橡膠硫化工藝課件

1、泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 1橡膠相關(guān)知識For DecisionFor Information/UpdateOtherDate Update: 2012-2-16泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 2供應(yīng)商偷梁換柱引發(fā)的質(zhì)量控制問題思考Question？泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 3泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive

2、 CenterPATAC 4促進劑：二硫基二嗎啉促進劑活化劑氧化鈣石蠟油硬脂酸氧化鋅聚乙二醇碳酸鈣炭黑生膠主體原料主體原料：生膠，再生膠硫化系統(tǒng)硫化系統(tǒng)：硫化劑，促進劑， 促進劑的活性劑（活性劑） 促進劑的延遲劑（防焦劑）操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)：增塑劑（化學(xué)增塑劑，物理增塑劑）成本系統(tǒng)成本系統(tǒng)：增容劑性能系統(tǒng)性能系統(tǒng)：補強劑，防老劑，著色劑，發(fā)泡劑等配方組成：加工助劑三級BOM包含的材料泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 5二、有機多硫化物二、有機多硫化物 硫化促進劑主要品種二硫化四甲基秋蘭姆（TMTD或TT）有效含硫量13.3

3、% ； 用量：24份四硫化四甲基秋蘭姆（TMTT或TRS）有效含硫量31.5% ； 用量：0.62份二硫化四乙基秋蘭姆（TETD） 有效含硫量11.0% ； 用量：35份 二硫化二嗎啡啉（DTDM） 有效含硫量27.0% ；用量：0.72份 硫化劑 VA-7 用量：1.252份。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 6橡膠配方模型（DFSS）配方工藝性能泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 7 第七章第七章 生膠的塑煉生膠的塑煉塑煉壓延擠出混煉成型硫化橡膠

4、工藝流程泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 8塑煉塑煉一、塑煉的目的1.使生膠獲得一定的可塑性, 滿足加工的要求；塑煉：指把具有彈性的生膠轉(zhuǎn)變成可塑性膠料的工藝過程。塑煉膠：指經(jīng)過塑煉獲得一定可塑性的膠料。 可塑性：指橡膠受外力作用產(chǎn)生變形，當(dāng)外力消除后橡膠仍能保持其形變的能力 。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 9一、定義指在煉膠機上將各種配合劑加入到橡膠中制成混煉膠的工藝過程 二、混煉的目的和意義 1.保證產(chǎn)品的質(zhì)量3.高效節(jié)能2.適合于進一步的

5、加工混煉 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 10泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 11結(jié)構(gòu)泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 12后輥前輥泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 13后輥前輥泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 14后輥前輥泛

6、亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 15后輥前輥泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 16后輥前輥泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 17擠出擠出擠出設(shè)備包括擠出機、擠出機頭、擠出模具三大部分。機頭是擠出成型模具的主要部件，它有下述四種作用：1，使物料由螺旋運動變?yōu)橹本€運動2，產(chǎn)生必要的成型壓力，保證制品密實3，使物料得以進一步塑化4，成型制品的斷面形狀擠出機1擠出機頭擠出機2擠出設(shè)備

7、擠出機出料口擠出口模定位頭底座定位頭擠出口型板1擠出口型板2擠出口型板3擠出口型板4膠料擠出 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 18擠出擠出硫化工藝硫化工藝2 2 硫化歷程硫化歷程3 3 正硫化及其測定方法正硫化及其測定方法 1 1 硫化對結(jié)構(gòu)與性能的影響硫化對結(jié)構(gòu)與性能的影響4 4 硫化條件的選取及確定硫化條件的選取及確定5 5 硫化介質(zhì)及硫化熱效應(yīng)硫化介質(zhì)及硫化熱效應(yīng)6 6 硫化方法硫化方法泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 19硫化后：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

8、，分子間主要已以化學(xué)鍵結(jié)合 結(jié)構(gòu)：1）化學(xué)鍵；2）交聯(lián)鍵的位置；3）交聯(lián)程度；4）交聯(lián) 性能：1）力學(xué)性能（定伸強度、硬度、拉伸強度、伸長率、 彈性）；2）物理性能；3）化學(xué)穩(wěn)定性硫化前：線形結(jié)構(gòu)，分子間以范德華力相互作用性能： 可塑性大，伸長率高，具可溶性。硫化時 分子被引發(fā)，發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)硫化劑（S）牽線搭橋硫化硫化, ,橡膠制造中最為關(guān)鍵的工藝橡膠制造中最為關(guān)鍵的工藝泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 201）力學(xué)性能的變化 彈性扯斷強度定伸強度撕裂強度 提高硬度伸長率壓縮永久變形疲勞生熱 降低2）物理性能的變化

9、透氣率、透水率降低 不能溶解，只能溶脹 耐熱性提高3）化學(xué)穩(wěn)定性的變化 化學(xué)穩(wěn)定性提高。原因：a. 交聯(lián)反應(yīng)使化學(xué)活性很高的基團或原子不復(fù)存 在，使老化反應(yīng)難以進行。 b. 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)阻礙了低分子的擴散，導(dǎo)致橡膠老化 的 自由基難以擴散。硫化后橡膠的性能變化：以EPDM為例，隨硫化程度的提高：泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 212 硫化歷程 在硫化過程中，各種性能均會隨硫化的進程而發(fā)生變化，這種變化曲線能夠反映膠料的硫化歷程，故稱為硫化歷程圖。下圖為用硫化儀測出的硫化歷程曲線。該曲線反映膠料在一定硫化溫度下，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩隨

10、硫化時間的變化。 A.焦燒階段；焦燒階段；A1.操作焦燒時間操作焦燒時間A2.剩余焦燒時間剩余焦燒時間B.熱硫化階段；熱硫化階段；C.平坦硫化階段；平坦硫化階段；D.過硫化階段過硫化階段泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 221. 焦燒階段（焦燒期硫化起步階段，硫化誘導(dǎo)期）圖中的 ab段稱為膠料的焦燒階段，此時交聯(lián)尚未開始，膠料在模腔內(nèi)具有良好的流動性，也稱為硫化誘導(dǎo)階段。膠料焦燒時間的長短決定膠料的焦燒性能和操作安全性。膠料焦燒時間受膠料中硫化促進劑和膠料本身的熱歷史的影響較大。操作焦燒時間：橡膠在加工過程中由于熱積累消

11、耗掉的焦燒時間A1。剩余焦燒時間：膠料在模腔中保持流動性的時間A2。abcdABDCA1A2Mt泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 23 硫化起步硫化時，膠料開始變硬而后不能進行熱塑 性流動的那一點時間（焦燒）。焦燒期的長短：決定了膠料的焦燒性及操作安全性。 取決于配方，特別是促進劑?？捎眠t效性促進劑：CZ。焦燒時間的起點：實際上是從混煉時加入硫磺的那一時刻開始。焦燒階段的終點：膠料開始發(fā)硬并喪失流動性。abcdABDCA1A2Mt泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive Cent

12、erPATAC 24 焦燒時間操作焦燒時間混煉，停放，成型 殘余焦燒時間進入模具后加熱開始到開始 硫化這段時間若：操作焦燒時間 焦燒時間，就發(fā)生焦燒 防止焦燒： A 具有較長的焦燒時間：配方 B 混煉、停放要低溫，成型時要迅速，即減少操作焦燒 時間泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 252. 熱硫化階段（欠硫期預(yù)硫階段） 熱硫化階段即圖中的bc段，在該階段橡膠的交聯(lián)以一定的速度開始進行。誘導(dǎo)期后，開始交聯(lián)，至正硫化。 熱硫化的速度和時間取決與膠料的配方和硫化的溫度。 在此階段，交聯(lián)度低，即使在此階段的后期，性能（主要是拉伸

13、強度、彈性等）尚未達(dá)到預(yù)期的要求。 但其抗撕性、耐磨性，則優(yōu)于正硫化膠料，若要求這 些性能時制品可以輕微欠硫。 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 26 3. 硫化平坦階段（正硫期正硫化階段） 硫化平坦階段即圖中的cd段， 此時交聯(lián)反應(yīng)已趨于完成，反應(yīng)速度已較為緩和。硫化膠的綜合物理機械性能已達(dá)到或接近最佳值。 A. 正硫化 在平坦硫化階段，橡膠制品的綜合物理機械性能達(dá)到最佳值，這種硫化狀態(tài)稱為正硫化，也稱最宜硫化。正硫化前期成為欠硫；正硫化后期則成為過硫，欠硫或過硫，橡膠的物理機械性能均較差。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pa

14、n Asia Technical Automotive CenterPATAC 27 B正硫化時間 正硫化時間是指達(dá)到正硫化狀態(tài)所需的最短時間，也稱為“正硫化點”。 C工藝正硫化時間 在實際操作中，往往是從制品的某些主要性能指標(biāo)進行選擇，從而確定正硫化時間，與理論上的綜合物理性能有所區(qū)別，具有工藝上的概念。因此，將通過這種確定的正硫化時間稱為工藝正硫化時間。一般橡膠制品的“工藝正硫化時間”應(yīng)取其膠料的應(yīng)力、應(yīng)變最高值稍前一點。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 28 制品達(dá)到適當(dāng)?shù)慕宦?lián)度的階段，此時各項力學(xué)性能均達(dá) 到或接

15、近最佳值，其綜合性能最好。 正硫化是一個階段各項性能基本上保持恒定或變化 很少，也稱硫化平坦期。 硫化平坦期的寬窄取決于：配方、溫度等。 正硫化時間的選取：拉伸強度達(dá)到最高值略前的時間。 主要是考慮“后硫化”。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 29 4. 過硫階段（過硫期） d 以后的部分為過硫化階段。 在這一階段中，不同的橡膠表現(xiàn)的情況不同：天然橡膠由于氧化斷鏈反應(yīng)程度較強，其各項物理機械性能下降；而大部分的合成橡膠，如SBR、NBR由于熱交聯(lián)和熱氧化斷鏈兩種作用程度接近，因此，物理機械性能變化甚小或基本保持恒定。泛亞

16、汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 30硫化參數(shù)硫化參數(shù)1T10：膠料從加熱開始至轉(zhuǎn)矩上升到最大轉(zhuǎn)矩的10%所需要的時間。M10=ML+（MH-ML）10%2誘導(dǎo)期（焦燒期）誘導(dǎo)期（焦燒期）：從膠料放入模具至出現(xiàn)輕微硫化的整個過程所需要的時間叫硫化誘導(dǎo)期，又稱為焦燒時間。誘導(dǎo)期反應(yīng)了膠料的加工安全性。誘導(dǎo)期短，加工安全性差；誘導(dǎo)期太長，會降低生產(chǎn)效率。3焦燒焦燒：膠料在存放和加工過程中出現(xiàn)的早期硫化現(xiàn)象。4工藝正硫化時間工藝正硫化時間：膠料從加熱開始，至轉(zhuǎn)矩上升到最大轉(zhuǎn)矩的90%時所需要的時間。M90=ML+（MH-ML）90

17、%5理論正硫化時間理論正硫化時間：交聯(lián)密度達(dá)到最大程度時所需要的時間。6硫化返原硫化返原：如果膠料再繼續(xù)硫化就會使交聯(lián)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生降解，性能下降，這種現(xiàn)象就稱為硫化返原。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 31 正硫化后，繼續(xù)硫化進入過硫化。 進入過硫化后： 性能下降 ： 硫化返原（斷鏈多于交聯(lián)，NR、IIR） 性能恒定甚至上升 ： 非返原（交聯(lián)占優(yōu)、環(huán)化） 交 聯(lián) 和 氧 化 斷 鏈 兩 種 反 應(yīng) 貫 穿 于 橡 膠 硫 化 過程的始 終。只是在硫化過程的不同階段兩種反應(yīng)優(yōu)勢不同。 進入過硫的早晚，即硫化平坦期的寬窄，主要

18、取決于 兩個方面：1）配方（如TMTD）；2）溫度。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 32根據(jù)制品的性能和用途不同，橡膠材料的硫化過程可采用多種不同的硫化方法。分類方法：硫化溫度：冷硫化、室溫硫化及熱硫化三種工藝方法，其中熱硫化是目前大多數(shù)橡膠制品普遍采用的方法，如各種輪胎制品的硫化。硫化介質(zhì)：熱水法、熱空氣法、熱空氣和水蒸汽的混合氣體法以及固體介質(zhì)法等。硫化設(shè)備：平板機硫化、硫化罐硫化、個體硫化機硫化以及注壓硫化等。生產(chǎn)方式：間歇生產(chǎn)和連續(xù)生產(chǎn)，前者如輪胎及各種橡膠注件的制備，后者如各種長條形橡膠制品比如汽車及各種門窗

19、密封條在微波作用下的連續(xù)硫化。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 33 第二節(jié)第二節(jié) 正硫化及其測定方法正硫化及其測定方法一、正硫化和正硫化時間的概念一、正硫化和正硫化時間的概念1正硫化 又稱最宜硫化，指橡膠制品的性能達(dá)到最佳值時的硫化狀態(tài)； 從硫化反應(yīng)動力學(xué)原理來說，正硫化指膠料達(dá)到最大交聯(lián)密度時的硫化狀態(tài)。2正硫化時間 指膠料達(dá)到正硫化狀態(tài)所需的時間，或是達(dá)到最大交聯(lián)密度時所需的時間 。3正硫化起點指膠料達(dá)到正硫化狀態(tài)所需的最短時間 4.工藝正硫化時間（技術(shù)性正硫化時間） 即通過測定幾個主要指標(biāo)最佳性能而確定的時間。

20、5. 理論正硫化時間 指測定膠料達(dá)到最大交聯(lián)密度所需要的時間。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 34一、正硫化和正硫化時間的概念一、正硫化和正硫化時間的概念6.工程正硫化時間 對于許多膠料而言，其各項性能在某一時間不可能都處于最佳值，因此必須依膠料的各項物理性能指標(biāo)綜合考慮，生產(chǎn)上只能依某些主要指標(biāo)來選擇正硫化時間，顯然這個正硫化時間具有工程實際意義，稱為工程正硫化時間。當(dāng)制品的厚度小于6mm時，硫化儀測定的工藝正硫化時間T90與制品的工程正硫化時間相同。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Au

21、tomotive CenterPATAC 353 正硫化及其測定方法 （一）正硫化及正硫化時間 1正硫化：橡膠制品性能達(dá)到最佳值時的硫化狀態(tài)。 2正硫化時間：達(dá)到正硫化狀態(tài)所需要的時間。 3欠硫：處于正硫化前期，或者說硫化最佳狀態(tài)之前的狀態(tài)。 4過硫：處于正硫化后期，或者說硫化最佳狀態(tài)之后的狀態(tài)。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 36 （二）正硫化時間的測定方法 1物理化學(xué)法 （1）游離硫測定法（理論正硫化時間） （2）溶脹法（理論正硫化時間） 2物理機械性能測定法 （1）300%定伸應(yīng)力法（理論正硫化時間） （2）拉伸

22、強度法（工藝正硫化時間） （3）壓縮永久變形法（理論正硫化時間） （4）綜合取值法泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 37 3專用儀器法 用于測定橡膠硫化特性的測試儀器有各類硫化儀和門尼粘度計。 （1）硫化儀法 （2）門尼粘度儀 門尼焦燒時間t5：隨硫化時間增加，膠料門尼值下降到最低點又開始上升，一般由最低點上升至5個門尼值的時間稱為門尼焦燒時間。 硫化特性曲線 初始粘度、最低粘度、焦燒時間、硫 化速度、正硫化時間、活化能。 + 測定原理：膠料的剪切模量與交聯(lián)密度成正比。 G D R T 膠料剪切模量 交聯(lián)密度 氣體常數(shù)

23、溫度泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 38 門尼硫化時間t35：由最低點上升至35個門尼值所需硫化時間稱為門尼硫化時間。 正硫化時間= t5+10（t35- t5） 門尼硫化速度（t30）：t30= t35-t5 膨脹法是公認(rèn)的測定正硫化時間的標(biāo)準(zhǔn)方法，所測得的正硫化時間為理論正硫化時間。物理機械性能測定法和硫化儀法所測定的結(jié)果均為工藝正硫化時間。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 39泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical A

24、utomotive CenterPATAC 40A 加熱器 B 上模具 C 下模具 D 轉(zhuǎn)子E 溫度計F 扭矩傳感器；G 軸承；H 電動機和齒輪箱J 氣動夾持器泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 41泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 42泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 43 第二節(jié)第二節(jié) 正硫化及其測定方法正硫化及其測定方法一、正硫化和正硫化時間的概念一、正硫化和正硫化時間的

25、概念1正硫化 又稱最宜硫化，指橡膠制品的性能達(dá)到最佳值時的硫化狀態(tài)； 從硫化反應(yīng)動力學(xué)原理來說，正硫化指膠料達(dá)到最大交聯(lián)密度時的硫化狀態(tài)。2正硫化時間 指膠料達(dá)到正硫化狀態(tài)所需的時間，或是達(dá)到最大交聯(lián)密度時所需的時間 。3正硫化起點指膠料達(dá)到正硫化狀態(tài)所需的最短時間 4.工藝正硫化時間（技術(shù)性正硫化時間） 即通過測定幾個主要指標(biāo)最佳性能而確定的時間。 5. 理論正硫化時間 指測定膠料達(dá)到最大交聯(lián)密度所需要的時間。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 44一、正硫化和正硫化時間的概念一、正硫化和正硫化時間的概念6.工程正硫化時

26、間 對于許多膠料而言，其各項性能在某一時間不可能都處于最佳值，因此必須依膠料的各項物理性能指標(biāo)綜合考慮，生產(chǎn)上只能依某些主要指標(biāo)來選擇正硫化時間，顯然這個正硫化時間具有工程實際意義，稱為工程正硫化時間。當(dāng)制品的厚度小于6mm時，硫化儀測定的工藝正硫化時間T90與制品的工程正硫化時間相同。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 45對硫化曲線常用平行線法進行解析，就是通過硫化曲線最小轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩值，分別引平行于時間軸的直線，該兩條平行線與時間軸距離分別為ML和MH，即 ML最小轉(zhuǎn)矩值，反映未硫化膠在一定溫度下的流動性；MH最大

27、轉(zhuǎn)矩值，反映硫化膠最大交聯(lián)度；焦燒時間和正硫化時間分別以達(dá)到一定轉(zhuǎn)矩所對應(yīng)的時間表示：焦燒時間ts1從實驗開始到曲線由最低轉(zhuǎn)矩上升1kgcm所對應(yīng)的時間；起始硫化時間tc10：轉(zhuǎn)矩達(dá)到ML+10%（MHML）時所對應(yīng)的硫化時間；正硫化時間tc90：轉(zhuǎn)矩達(dá)到ML+90%（MHML）時所對應(yīng)的硫化時間。通常還以硫化速度指數(shù)VC=100/（tc90tsx）。 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 464 硫化條件的選取及確定硫化條件通常指硫化壓力、溫度和時間硫化三要素。一、硫化壓力一、硫化壓力橡膠制品硫化時都需要施加壓力，其目的是

28、： 防止膠料產(chǎn)生氣泡，提高膠料的致密性； 使膠料流動，充滿模具，以制得花紋清晰的制品； 提高制品中各層（膠層與布層或金屬層、布層與布層）之間的粘著力，改善硫化膠的物理性能（如耐屈撓性能）。一般來說，硫化壓力的選取應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品類型、配方、可塑性等因素決定。原則上應(yīng)遵循以下規(guī)律：可塑性大，壓力宜小些；產(chǎn)品厚、層數(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜壓力宜大些；薄制品壓宜小些，甚至可用常壓。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 47泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 48 硫化加壓的方

29、式有以下幾種： (1)液壓泵通過平板硫化機把壓力傳遞給模具，再由模具傳遞給膠料； (2)由硫化介質(zhì)（如蒸汽）直接加壓； (3)由壓縮空氣加壓； (4)由注射機注射。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 49二、硫化溫度和硫化時間硫化溫度是硫化反應(yīng)的最基本條件。硫化溫度的高低，可直接影響硫化速度、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟效益。硫化溫度高，硫化速度快，生產(chǎn)效率高；反之生產(chǎn)效率低。提高硫化溫度會導(dǎo)致以下問題：(1)引起橡膠分子鏈裂解和硫化返原，導(dǎo)致膠料力學(xué)性能下降；(2)使橡膠制品中的紡織物強度降低；(3)導(dǎo)致膠料焦燒時間縮短，減少了

30、充模時間，造成制品局部缺膠；(4)由于厚制品會增加制品的內(nèi)外溫差，導(dǎo)致硫化不均。硫化溫度的選取應(yīng)綜合考慮橡膠的種類、硫化體系及制品結(jié)構(gòu)等因素。各種橡膠的最宜硫化溫度一般是：NR143；SBR180；IR、BR、CR151；IIR170；NBR180。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 501等效硫化時間的計算（1）通過范特霍夫方程計算等效硫化時間根據(jù)范特霍夫方程，硫化溫度和硫化時間的關(guān)系可用下式表示：式中 1溫度為t1的正硫化時間，min； 2溫度為t2的正硫化時間，min； K硫化溫度系數(shù)。例：已知某一膠料在140時的正

31、硫化時間是20min，利用范特霍夫方程可計算出130和150時的等效硫化時間。130的等效硫化時間為40min；150的等效硫化時間為10min。10/ )(2112/ttK泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 51（2）利用阿累尼烏斯方程計算等效硫化時間阿累尼烏斯方程式如下：ln（1/2）=E/R（t2- t1）/ t2 t1）式中 1溫度為t1的正硫化時間，min； 2溫度為t2的正硫化時間，min； R氣體常數(shù)，R=8.3143J/(mol.k)；E硫化反應(yīng)活化能，kJ/mol。利用以上公式可求出不同溫度下的等效硫化時

32、間。例如，已知膠料的硫化反應(yīng)活化能E=92kJ/mol，在140時正硫化時間為30min，利用公式計算150時等效硫化時間。已知: 1=30min；t1=（273+140）=413K；t2=（273+150）=423K；2=？log（30/2）=(92/（2.3030.008314）) (423-413)/4234132=15.7min泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 522硫化效應(yīng)的計算 （1）硫化效應(yīng)的計算 硫化效應(yīng)等于硫化強度和硫化時間的乘積，即：E=It 式中 E硫化效應(yīng)；I硫化強度；t硫化時間 硫化強度是膠料在

33、一定溫度下單位時間內(nèi)所達(dá)到的硫化程度。它與硫化溫度系數(shù)和硫化溫度有關(guān)。I=K（T-100）/10 式中 K硫化溫度系數(shù)（由實驗測定，或一般取K=2） T硫化溫度泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 53 在實際計算中，由于每一種膠料硫化時，在硫化曲線上都有一段平坦范圍，因此在改變硫化條件時，一般只要把改變后的硫化效應(yīng)控制在原來的硫化條件的最小和最大硫化效應(yīng)的范圍內(nèi)，制品的物理機械性能就可相近。設(shè)原來的最大硫化效應(yīng)為E大，最小硫化效應(yīng)為E小，改變后的硫化效應(yīng)為E，則要求： E小EE大 例如；測得某一制品膠料的正硫化時間為130

34、20min，平坦硫化范圍為20120min，其最大和最小的硫化效應(yīng)為： E小=2（130-100）/1020=160 E大=2（130-100）/10120=960 因此，要求該制品在改變硫化條件后的硫化效應(yīng)E必須滿足下列條件： 160E960泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 54（2）厚制品硫化條件的確定 a.硫化效應(yīng)法 為了計算各層的硫化效應(yīng)，首先必須知道各層的溫度。各層的溫度一般可以用熱電偶測得，也可用熱傳導(dǎo)方法求得。 硫化效應(yīng)E用積分式表示，也可化為近似式計算，即 E=（I0+In）/2+I1+I2+In-1）

35、式中 測溫的間隔時間（一般為5min）； I0硫化開始溫度為t0的硫化強度； I1第一個間隔時間溫度t1的硫化強度； In最后一個間隔時間溫度tn的硫化強度。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 55 例：用熱電偶測得的某制品硫化時的內(nèi)層溫度數(shù)據(jù)如下表所示，令K=2，求硫化50min時的硫化效應(yīng)E50？ 解：=5min；I0=0.0078；I1=0.0156；In=16 E=5（0.0078+16）/2+0.0156+）=333.38 如厚制品的硫化效應(yīng)是處于試片的最大和最小硫化效應(yīng)之間，說明制品的硫化條件是合適的，否則要重

36、新調(diào)整，直至合適為止。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 56b.等效硫化時間法 等效硫化時間也可用來確定厚制品的正硫化時間，即將制品的硫化效應(yīng)換算為膠料試片的等效硫化時間E=E/It 式中 E試片的等效硫化時間； E制品的硫化效應(yīng)； It試片在t溫度的硫化強度。 例：外胎的緩沖層，其膠料的硫化溫度系數(shù)為2，在試驗室143溫度下，測出正硫化時間為24min，平坦范圍在2080min，在實際生產(chǎn)中硫化70min，并測出溫度變化。求緩沖層的等效硫化時間，并判斷是否正硫化？泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technic

37、al Automotive CenterPATAC 57解：設(shè)T1 = 143，t1 = 20min時的硫化效應(yīng)為E?。籘2 = 143，t2 = 80min時的硫化效應(yīng)為E大；T = 140，t = 70min時的硫化效應(yīng)為E；問E與E小、E大之間的大小關(guān)系如何？有E小EE大該膠料在140下于模型中硫化70min，已經(jīng)達(dá)到正硫化。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 585 硫化介質(zhì)及硫化熱效應(yīng)（一）硫化介質(zhì)硫化介質(zhì)（加熱介質(zhì)）：能傳遞熱能的物質(zhì)。常用的硫化介質(zhì)有：飽和蒸汽、過熱蒸汽、過熱水、熱空氣、熱水及其它固體介質(zhì)等。

38、近年來也采用電流和各種射線（紅外線、紫外線、射線等）做硫化熱源。目前，越來越多的廠家將微波硫化系統(tǒng)用于模壓和傳遞模壓制品、壓出制品等的連續(xù)硫化。1飽和蒸汽飽和蒸汽室溫度大于100并帶壓力的蒸汽。2過熱蒸汽過熱蒸汽是將飽和蒸汽通過加熱器加熱而獲得。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 593熱空氣熱空氣硫化可在常壓和加壓情況下進行，前者適應(yīng)于薄制品硫化；后者是在硫化罐中進行。4過熱水 5熱水 優(yōu)點：傳熱比較均勻，密度較高，制品變形傾向較小。 缺點：導(dǎo)熱效率不高。 6固體介質(zhì) 常用于壓出制品的連續(xù)硫化工藝。 優(yōu)點：導(dǎo)熱效果較好，

39、可提供150250的溫度，能使硫化在短時間內(nèi)完成。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 60 7微粒玻璃珠 玻璃微珠直徑為0.130.25mm，硫化時玻璃珠與熱空氣構(gòu)成有效相對密度為1.5的沸騰床，導(dǎo)熱效率較高，又稱為沸騰床硫化。 8有機熱介質(zhì) 硅油以及亞烷基二元醇等耐高溫的有機介質(zhì)，可直接在管路中循環(huán)，利用高沸點提供高溫，使制品在低壓或常壓下實現(xiàn)高溫硫化。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 61 （二）硫化熱效應(yīng)及熱平衡 1硫化熱效應(yīng) 硫化過程中，生膠

40、與硫黃之間的化學(xué)反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)過程。實驗證明，生成熱隨結(jié)合硫黃的增加而增高。 在硫化開始階段，因硫黃的熔融需要吸收熱量，會出現(xiàn)溫度降低的現(xiàn)象。 2硫化熱平衡 硫化可看成是熱交換過程，在供熱方面有來自加熱介質(zhì)升溫時的熱量及膠料的反應(yīng)生成熱；在耗熱方面，有膠料的吸熱、設(shè)備的散熱及冷凝水的吸熱等。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 626 硫化方法 橡膠制品多種多樣，硫化方法也很多，可按使用設(shè)備的種類、加熱介質(zhì)的種類、硫化工藝方法等來分類。 （一）硫化室溫法 硫化在常溫常壓下進行。 應(yīng)用： 1、膠粘劑；2、室溫硫化膠漿 （二

41、）冷硫化法 多用于薄膜制品的浸漬硫化。 此法硫化的產(chǎn)品老化性能差，目前很少使用。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 63 （三）熱硫化法 1直接硫化法 （1）熱水硫化法 （2）直接蒸汽硫化罐硫化法 （3）熱空氣硫化 2間接硫化法 3加壓硫化法 （1）壓力機硫化法 （2）罐式硫化機硫化法 （3）個體硫化機硫化法泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 64 （四）連續(xù)硫化法 1鼓式硫化機硫化法 2熱空氣連續(xù)硫化 是一種常壓硫化方法，主要用于硫化雨布和膠乳制品。

42、 特點：產(chǎn)品連續(xù)通過硫化室進行加熱硫化。硫化室分為三段，第一段為預(yù)熱、升溫，第二段為恒溫硫化，第三段為降溫冷卻。 硫化室可用間接蒸汽加熱或電熱。 3管道硫化法 4液體介質(zhì)連續(xù)硫化法泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Technical Automotive CenterPATAC 655紅外線硫化法紅外線硫化是用紅外線輻射硫化箱進行加熱，使制品在紅外線發(fā)熱源之間通過二受到輻射加熱。紅外線硫化適用于膠乳制品、雨布、密封條等薄壁制品。6沸騰床硫化法沸騰床的構(gòu)造原理與液體硫化槽類似，床內(nèi)貯存的是由固體、氣體構(gòu)成的懸浮系統(tǒng)。沸騰床硫化的優(yōu)點：熱傳遞能力高；受熱均勻；比液體介質(zhì)的溫度極限和化學(xué)惰性高；操作安全；不沾污成品和簡化清潔工序等。沸騰床除用于硫化橡膠制品外，還可用于金屬、織物、坯料、模型的預(yù)熱及原料的干燥等。沸騰床硫化被廣泛應(yīng)用于無芯制品的連續(xù)硫化，如海綿條、門窗條、膠繩、膠條及異型壓出制品、電線、電纜、純膠管、薄膜制品等。泛亞汽車技術(shù)中心有限公司Pan Asia Te