除合理成本考量,對于特種橡膠如Silicone膠、FKM橡膠,其正硫化過程的時(shí)間較長,正常工藝均采用二段硫化。
NR,一般不采用二段加硫。因其非常容易產(chǎn)生硫化返原現(xiàn)象。如需要建議在100℃以內(nèi),2小時(shí)左右;
SBR,BR一般采用100-120℃,1-2小時(shí);
NBR,EPDM(硫磺硫化)一般采用140-150℃ 2-4小時(shí);
EPDM (過氧)一般采用150-160℃ 2-4小時(shí);
FKM一般采用 200-230 8-12小時(shí)。