一基本情況、硫化基本概念和工藝要素
硫化是橡膠制品生產(chǎn)的最后一個工藝過程。在這個過程中高端化,膠料中的生膠與硫化劑發(fā)生化學(xué)發(fā)應(yīng)力量,由線型結(jié)構(gòu)的大分子交聯(lián)成為立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子,使塑性狀態(tài)的橡膠轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥誀顟B(tài)的橡膠制品提單產,從而獲得完善的物理性能和機械性能和化學(xué)性能深入實施,成為有使用價值的高分子材料。在工業(yè)生產(chǎn)中發展空間,這種交聯(lián)反應(yīng)是在一定溫度效果,時間和壓力條件下完成的,這些條件稱為硫化條件足了準備。
1合作關系、 橡膠的硫化反應(yīng)過程
誘導(dǎo)階段,交聯(lián)反應(yīng)階段幅度,網(wǎng)狀形成階段結構。
2、 硫化歷程圖
燒焦階段貢獻,熱硫化階段規模最大,平坦硫化階段,過硫化階段
3防控、 硫化壓力
一般橡膠制品在硫化時要施以壓力成效與經驗,目的在于:
1) 防止制品在硫化過程產(chǎn)生氣泡,提高膠料的致密性堅實基礎。
2) 使膠料易于流動和充滿模槽
3) 提高膠料與膠料的密著力
4) 有助于提高硫化的物理機械性能
硫化工藝 | 加壓方式 | 壓力Mpa | 硫化工藝 | 加壓方式 | 壓力Mpa |
汽車外胎硫化 | 水胎過熱水加壓 外模加壓 | 2.2-4.8 15 | 注壓硫化 | 注壓機加壓 | 120-150 |
模型制品硫化 | 平板加壓 | 24.5 | 汽車內(nèi)胎蒸汽硫化 膠管直接蒸汽硫化 | 蒸汽加壓 蒸汽加壓 | 0.5-0.7 0.3-0.5 |
傳動帶硫化 | 平板加壓 | 0.9-1.6 | 膠鞋硫化 | 熱空氣加壓 | 0.2-0.4 |
輸送帶硫化 | 平板加壓 | 1.5-2.5 | 膠布直接蒸汽硫化 | 蒸汽加壓 | 0.1-0.3 |
硫化加壓的方式通常有下列幾種:一是用液壓泵通過平板硫化機把壓力傳遞給模型稍有不慎,再由模型傳遞給膠料;二是硫化介質(zhì)直接加壓(如蒸汽加壓)等地;三是以壓縮空氣加壓最為顯著;四是由注壓機注壓等。
4規定、 硫化溫度和硫化時間
硫化溫度是橡膠發(fā)生硫化反應(yīng)的基本條件環境,它直接影響硫化速度和產(chǎn)品質(zhì)量。硫化溫度高,硫化速度快相對簡便,生產(chǎn)效率高重要組成部分。反之,硫化速度慢合作,生產(chǎn)效率低勃勃生機。硫化溫度高低應(yīng)取決于膠料配方,其中最重要的是取決于橡膠種類和硫化體系極致用戶體驗。但應(yīng)注意的是提供有力支撐,高溫橡膠分子鏈裂解,至發(fā)生硫化返原現(xiàn)象建議,結(jié)果導(dǎo)致強伸性能下降品率,困此硫化溫度不宜太高。溫度是硫化三大要素之一不斷發展,與所有化學(xué)反應(yīng)一樣積極影響,硫化反應(yīng)隨溫度升高而加快,并且大體適用范特霍夫定律集成,即溫度每上升8~10自主研發。C(約相當(dāng)于一個表壓的蒸汽壓力),其反應(yīng)速度約增加一倍更加廣闊;或者說損耗,反應(yīng)時間約減少一半。隨著室溫硫化膠料的增加和高溫硫化出現(xiàn)非常完善,硫化溫度趨向兩個極端性能穩定。從提高硫化效率來說,應(yīng)當(dāng)認為硫化溫度越高越好作用,但實際上不能無限提高硫化溫度情況正常。首先受到橡膠導(dǎo)熱性極小阻礙,對于厚制品來說技術特點,采用高溫硫化很難使內(nèi)外層膠料同時達到平坦范圍提高鍛煉;其次,各種橡膠的耐高溫性能不一凝聚力量,有的橡膠經(jīng)受不了高溫的作用有所提升,如高溫硫化天然橡膠時,溶于橡膠中的氧隨溫度提高而活性加大新的力量,引起強烈的氧化作用先進水平,破壞了橡膠的組織,降低了硫化膠的物理機械性能全面展示,第三重要平臺,高溫對橡膠制品中的紡織物有害為棉纖維布料超過期作廢140℃時深刻認識,強力下降,在240℃下加熱四小時則完全破壞應用提升。
各種膠料最宜硫化溫度范圍
膠料類型 | 最宜硫化溫度 | 膠料類型 | 最宜硫化溫度 |
天然橡膠膠料 | 143 | 丁基橡膠膠料 | 170 |
丁苯橡膠膠料 | 150 | 三元乙丙膠料 | 160-180 |
異戊橡膠膠料 | 151 | 丁腈橡膠膠料 | 180 |
順丁橡膠膠料 | 151 | 硅橡膠膠料 | 160 |
氯丁橡膠膠料 | 151 | 氟橡膠膠料 | 160 |
(1)用范特霍夫方程式計算等效硫化時間
t 1/ t 2=K*EXP((t2-t1)/10)
t1—溫度為t1時的硫化時間min
t 2—溫度為t2時的硫化時間min
K—硫化溫度系數(shù)(通常K=2)
(2)阿累尼烏斯方程計算等效硫化時間
In(t 1/t 2)=E*((t2-t1)/t1*t2)/R
t1—溫度為t1時的硫化時間min
t 2—溫度為t2時的硫化時間min
t1主動性、t2—硫化溫度K
R—氣體常數(shù)(R=8.3143J.mol-1.K-1)
E—硫化反應(yīng)活化能,由實驗測得要素配置改革,kJ/mol
利用以上公式可算出不同溫度下的等效硫化時間體系,據(jù)試驗表明用阿累尼烏斯公式計算結(jié)果比范堆夫公式更準確保障性。
二帶動產業發展、硫化溫度系數(shù)
硫化溫度系數(shù)K是一個重要的硫化工藝參數(shù)。而且K值隨膠料配方和硫化溫度而變化十分落實,表2-5列出了幾種膠料在不同溫度下的K值倍增效應。
膠料種類 | 溫度范圍℃ | |||
120-140 | 140-160 | 160-170 | 170-180 | |
天然橡膠 | 1.70 | 1.6 | —— | —— |
丁苯橡膠-30A | 1.5 | 1.5 | 1.95 | 2.3 |
氯丁橡膠 | 1.7 | 1.7 | —— | —— |
丁基橡膠 | —— | 1.67 | 1.8 | —— |
丁基橡膠-18 | 1.85 | 1.6 | 2.0 | 2.0 |
丁基橡膠-26 | 1.85 | 1.6 | 2.0 | 2.0 |
丁基橡膠-40 | 1.85 | 1.5 | 2.0 | 2.0 |
可采用硫化儀測各參數(shù),然后計算K值
三設施、硫化仿真和微機群控系統(tǒng)
1需求、 硫化熱傳導(dǎo)的計算
在橡膠制品的加熱硫化過程中,溫度總是由制品的表面?zhèn)鬟f到中心層的組合運用,橡膠是一種熱不良導(dǎo)體更讓我明白了,由表面?zhèn)鬟^來的熱能需經(jīng)一定的時間才能傳遞到中心層里。傳熱過程溫度與時間關(guān)系的測定積極,除了直接測溫法探索,即將測溫單元(熱電隅)埋在需測溫的部位,記錄溫度和時間關(guān)系以外產業,另一種是用理論計算滿意度,
(1) 薄層制品的熱傳導(dǎo)計算
公式:ts-tc/(ts-to)=S(Z)
ts—薄板的表面溫度℃
tc—薄板的中心溫度℃
to—薄板的原始溫度℃
S(Z)是一種無窮級數(shù),數(shù)值可查表可持續。
得主要抓手,由t=ZL2/a算出加熱傳導(dǎo)時間
(2) 多層制品的熱傳導(dǎo)計算
雖然多層制品幾何形狀復(fù)雜,但傳熱方式和無界薄板非常相似構建,熱量只向厚度方向傳遞創新科技,可以忽略邊界的影響。因此仍然可以沿用無界薄板的計算公式進行熱傳導(dǎo)計算共創輝煌。
設(shè)基準層的熱擴散率為a1具有重要意義,則要將熱擴散率為a2的膠層的厚度L2換算成基準層的當(dāng)量厚度(設(shè)為L2C),按下式計算
L2C=L2*(SQRT(a1/a2))
得,由t=ZLc2/a算出加熱傳導(dǎo)時間
(3)立方體精準調控、短圓柱體等制品的熱傳導(dǎo)計算
1)長為L功能,寬為M的方形長棒制品
ts-tc/(ts-to)=S(at/L2)S(at/M2)
2 )長為L,寬為M,高為N的立方制品
ts-tc/(ts-to)=S(at/L2)S(at/M2) S(at/N2)
3)半徑為R,長為L的圓柱制品
ts-tc/(ts-to)=C(at/R2)S(at/L2)
注:t—熱傳導(dǎo)時間,s
長度單位為cm
(4)熱擴散率a的確定
熱擴散率 a 是熱傳導(dǎo)計算的一個非常重要的參數(shù)解決。從物理意義說預期,a 是衡量物料導(dǎo)熱時溫度變化快慢的一個標志敢於監督,其大小決定于材料的性質(zhì)。
公式:a=(p1a1+p2a2+…..)/s
a— 所求膠料的熱擴散率結構,cm2/s
a1 重要的作用、a2….—各種配合劑的熱擴散率,cm2/s
p1 規模最大、p2—各種配合份數(shù)
S —配合劑總份數(shù)S= p1+ p2….
2穩中求進、硫化條件的選取和確定
壓力、溫度和時間等是構(gòu)成硫化工藝條件的主要因素最深厚的底氣,它們對硫化質(zhì)量有決定性影響協同控製,通常稱為“硫化三要素"。
一般說來傳遞,測出正硫化時間后試驗,并不等于找到了具體產(chǎn)品的最宜硫化條件,還必須考慮以下因素開展攻關合作。
1) 制品的厚度製度保障。因為正硫化時間一般只適用厚度不到6mm的制品,若厚度超過6mm時的有效手段,則應(yīng)在正硫化時間的基礎(chǔ)上另加滯后時間統籌推進。這個滯后時間決定于導(dǎo)熱速率,而不取決于外溫關鍵技術,所以盡管硫化溫度提高了解情況,但滯后時間并不相應(yīng)縮短,大致厚度增加1mm表現,滯后時間需增加47s特點。
2) 膠料的導(dǎo)熱系數(shù),隨配方而異結論。
3) 制品材料結(jié)構(gòu)中有無非橡膠材料也考慮進去和諧共生,它們的導(dǎo)熱能力不同于橡膠。
4) 模型尺寸適應性強、模型材料(例如鋁模的導(dǎo)熱效果超過鋼模)以及平板類型也都會影響硫化溫度和硫化時間技術交流。
(1) 確定硫化條件的程序
1) 通過膠料的物理性能試驗及工藝設(shè)備確定產(chǎn)品硫化溫度。
2) 按照確定的硫化溫度拓展,通過試驗確定硫化時間創造更多、硫化平坦時間及硫化溫度系數(shù)。
如果產(chǎn)品厚度在6mm以下不斷進步,則通過以上兩步就可以求出正硫化條件工藝技術,如果厚度超過6mm,則要繼續(xù)按照下述步驟進行規模。
3) 根據(jù)上述資料定硫化時間及升溫階段的硫化條件近年來。并由此算出各層溫度曲線和硫化溫度講道理,掌握制品各層溫度變化情況。
4) 根據(jù)硫化溫度和硫化時繪出硫化效應(yīng)圖技術先進,求出各層部位的硫化效應(yīng)面積更多的合作機會。
5) 核對各層硫化效應(yīng)是否位于各層膠料的平坦范圍內(nèi),如不符合健康發展,應(yīng)修改硫化時間有效保障,直到各層的硫化效應(yīng)均在平坦時間以內(nèi)為止。
6) 近計算好的硫化條件長效機製,用實物進行硫化講實踐,以熱電偶測定產(chǎn)品各部位各層次的實際升溫曲線。
(2) 用硫化效應(yīng)法確定硫化條件③④⑤
①硫化效應(yīng)
E=Iit
E —硫化效應(yīng)
Ii—硫化強度
t—硫化時間製高點項目,min
硫化強度是膠料在一定溫度下為產業發展,單位時間內(nèi)所達到的硫化程度。它與硫化溫度系數(shù)和硫化溫度有關(guān)有所增加。
Ii=K*EXP((t-100)/10)
其中t—硫化溫度℃
K—硫化溫度系數(shù)
②硫化強度。硫化強度是硫化效應(yīng)中應(yīng)用的工藝參數(shù)更高要求,根據(jù)硫化強度和硫化溫度系數(shù)的關(guān)系越來越重要的位置,可得到不同硫化溫度下的硫化強度值。
(2) 厚制品硫化條件的確定
① 硫化效應(yīng)共同學習。用硫化效應(yīng)確定硫化條件的原則順滑地配合,一般只適于薄壁制品,此時壁厚影響可以忽略效高。但膠料的熱傳導(dǎo)問題對厚制品來說則情況不同前沿技術。橡膠是一種熱不良導(dǎo)體,隨著制品厚度的增大性能,外層和內(nèi)層之間的溫差也增大多種方式,所以在相同的硫化時間所取得的各層硫化效應(yīng)就不相等。但是技術創新,由于每一種膠料的硫化曲線中都有一段平坦范圍深入交流研討,只要各層膠料的硫化效應(yīng)都處于試片膠料的最大和最小硫化效應(yīng)范圍這內(nèi),則其物理機械性能就可相近廣泛應用。為此關註度,在確定厚制品的硫化條件時,首先要算出各層的硫化效應(yīng)哪些領域,然后使其處于膠料試片的最大和最小硫化效應(yīng)范圍內(nèi)敢於挑戰,要使內(nèi)層的硫化效應(yīng)大于試片最小硫化效應(yīng),外層的硫化效應(yīng)小于試片最大硫化效應(yīng)建立和完善。
為了計算各層的硫化效應(yīng)提供了遵循,首先必須知道各層的溫度堅持先行。各層的溫度一般可用熱電偶測知,也可以用熱傳導(dǎo)的計算求得管理。
公式:E =△t((I0+Im)/2+ I1+I2+…+Im-1)
式中△t—測溫的間隔時間(通常取時間間隔為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為t1的硫化強度
Im-1—最后一個間隔時間溫度為tm-1的硫化強度
② 等效應(yīng)硫化時間法優化上下。等效硫化時間也可用來確定厚壁制品的硫化時間,即將制品的硫化效應(yīng)換算為膠料試片的等效硫化時間tE檢驗它是否達到正硫化模樣。
換算公式為tE=E/I t
tE—為試片的等效硫化時間
I t—試片在t溫度下的硫化強度
E—制品的硫化效應(yīng)
計算出tE便可直接由試片測出的正硫化時間進行比較生產體系,只要tE落在試片的最小和最大的硫化時間范圍內(nèi),就說明制品已達到了正硫化很重要。