硫化曲线教材

硫化曲线教材Last revision on 21 December 2020

硫变仪以及硫化曲线的介绍

------ 硫变仪原理简介、硫化曲线解读（教材）

1. 硫化的定义及示意图：

图：高分子链的支化与交联示意图

（a）无规支化高分子；（b）梳形高分子；（c）星形高分子；（d）交联网络

2. 定义：

橡胶硫化测试仪，简称为硫变仪，是指在橡胶硫化过程中连续测定胶料硫化性

能的全部变化，并具有较高的测试精度的仪器，生产橡胶制品的厂家可以用它

进行橡胶的均匀性、重现性、稳定性的测试。并且进行橡胶配方设计和检测，

目前主要应用于批量生产橡胶硫化特性的检测和管控。

3. 分类：

根据其有无转子分为：有转子流变仪、无转子流变仪.

有转子流变仪及无转子流变仪的主要区别：

有转子流变仪测试时试样温度达到稳定所需要时间长；而无转子则较快。

有转子的转子与胶料产生的磨擦力也计入胶料剪切模量的数据中，对数据的重现性有一定的影响。

4、硫化曲线

实验原理

从流变学的观点可以说，迄今为止，各种流变仪所采用的原理本质上是一致

的，即模压在模腔内的试样连续的承受恒定的小振幅和低频率的正弦剪切变

形，由测力传感器测定剪切应力，以转矩单位表示，即胶料的剪切模量，当试

样规格、厚度、振幅角和实验温度一定时，所测定的剪切应力与交联点密度成

正比关系，记录下的剪切应力—时间的曲线便是硫化曲线。

.硫化曲线参数：

ML ——最低转矩，N·m （kgf·cm ）

MH ——到达规定时间之后仍然不出现平坦曲线或最高转矩的硫化曲线，所达到的最高

转矩N·m

（kgf·cm ）

TS1——从实验开始到曲线由最低转矩上升 N·m （kgf·cm ）时所对应的时间，

MIN

TS2——从实验开始到曲线由最低转矩上升 N·m（kgf·cm）时所对应的时间，MIN

TC（x）——试样达到某一硫化程度所需要的时间，即试样转矩达到ML+X（MH-ML）

时

所对应的时间，MIN（注：如X取值，即TC50，X取.9，即TC90）

.硫检参数的意义：

ML：表示胶料的流动性，ML越低，流动性越好，反之，越差。

MH：表征胶料的胶料的剪切模量、硬度、定伸强度和交联密度，一般MH越低，硬度越低，MH越高，硬度越高。

TS2：表征胶料的操作安全性，TS2越短，表示胶料越容易发生死料，产品在生产时容易产生缺料不良。反之，TS2越长，虽然操作安全性提高，但是产

效会变低，成本会增加很多，故TS2对胶料的加工、配方设计具有很重要

的意义。

TC90：主要用来评估胶料在成型生产时的一次加硫条件,TC90过长表示硫化速度偏慢，会导致产品硬度低，产效低。

5. 流变仪的试验影响因素

试验温度

硫化既然是一种化学反应过程，无疑温度对反应速度是一个重要因素。随着温度提高其诱导期缩短，硫化速度加快.当温度相当高时配方中原材料变量的信息受到掩盖. 胶料硫化过程是一个在一定温度和压力作用下受力的过程。如果温度或压力稍有变化，就会对测量的硫化曲线产生很大影响。目前，压力一般较容易控制。通过带有压力表的硫化仪就可以达到稳定的压力。供给硫化仪的气压必须在任何时候都

高于硫化仪所设定的额定气压。而温度控制是各厂家一直强调的主要技术指标。我厂硫化仪采用进口温控表，模腔温度波动≤±0.1℃，温度恢复时间≤2min。

硫化仪的振荡频率：大部分国内使用的硫化仪都采用100转/分钟的转动频率。转动速度对硫化仪的影响主要是使得测量的过程加快。相对于最早3转/分钟的设备来说，100转/分钟在测量时更加适用于高温快检等方面使用。各种频率测量的硫化数据结果不同，但都可以用于橡胶硫化的检测。

硫化仪的摆动角度：

按照标准，有转子硫化仪的摆角应为1°或3°；无转子硫化仪的摆动角度应为1°或°，初配置均为1°。摆动角度对于硫化数据的影响和频率相似，各种角度测量的硫化数据结果不同，但都可以用于橡胶硫化的检测。角度越大，施加于胶样上的扭矩就越大，测量得到的数据就越大，当增至某一临界值时，会引起产品和转子打滑，试样产生破裂。对于特别软的橡胶宜采用大角度的摆动。反之，硬胶采用小一些的摆动角度就可。总之，选用不同摆角的目的都是为了能更清楚的显示测量数据。现在所有数据都是计算机或单片机计算，数据再小也可以分辨，对于一般橡胶硫化来说，变化角度的实用性不大，标配角度足以适用于所有橡胶。

其他

除上述三个主要影响因素外，还有像试样承受压力、转子或模腔的脏污、模腔的形状、试样的体积对测量均有不同程度的影响.