硫化工艺课程

硫化工艺课程
二.什么是硫化：
1.在加热或辐射的条件下，胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应，由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，并使胶料的物理机械性能及其它性能随之发生根本的变化，这一过程称为硫化。

2.硫化交联反应是在一定的温度、时间、压力的条件下完成的，这些条件称为硫化条件。

3.橡胶的硫化历程可分四个历程：焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化阶段、过硫阶段。

3.1.焦烧阶段：
是热硫化开始前起延迟作用的时间。

它的时间长短决定与配方、促进剂的影响。

胶料有热积累的特性，所以胶料的实际焦烧时间包括橡胶在混炼、热炼、存放中消耗的焦烧时间＋胶料在模具加热中保持流动的时间。

3.2.热硫化阶段：
是指在热硫化反应中的交联阶段，逐渐产生网构，使得胶料弹性，拉伸强度急剧上升，热硫化时间的长短决定于胶料配方。

3.3. 平坦硫化阶段：
硫化交联反应已经完成。

随后发生交联键重新排列、裂解等反应，因此胶料强度曲线出现了平坦区，它的时间长短决定于胶料配方。

因为这一阶段硫化胶保持最佳阶段，所以作为选定产品的硫化时间的范围。

3.4.过硫阶段：
相当于硫化反应中网状结构形成的后期，交联键发生重排，以及交联键和链段热降解的反应。

因此胶料的拉伸性能显著下降。

4.硫化的三要素
4.1.温度：
温度的作用，开始时，可以软化胶料，促进胶料流动。

提高硫化反应，促进硫化交联，同时对活性剂、促进剂、硫化剂等进行活化。

天然胶最适意的硫化温度是145～155℃。

最好在155℃以下。

丁睛橡胶的最适意的硫化温度是165～170℃。

天然胶硫化温度超出硫化温度范围，有可能发生硫化返原现象，也可能产生热撕裂，影响胶料流动，和粘合性，易出现缺胶，接头不良、尺寸超差、飞边过厚。

硫化温度低，硫化速度慢，生产效率低。

4.2.压力
胶料在硫化过程中，由于胶料中含有水分蒸发以及所包含的空气释出，导致产生内压，这种内压使胶料产生气孔，为了防止这种现象产生，硫化时，就必须施加大于胶料可能发生内压的硫化压力。

压力可以闭合模具，使胶料充满模具，材质密致，使胶料和金属件彼此粘合紧密。

压力可使花纹清晰，尺寸符合要求。

可以挤出胶料中的气泡。

使制品表面光滑，一般厚制品，高硬度制品和异型结构制品需要压力大，一般模具型腔压力不低于7.0～30Mpa。

如果压力过大，可能造成加速橡胶分子热降解，加速老化。

在生产过程中，采用的压力所遵循的原则是：产品厚的、层数多的、结构复杂的、硬度高的采用大的压力。

薄制品、硬度低的采用小的压力。

4.3时间
时间是保证硫化反应进行，使制品达到正硫化状态的重要参数，尤其是保证厚制品从内到外达到正硫化时间，时间的控制取决于胶料的配方、产品的形状，厚度，胶料的硫化的体系，硫化时间过长，容易过硫，胶料的物理性能下降，热撕裂性下降，时间过短，出现欠硫，粘模等质量问题。

5.硫化方法
5.1按硫化工艺分：室温硫化，加热硫化。

5.2加热硫化分：平板硫化机硫化，硫化罐硫化，连续硫化。

5.3平板硫化机硫化分模压，移模，注压硫化。

6.硫化工艺要求
硫化是关键的工艺过程，因此必须对胶料，硫化设备，半成品，模具工装及操作提出具体的要求
6.1对胶料的要求胶料的焦烧性能要好，正硫化时间短，硫化平坦线长，胶料流动性好。

6.2对半成品胶料的要求半成品胶料的几何尺寸，及单耗应符合技术要求，外观无污染，无杂质，表面平整。

6.3.对硫化设备要求能够保证温度，压力，时间的控制，热板温度均匀。

注压缸压力无泄漏，平板的平行度好。

6.4.对硫化工装要求启模板的硬度应低于模具的硬度。

不准用损伤模具的砂纸打磨模具。

严禁用扳手、铁榔头、螺丝刀等易损伤模具的工具启模。

6.5.对操作人员的要求要做到三按、三对、三定。

三按是指按工艺、按标准、按硫化条件。

三对是指对胶料、对模具、对骨架。

三定是指定时间、定温度、定压力。

要正确的使用模具，轻拿轻放，不能用硬度高于模具的材质启模工具。

启模时模具的工作面朝上放，硫化产品取出时，要仔细轻取，对旁承，K6模具的型腔要防止碰撞，避免损伤模具型腔和光洁度。

合模时要注意对准定位销，判断模具的装配方向。

多层模的注意各部分不能倒置、装反顺序，金属骨架也不能装反。

硫化时要慢加压，轻合模，防止胶料被高压挤出模
腔。

及时的清理模腔里的残留杂胶边，根据硫化机的的吨位，正确地选择模具，压力按工艺要求进行。

模具应按工艺要求定期清洗。

7.模压硫化
7.1.准备工艺手工法在批量较少的情况下用手工备料，主要用剪刀、和刀，配备天平，台秤，将胶片剪成一定的规格尺寸，形状的胶块，胶片，并经严格的称量后备用，为了防止粘连，污染，一般用带隔离布的料板，将胶胚整齐摆放。

半成品胶料的停放时间不得小于24H,不多于72H.
机械法，在批量较多的情况下，采用机械备料，主要采用切胶机，冲切机，螺杆压出机，根据需要将胶片冲、切、压出成所需要的规格，形状，和重量的半成品，备用。

整齐的放置在料板上，
7.2半成品胶料和骨架的预处理
模型制品的预处理，包括金属件，夹布制品的浸浆，与制备它们对模制过程很重要，特别是胶料和金属骨架的预热是硫化过程中很重要的过程，它能缩短硫化时间，使胶料顺利的注压到模腔里去，并且能够使胶料和金属骨架同步硫化。

在硫化过程中由于胶料中的水分和吸湿性材料的水分，受热后容易产生气体，膨胀，从而导致制品产生气泡，为此，在合模加压后，宜将压力机卸压一次或多次，以使气体排出。

目前，200T抽真空平板硫化机有抽真空装置，生产出来的产品没有气泡。

在模压过程中，多余的胶会流入溢胶槽，借以排出胶料中的气泡，并使胶料充满模腔，提高胶的密致密性，因此，一定量的余胶是必须的，一般余胶量为产品的10%。

但余胶过多，会造成影响产品的尺寸。

8.模具表面的污染及清洗的办法
8.1.模具污染的原因及分析引起模具污染的物质由胶料向模具转移，这些物质通过黏附和沉积，对模具进行污染。

生成污染沉积物并附在模具的表面。

污染物受热氧化而炭化，变硬，有时会脱落，使产品致残。

3.2.模具清洗分两种，机械处理用金属刷或砂布打磨，大型模具用喷砂处理。

这样会损伤模具的表面。

慎用。

化学处理模具用超声波配合化学试剂，效果好，不损伤模具。

用氢氧化钠碱溶液，把水温提高到70～85左右，把模具放到里面去煮，时间2H。

然后将模具用清水冲洗，用压缩空气吹干。

9.常见的质量缺陷，与改进办法
9.1.焦烧与缺陷混炼胶在混炼停放，热炼，压延，压出，成型，及硫化前的操作烘胶，都会受到热的作用，使热历史不断增加，如果热历史增加过快，时间过长，都会使胶料在硫化前出现交联，就会造成减少胶料的流动性，使产品缺胶，胶料流动痕迹，产品尺寸收缩过大，胶料与金属骨架粘合不好，
焦烧原因，混炼时，在加硫化剂时，胶温未将下来，预热时，胶料在预热机上停留时间过长，或容量过大。

烘胶时间过长，夏天，胶料储存时间过长。

解决措施，配方的焦烧的时间要适宜，硫化速度过快的，硬度高的配方，在夏季适当减少促进剂的含量，加入防焦剂，并采用胶料的先后顺序来使用胶料。

并注意回车胶料的掺用比例不超过30%。

9.2.门尼粘度与缺陷
胶料的门尼粘度值不适当，是造成制品硫化缺陷的重要原因之一，造成产品表面缺胶，流动痕迹，气泡，气泡瘢痕原因是胶料的粘度过高，压力无法推动胶料流动，胶料粘性不足，胶料融合性差，胶料焦烧时间短，在胶
料未能充分流动，就开始交联硫化。

造成气泡的原因是胶料粘度过低，模内的空气未完全排净前，胶料受热把模具缝口堵住，由于存留的空气传热较差，造成局部欠硫瘢痕和气泡。

常见硫化质量缺陷的原因和一般的解决办法
目前生产的K6轴箱橡胶垫，
JC 双作用弹性旁承，转向架轴向橡胶垫常见的质量问题，及解决办法。