橡胶硫化与硫化工艺
橡胶硫化的几种常见方式
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橡胶硫化的几种常见方式一、传统橡胶硫化工艺1、影响硫化工艺过程的主要因素:硫磺用量。
其用量越大,硫化速度越快,可以达到的硫化程度也越高。
硫磺在橡胶中的溶解度是有限的,过量的硫磺会由胶料表面析出,俗称“喷硫”。
为了减少喷硫现象,要求在尽可能低的温度下,或者至少在硫磺的熔点以下加硫。
根据橡胶制品的使用要求,硫磺在软质橡胶中的用量一般不超过3%,在半硬质胶中用量一般为20%左右,在硬质胶中的用量可高达40%以上。
硫化温度。
若温度高10℃,硫化时间约缩短一半。
由于橡胶是不良导热体,制品的硫化进程由于其各部位温度的差异而不同。
为了保证比较均匀的硫化程度,厚橡胶制品一般采用逐步升温、低温长时间硫化。
2、硫化时间:这是硫化工艺的重要环节,时间过短,硫化程度不足(亦称欠硫)。
时间过长,硫化程度过高(俗称过硫)。
只有适宜的硫化程度(俗称正硫化),才能保证最佳的综合性能二、橡胶硫化工艺方法按硫化条件可分为冷硫化、室温硫化和热硫化三类。
1、冷硫化可用于薄膜制品的硫化,制品在含有2%~5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸渍,然后洗净干燥即可。
2、室温硫化时,硫化过程在室温和常压下进行,如使用室温硫化胶浆(混炼胶溶液)进行自行车内胎接头、修补等。
3、热硫化是橡胶制品硫化的主要方法。
根据硫化介质及硫化方式的不同,热硫化又可分为直接硫化、间接硫化和混气硫化三种方法。
①直接硫化,将制品直接置入热水或蒸汽介质中硫化。
②间接硫化,制品置于热空气中硫化,此法一般用于某些外观要求严格的制品,如胶鞋等。
③混气硫化,先采用空气硫化,而后再改用直接蒸汽硫化。
此法既可以克服蒸汽硫化影响制品外观的缺点,也可以克服由于热空气传热慢,而硫化时间长和易老化的缺点。
三、橡胶硫化工艺:橡胶在未硫化之前,分子之间没有产生交联,因此缺乏良好的物理机械性能,实用价值不大。
当橡胶加入硫化剂以后,经热处理或其他方式能使橡胶分子之间产生交联,形成三维网状结构,从而使其性能大大改善,尤其是橡胶的定伸应力、弹性、硬度、拉伸强度等一系列物理机械性能都会大大提高。
了解硅橡胶制品第一阶段硫化和第二阶段硫化
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关于硅橡胶一次硫化和二次硫化的介绍
一般的硅橡胶制品分为两次硫化,那么先为大家介绍第一阶段硫化,
我们通常说的生胶混炼胶就是把硫化剂,脱模剂等和生胶一起炼制,然后通过高温模压,在硫化剂的作用下产品成型,这就是第一次硫化的过程;
什么是二次硫化呢?
二次硫化将成型产品放入烤箱或者其他加热烘烤设备进行高温加热烘烤。
那么问题来了!
二次硫化有什么作用?为什么要进行二次硫化?
硅橡胶采用一次硫化时,过氧化物分解引发高聚物反应后,生成了低分子化合物(如苯和苯甲酸等)存在于硅橡胶中将影响硅橡胶机械性能。
况且硅橡胶在第一阶段加热成型后,其交联密度不够,要使其进一步硫化反应才能增加硅橡胶的密度. 拉升强度,回弹性,硬度,溶胀程度,密度,热稳定性都比一次硫化有较大的改善.如果不进行二次硫化,也许生产的硅胶性能上受到一定的影响,得不到性能更好的产品.一次硫化的参数与二次硫化的参数可能不同,这与实际操作有关!
那么问题又来了!
二次硫化的温度和时间有哪些要求呢?
这个问题应与实际生产的产品联系起来,二次加流温度应与一次加流温度相近,根据所生产的产品,比如P+R的产品二次加流温度应该控制在110-120之间;硅胶+五金的产品应该控制在150-190之间;纯硅橡胶产品也分高温胶和低温胶,二次加流温度应与一次加流温度相近。
二次加流的时间一般在2-4个小时,如有特殊要求的产品,根据时间情况进行二次加流!
好了关于硅胶加流,就浅谈到这里,如有哪些方面不明白或者小编没有介绍清楚的地方可以咨询公司技术人员!。
橡胶硫化过程的四阶段:起硫、欠硫、正硫和过硫
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橡胶硫化过程的四阶段:起硫、欠硫、正硫和过硫胶料在硫化时,其性能随硫化时间变化而变化的曲线,称为硫化曲线。
从硫化时间影响胶料定伸强度的过程来看,可以将整个硫化时间分为四个阶段:硫化起步阶段、欠硫阶段、正硫阶段和过硫阶段。
1)硫化起步阶段(又称焦烧期或硫化诱导期)硫化起步的意思是指硫化时间胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动那一点的时间。
硫起步阶段即此点以前的硫化时间。
在这一阶段内,交联尚未开始,胶料在模型内有良好的流动性。
胶料硫化起步的快慢,直接影响胶料的焦烧和操作安全性。
这一阶段的长短取决于所用配合剂,特别是促进剂的种类。
用有超速促进剂的胶料,其焦烧比较短,此时胶料较易发生焦烧,操作安全性差。
在使用迟效性促进剂(如亚磺酰胺)或与少许秋兰姆促进剂并用时,均可取得较长的焦烧期和良好的操作安全性。
但是,不同的硫化方法和制品,对焦烧时间的长短亦有不同要求。
在硫化模压制品时,总是希望有较长的焦烧期,使胶料有充分时间在模型内进行流动,而不致使制品出现花纹不清晰或缺胶等到缺陷。
在非模型硫化中,则应要求硫化起步应尽可能早一些,因为胶料起步快而迅速变硬,有利于防止制品因受热变软而发生变形。
不过在大多数情况下仍希望有较长的焦烧时间以保证操作的。
2)欠硫阶段(又称预硫阶段)硫化起步与正硫化之间的阶段称为欠硫阶段。
在此阶段,由于交联度低,橡胶制品应具备的性能大多还不明显。
尤其是此阶段初期,胶料的交联度很低,其性能变化甚微,制品没有实用意义。
但是到了此阶段的后期,制品轻微欠硫时,尽管制品的抗张强度、弹性、伸长率等尚未达到预想的水平,但其抗撕裂性耐磨性和抗动态裂口性等则优于正硫化胶料。
因此,如果着重要求后几种性能时,制品可以轻微欠硫。
3)正硫阶段大多数情况下,制品在硫化时都必须使之达到适当的交联度,达到适当的我联度的阶段叫做正硫化阶段,即正硫阶段。
在此阶段,硫化胶的各项物理机械性能并非在同一时都达到最高值,而是分别达到或接近最佳值,其综合性能最好。
橡胶生产六大工艺
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橡胶生产六大工艺橡胶是一种广泛应用于工业和日常生活中的重要材料,其生产过程通常包括六大工艺。
本文将详细介绍这六大工艺,包括橡胶的采集、研磨、混炼、成型、硫化和加工。
第一大工艺是橡胶的采集。
橡胶主要来自于橡胶树的树液,树液在被采集后会流入集液器中。
采集橡胶树的树液需要注意采集时间和方式,以免对树液的质量和树木的健康造成不良影响。
第二大工艺是橡胶的研磨。
在研磨过程中,橡胶块被切碎成小颗粒,以便后续的混炼和成型工艺。
研磨的目的是使橡胶颗粒的尺寸和形状更加均匀,提高橡胶的可塑性和可加工性。
第三大工艺是橡胶的混炼。
混炼是将橡胶颗粒与其他添加剂(如增塑剂、硫化剂等)进行混合,以改善橡胶的性能。
混炼的过程中需要控制温度、时间和混炼机械的运行状态,确保橡胶与添加剂充分混合均匀。
第四大工艺是橡胶的成型。
成型是将混炼好的橡胶料通过挤出、压延、压制等方式制成所需的形状。
成型过程中需要根据产品的要求选择合适的成型设备和工艺参数,保证产品的尺寸和性能符合要求。
第五大工艺是橡胶的硫化。
硫化是橡胶加工中非常重要的一步,通过加热橡胶制品与硫化剂反应,使橡胶分子之间形成交联结构,提高橡胶的强度、耐磨性和耐老化性能。
硫化过程中需要控制硫化温度和时间,以及硫化剂的种类和用量,确保橡胶制品的质量。
最后一大工艺是橡胶的加工。
加工是指对硫化好的橡胶制品进行后续处理,包括修整边角、打磨表面、安装配件等。
加工的目的是使橡胶制品的外观更加美观,尺寸更加精确,以满足客户的需求。
通过以上六大工艺,橡胶从采集到最终成品的过程得以完整实现。
这些工艺相互衔接,每个环节都至关重要,对橡胶制品的质量和性能有着重要影响。
因此,在橡胶生产过程中,需要严格控制每个工艺的参数和操作方法,确保橡胶制品达到设计要求,并具有优良的性能和可靠的质量。
总结起来,橡胶生产的六大工艺包括采集、研磨、混炼、成型、硫化和加工。
这些工艺环环相扣,每个环节都不可或缺。
只有在每个工艺环节都严格把控,才能生产出优质的橡胶制品。
橡胶制品的硫化
![橡胶制品的硫化](https://img.taocdn.com/s3/m/c2343d7a814d2b160b4e767f5acfa1c7aa008213.png)
橡胶制品的硫化在橡胶制品生产中,硫化是最后的一个加工工序。
1.硫化方法硫化方法按硫化条件分,可以分为冷硫化、室温硫化和热硫化三种;按硫化介质分,可以分为直接硫化法、间接硫化法和混气硫化法;按硫化的生产方式分,可以分为间歇硫化和连续硫化。
其中冷硫化多用于薄膜浸渍制品的硫化,室温硫化一般用于自硫胶浆等硫化,热硫化则是大多数橡胶制品采用的硫化方法,它按硫化设备分,可以分为硫化罐硫化、平板硫化机硫化、个体硫化机硫化和注压成型机硫化等。
2.硫化三要素硫化的压力、温度和时间是构成硫化工艺条件的主要因素,这些因素对产品硫化质量有决定性的影响,通常称为“硫化三要素”。
⑴硫化温度硫化温度的高低决定于胶料配方中的橡胶品种和硫化体系,也与产品形状、大小、厚薄等因素有关。
过高的温度会引起橡胶分子链的裂解和发生硫化返原现象,使性能下降。
较低温度硫化会严重影响生产效率。
各种橡胶最适宜硫化温度见下表。
胶种适宜硫化温度,℃胶种适宜硫化温度,℃天然橡胶143(≤160℃)丁基橡胶170丁苯橡胶150(100~190℃)三元乙丙橡胶160~180异戊橡胶151丁腈橡胶180(100~190℃)顺丁橡胶151硅橡胶160(二次硫化,200℃)氯丁橡胶151(≤170℃)氟橡胶160(二次硫化≥200℃)*括号内表示硫化温度范围。
⑵硫化压力硫化压力使胶料容易流动,同时使胶料中的气泡(挥发份或空气)容易排出,另外,还可以提高胶料的致密性和提高胶料与骨架材料的密着性。
随着硫化压力的增加,硫化胶的一些物理机械性能,如强度、动态模数、耐疲劳性、耐磨性等相互提高。
几种硫化工艺所采用的硫化压力。
硫化工艺加压方式压力,MPa轮胎硫化内压过热水加2.2~2.8压平板加压24.5 模型制品硫化传送带硫化平板加压0.9~1.6运输带硫化平板加压 1.6~2.5注压硫化注压机加压120~150蒸汽加压0.3~0.5 胶管直接蒸汽硫化胶鞋硫化热空气加压0.2~0.4胶布直接蒸蒸汽加压0.1~0.3 汽硫化⑶硫化时间与硫化速率、硫化程度的关系硫化时间决定于胶料配方、硫化温度和压力,以正硫化时间表示。
橡胶硫化处理
![橡胶硫化处理](https://img.taocdn.com/s3/m/ef8b3f732f3f5727a5e9856a561252d380eb20ad.png)
橡胶硫化处理
橡胶硫化处理是一种常用的橡胶加工工艺,通过加入硫化剂和硫化促进剂,将橡胶中的双键与硫化剂反应,形成交联结构,使橡胶具有弹性和耐热性。
橡胶硫化处理的步骤如下:
1. 预处理:将橡胶进行粉碎、除尘等处理,去除杂质,提高橡胶的流动性和加工性能。
2. 配方调制:根据橡胶产品的要求,制定合适的配方,包括橡胶种类、硫化剂、硫化促进剂、填料和增塑剂等。
3. 混炼:将橡胶和配方中的其他原料进行混合研磨,通过机械剪切和摩擦产生热量,使配方中的硫化剂和硫化促进剂溶解在橡胶中。
4. 成型:将混炼后的橡胶转移到模具中,经压力和温度作用下,使橡胶成型为所需形状。
5. 硫化:将成型后的橡胶制品放入硫化箱中,控制温度和时间,使硫化剂与橡胶发生反应,形成交联结构。
硫化过程中,还可通过加入加速剂、防老剂等,控制硫化速度和增强橡胶的性能。
6. 后处理:经过硫化处理的橡胶制品进行洗涤和擦拭,去除表面的灰尘和杂质,使其达到最终的外观和品质要求。
橡胶硫化处理可以提高橡胶制品的硬度、强度、弹性和耐热性,改善橡胶制品的耐磨性和耐老化性能,使其适用于各种工业和日常用品的制造。
橡胶的硫化方式
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橡胶的硫化方式橡胶制品多种多样,硫化方法也很多,可按使用设备的种类、加热介质的种类、硫化工艺方法等来分类。
(一)硫化室温法硫化在常温常压下进行。
应用:1、胶粘剂;2、室温硫化胶浆(二)冷硫化法多用于薄膜制品的浸渍硫化。
此法硫化的产品老化性能差,目前很少使用。
(三)热硫化法1.直接硫化法(1)热水硫化法(2)直接蒸汽硫化罐硫化法(3)热空气硫化2.间接硫化法3.加压硫化法(1)压力机硫化法(2)罐式硫化机硫化法(3)个体硫化机硫化法(四)连续硫化法1.鼓式硫化机硫化法2.热空气连续硫是一种常压硫化方法,主要用于硫化雨布和胶乳制品。
特点:产品连续通过硫化室进行加热硫化。
硫化室分为三段,第一段为预热、升温,第二段为恒温硫化,第三段为降温冷却。
硫化室可用间接蒸汽加热或电热。
3.管道硫化法4.液体介质连续硫化法5.红外线硫化法红外线硫化是用红外线辐射硫化箱进行加热,使制品在红外线发热源之间通过二受到辐射加热。
红外线硫化适用于胶乳制品、雨布、密封条等薄壁制品。
6.沸腾床硫化法沸腾床的构造原理与液体硫化槽类似,床内贮存的是由固体、气体构成的悬浮系统。
沸腾床硫化的优点:热传递能力高;受热均匀;比液体介质的温度极限和化学惰性高;操作安全;不沾污成品和简化清洁工序等。
沸腾床除用于硫化橡胶制品外,还可用于金属、织物、坯料、模型的预热及原料的干燥等。
沸腾床硫化被广泛应用于无芯制品的连续硫化,如海绵条、门窗条、胶绳、胶条及异型压出制品、电线、电缆、纯胶管、薄膜制品等。
7.微波预热热空气硫化法微波预热热空气硫化法是压出制品先采用微波预热,接着让其进入热空气管道中进行硫化。
微波通常指频率在300~30000MHz之间的电磁波,只需要30~40s就可以使胶料的温度从90℃上升至190℃。
特点:微波预热热空气硫化法可以用于厚制品的硫化。
高频微波硫化法也可以用于厚制品的硫化。
具有频率高,占地少、制品清洁等优点,适用于各种尺寸和断面构型复杂的制品。
橡胶硫化工艺流程
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橡胶硫化工艺流程
《橡胶硫化工艺流程》
橡胶硫化是将天然橡胶或合成橡胶中的双键分子通过与硫磺反应而形成交联结构的过程。
这个过程是使橡胶获得耐热、耐老化、耐化学腐蚀等性能的重要方法之一。
橡胶硫化工艺流程主要包括混炼、成型和硫化三个步骤。
首先是混炼。
混炼的目的是将橡胶与填料、再生橡胶、助剂等原材料混合均匀。
混炼的过程中,要在较高温度下搅拌,使橡胶与其他原材料充分混合,以保证硫化时交联能力均匀分布。
接着是成型。
成型是将混炼好的橡胶料加工成各种成型品的步骤。
成型方法有挤出成型、压延成型、注射成型等。
成型过程不但要保证橡胶料的形状和尺寸符合要求,还要保证产品表面平整、光滑。
最后是硫化。
硫化是橡胶加工的最后一个重要工序。
硫化的目的是使橡胶中的双键分子与硫磺发生化学反应,形成交联结构,从而增加橡胶的强度、硬度和耐热性。
硫化有热硫化和冷硫化两种方法,其中热硫化是主要的硫化方法。
硫化的温度和时间对成品橡胶的性能有很大影响,需要精确控制。
通过混炼、成型和硫化,橡胶材料就可以获得所需的性能和形状,成为各种橡胶制品,如轮胎、胶管、橡胶垫等。
橡胶硫化
工艺流程是橡胶加工的重要工艺之一,其控制和优化对于生产高质量橡胶制品具有重要意义。
橡胶硫化工艺(1)
![橡胶硫化工艺(1)](https://img.taocdn.com/s3/m/955f59ddddccda38366baf3f.png)
促进剂
活化剂
硫磺
促进剂多硫化合物 橡胶
橡胶分子链的多硫化合物
分解 自由基(或离子)
橡胶
交联反应
网络 形成 阶段
交联重排、裂解、主链改性 硫化胶
第一阶段:诱导阶段
先是硫磺、活化剂、促进 剂相互作用,使活化剂在 胶料中溶解度增加,活化 促进剂,使促进剂与硫磺 之间反应生成一种活性更 大的中间产物;然后进一 步引发橡胶分子链产生可 交联的橡胶大分子自由基。
Ø 工艺正硫化时间:指硫化曲线上M90 所对应的硫化时间,即T90;
Ø 二者都是有硫化曲线得到的。
橡胶硫化工艺(1)
Ø 胶料各项性能在某一时间不可能都处于最佳
值,必须综合考虑,生产上根据某些主要指
标来选择正硫化时间,具有工程实际意义,
称为工程正硫化时间。
Ø 当制品厚度小于6mm时,采用T90作为工程正 硫化时间;而大于6mm时,脱模后仍能产生
促进剂
活化剂
硫磺 第三阶段:网络形成阶段
期 阶
促进剂多硫化合物 橡胶
此阶段的前期交联反应
段 橡胶分子链的多硫化合物 已趋完成,初始形成的
交联 反应
分解
自由基(或离子) 交联键发生网络
网络 交联重排、裂解、主链改性 趋于稳定,获得性能稳
形成 阶段
硫化胶
定的硫化胶。
橡胶硫化工艺(1)
(三)硫化曲线及其参数
ML-最小转矩 ; MH-最大转矩; ΔM-最大与最小转矩差; M10= ML +10% ΔM M 90= ML +90% ΔM ;
TH-理论正硫化时间; T10-焦烧时间,M10对应的时间; T90- 工艺正硫化时间,M90对应的时间
橡胶硫化工艺(1)
橡胶硫化工艺
![橡胶硫化工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/b192cc0aeffdc8d376eeaeaad1f34693daef10a7.png)
橡胶硫化工艺橡胶硫化工艺是将天然橡胶或合成橡胶通过硫化反应,使其具备强度、耐磨性、耐老化性等特性的一种工艺。
本文将从橡胶硫化的原理、硫化剂的选择、硫化工艺流程以及硫化后橡胶的性能等方面展开阐述。
一、橡胶硫化的原理橡胶硫化是指通过将橡胶与硫化剂在一定温度下反应,使橡胶中的双键与硫原子发生加成反应,形成交联结构的过程。
在硫化过程中,硫化剂中的硫原子会与橡胶中的双键发生反应,形成硫化橡胶。
硫化反应可以使橡胶具备耐高温、耐溶剂、耐老化等优异性能。
二、硫化剂的选择硫化剂是橡胶硫化过程中的重要组成部分,常用的硫化剂有硫、过氧化氮、过氧化物等。
硫是一种常用的硫化剂,其硫化反应速度较慢,但可以获得较好的硫化效果。
过氧化氮是一种加速剂,可以提高硫化反应速度和效果。
过氧化物则是一种高温硫化剂,适用于高温硫化橡胶。
三、硫化工艺流程橡胶硫化一般包括预硫化和硫化两个阶段。
预硫化是指在较低温度下对橡胶进行预处理,使其具备一定的硫化程度,提高硫化效果。
硫化是指在较高温度下对橡胶进行硫化反应,形成交联结构。
硫化温度一般在120℃-180℃之间,硫化时间根据橡胶种类和硫化剂的不同而定。
四、硫化后橡胶的性能橡胶经过硫化后,其性能得到显著改善。
硫化可以提高橡胶的强度、硬度、耐磨性、耐油性、耐老化性等。
硫化后的橡胶具有较好的弹性和可塑性,广泛应用于橡胶制品、轮胎、密封材料等领域。
总结:橡胶硫化工艺是将橡胶经过硫化反应,使其具备优异性能的一种工艺。
硫化剂的选择和硫化工艺流程对于硫化效果具有重要影响。
硫化后的橡胶具有较好的强度、耐磨性、耐老化性等性能,广泛应用于各个领域。
橡胶硫化工艺的研究和应用对于提高橡胶制品的品质和性能具有重要意义。
橡胶的硫化工艺
![橡胶的硫化工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/486167307ed5360cba1aa8114431b90d6d858953.png)
橡胶的硫化工艺
橡胶的硫化工艺是一种使橡胶制品获得优良性能的过程,主要通过在一定的温度和压力下,将橡胶分子交联成为网状结构来实现。
这个过程包括以下步骤:
1. 混炼:将生胶和配合剂混合在一起,在炼胶机上加工成具有可塑性的混炼胶。
2. 塑炼:通过物理方法降低生胶的弹性,增加其可塑性。
3. 压延:将塑炼胶压延成一定形状的薄片。
4. 压出:将塑炼胶通过口型压出成一定形状的橡胶半成品。
5. 硫化:在一定的温度和压力下,经过一定的时间进行化学和某些物理变化,使橡胶分子由线型结构变成网状结构的交联过程。
硫化后的橡胶制品不仅能提高强度,还获得了优良的使用性能。
同时,硫化过程中应经常注意检查压力表、安全阀等安全装置,看其是否灵敏可靠。
此外,使用的脱模剂也是易燃物质,应妥善保管和使用,以防发生火灾。
橡胶硫化工艺三要素如何确定(全收藏版)
![橡胶硫化工艺三要素如何确定(全收藏版)](https://img.taocdn.com/s3/m/849fea4c571252d380eb6294dd88d0d233d43ccd.png)
橡胶硫化工艺三要素如何确定(全收藏版)一、硫化基本概念和工艺要素硫化是橡胶制品生产的最后一个工艺过程。
在这个过程中,胶料中的生胶与硫化剂发生化学发应,由线型结构的大分子交联成为立体的网状结构的大分子,使塑性状态的橡胶转变为弹性状态的橡胶制品,从而获得完善的物理性能和机械性能和化学性能,成为有使用价值的高分子材料。
在工业生产中,这种交联反应是在一定温度,时间和压力条件下完成的,这些条件称为硫化条件。
1、橡胶的硫化反应过程诱导阶段,交联反应阶段,网状形成阶段。
2、硫化历程图烧焦阶段,热硫化阶段,平坦硫化阶段,过硫化阶段3、硫化压力一般橡胶制品在硫化时要施以压力,目的在于:1)防止制品在硫化过程产生气泡,提高胶料的致密性。
2)使胶料易于流动和充满模槽3)提高胶料与胶料的密着力4)有助于提高硫化的物理机械性能硫化加压的方式通常有下列几种:一是用液压泵通过平板硫化机把压力传递给模型,再由模型传递给胶料;二是硫化介质直接加压(如蒸汽加压);三是以压缩空气加压;四是由注压机注压等。
4、硫化温度和硫化时间硫化温度是橡胶发生硫化反应的基本条件,它直接影响硫化速度和产品质量。
硫化温度高,硫化速度快,生产效率高。
反之,硫化速度慢,生产效率低。
硫化温度高低应取决于胶料配方,其中最重要的是取决于橡胶种类和硫化体系。
但应注意的是,高温橡胶分子链裂解,至发生硫化返原现象,结果导致强伸性能下降,困此硫化温度不宜太高。
温度是硫化三大要素之一,与所有化学反应一样,硫化反应随温度升高而加快,并且大体适用范特霍夫定律,即温度每上升8~10。
C(约相当于一个表压的蒸汽压力),其反应速度约增加一倍;或者说,反应时间约减少一半。
随着室温硫化胶料的增加和高温硫化出现,硫化温度趋向两个极端。
从提高硫化效率来说,应当认为硫化温度越高越好,但实际上不能无限提高硫化温度。
首先受到橡胶导热性极小阻碍,对于厚制品来说,采用高温硫化很难使内外层胶料同时达到平坦范围;其次,各种橡胶的耐高温性能不一,有的橡胶经受不了高温的作用,如高温硫化天然橡胶时,溶于橡胶中的氧随温度提高而活性加大,引起强烈的氧化作用,破坏了橡胶的组织,降低了硫化胶的物理机械性能,第三,高温对橡胶制品中的纺织物有害为棉纤维布料超过期作废140℃时,强力下降,在240℃下加热四小时则完全破坏。
硫化橡胶工艺方法
![硫化橡胶工艺方法](https://img.taocdn.com/s3/m/60dd88f8f9c75fbfc77da26925c52cc58bd69089.png)
硫化介质和硫化工艺方法2.1 硫化介质橡胶硫化多数情况下是在加热条件下进行的,除了用电加热板传导磨具再加热胶料外,对胶料加热还需要一种能传递热能的介质,这种介质称为硫化介质。
作为优良的硫化介质的条件是:(1)具有优良的导热性和传热性;(2)具有较高的蓄热能力;(3)具有比较宽的温度范围;(4)对橡胶制品及硫化设备没有污染性和腐蚀性。
硫化介质的种类很多,常见的有饱和蒸汽、过热水、热空气、热水、过热蒸汽、熔融盐、固体微粒、红外线、远红外线、γ射线、微波等。
2.1.1 饱和蒸汽饱和蒸汽是橡胶工厂应用最为广泛的一种高效能硫化介质。
饱和蒸汽的热量主要来源于汽化潜能。
汽化潜能是指在一定压力下在沸点时单位质量的气体转化为同温度的液体所释放出的热量,所以无需温度发生变化,就能放出大量能量。
其蓄能大[150℃时的汽化潜热达2118.5 kJ/kg],给热系数(传热系数)大[150℃时,为1200~1770W/(m2·K),给热系数是指当冷热两种流体温差为1K时在单位时间内通过单位面积所传递的热量],并可以通过改变压力准确地调节加热温度(见表2-1),操作方便,成本低廉。
但所加热的温度受压力的限制,要想得到较高的温度,就必须具有较高的蒸汽压力。
这对于那些相对要求高温低压或高压低温的硫化工艺条件难以实行。
另外,由于容易产生冷凝水,造成局部低温产生局部欠硫,如果制品直接在饱和蒸汽中硫化会对制品外观产生不利影响,使表面发污和产生水渍,这就限制了它在要求外观光洁制品中如涂有亮油的胶面胶鞋硫化的使用。
2.1.2 过热水过热水是指温度在100℃以上的热水,由于为了防止水的汽化必须施加较高的压力,因而有时也称为高压过热水。
过热水也是常用的一种硫化介质,主要通过温度的降低来供热,其密度大(150℃时为4312),质量热容大,质量热容是指单位质量的物质当温度变化1K时所吸收或放出的热量,热导率大,热导率是指当壁面积为1,厚度为1,两壁间的温差是1K时,单位时间内以热传导的方式所传递的热量,给热系数大。
橡胶硫化对产品性能的变化和硫化“三要素”
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橡胶硫化对产品性能的变化和硫化“三要素”橡胶硫化是指将橡胶与硫化剂在一定条件下进行反应,形成交联结构的过程。
硫化处理可以显著改变橡胶的性能,提高其耐热性、耐候性、硬度和强度等特性。
在橡胶硫化过程中,有三个重要的要素,分别是硫化剂、硫化温度和硫化时间。
这三个要素相互作用,决定了橡胶硫化的程度和性能表现。
硫化剂是橡胶硫化的主要原料,其作用是通过和橡胶分子发生反应,形成硫化键,使橡胶分子之间形成交联结构。
常用的硫化剂有硫、硫醇、二硫化碳等。
不同的硫化剂对橡胶的硫化效果和性能表现有所不同。
硫醇硫化剂主要用于高硫化温度的硫化系统,如硫磺会引起橡胶和硫磺的黄变现象,影响橡胶的色相;二硫化碳硫化剂适用于低硫化温度的硫化系统,能改善橡胶的臭味问题。
硫化温度是指橡胶硫化反应的温度条件。
不同的橡胶材料对硫化温度的适应范围有所不同,一般在140-160摄氏度之间,过高或过低的硫化温度都会影响橡胶硫化效果。
较高的硫化温度能使橡胶硫化速度加快,但过高的硫化温度也会导致橡胶发生过硫化和老化,降低其性能指标。
过低的硫化温度则会使硫化反应进行不完全,影响橡胶硫化程度,使其性能不达标。
硫化时间是指橡胶硫化反应的时间长度。
硫化时间与硫化温度、硫化剂的选择密切相关。
在硫化反应初期,橡胶分子之间的交联结构生成较快,反应速度较快,橡胶硫化速度较快;而在硫化反应后期,生成交联结构的速度会缓慢下来。
过短的硫化时间会使橡胶硫化不完全,性能不稳定;过长的硫化时间则可能导致橡胶发生过硫化和老化。
因此,合理控制硫化时间对橡胶的性能稳定性和品质是非常重要的。
1.提高橡胶的物理和机械性能:橡胶硫化后,交联结构的形成使得橡胶具有更高的强度、硬度和拉伸性能。
硫化后的橡胶具有更好的抗撕裂性能、抗压缩性能和耐磨性能。
2.提高橡胶耐热性和耐候性能:橡胶硫化后,交联结构密度增加,使得橡胶的耐热性和耐候性能得到显著提高。
硫化后的橡胶具有更好的耐高温性能、耐低温性能和抗氧化性能。
橡胶硫化处理
![橡胶硫化处理](https://img.taocdn.com/s3/m/c01b7794185f312b3169a45177232f60ddcce71b.png)
橡胶硫化处理摘要:1.橡胶硫化处理的概念和原理2.橡胶硫化处理的方法3.橡胶硫化处理的影响因素4.橡胶硫化处理的应用领域5.橡胶硫化处理的发展前景正文:一、橡胶硫化处理的概念和原理橡胶硫化处理是一种改善橡胶性能的重要工艺。
橡胶在经过硫化处理后,其物理、化学和机械性能都会得到显著提高,从而满足各种应用场景的需求。
橡胶硫化处理的原理是在一定的温度和压力下,使橡胶中的双键与硫磺发生反应,形成稳定的硫化橡胶。
二、橡胶硫化处理的方法橡胶硫化处理主要有以下几种方法:1.常规硫化:通过硫磺和促进剂的作用,使橡胶在一定温度下进行硫化。
这是最常用的硫化方法,适用于天然橡胶、合成橡胶等。
2.动态硫化:通过在橡胶中加入特殊的硫化剂,使橡胶在动态应力作用下进行硫化。
这种方法适用于生产轮胎等需要良好韧性和耐磨性的产品。
3.辐射硫化:通过放射线或紫外线照射橡胶,引发橡胶分子间的交联反应。
这种方法适用于医疗用品、食品包装等对硫化温度要求较高的领域。
三、橡胶硫化处理的影响因素橡胶硫化处理的效果受到以下因素的影响:1.硫磺用量:硫磺用量过多或过少都会影响硫化效果,需要根据具体情况进行调整。
2.促进剂:促进剂的种类和用量会影响硫化速度和效果。
不同种类的橡胶需要选用不同的促进剂。
3.硫化温度和时间:硫化温度和时间的选择要根据橡胶的种类和性能要求来确定。
4.橡胶的初始性能:橡胶的初始性能会影响硫化后的性能。
如橡胶的含胶量、含水量等都会对硫化效果产生影响。
四、橡胶硫化处理的应用领域橡胶硫化处理广泛应用于轮胎、胶带、胶管、密封件等橡胶制品的生产。
这些产品在经过硫化处理后,能够满足各种应用场景的需求,如耐磨、耐高温、耐油等。
五、橡胶硫化处理的发展前景随着科学技术的进步和环保理念的普及,橡胶硫化处理技术也在不断发展和创新。
橡胶硫化工序硫化氢产生系数
![橡胶硫化工序硫化氢产生系数](https://img.taocdn.com/s3/m/88892f1dec630b1c59eef8c75fbfc77da26997c3.png)
橡胶硫化工序硫化氢产生系数橡胶硫化工序是一种重要的工艺过程,其主要目的是将天然橡胶或合成橡胶转化为具有良好机械性能、耐热性能和耐磨性能的弹性体。
但在橡胶硫化过程中,会产生大量的硫化氢,给环境造成严重污染,同时也会对工人的健康造成威胁。
因此,在橡胶硫化工序中控制硫化氢产生系数非常重要。
1. 橡胶硫化过程及硫化氢产生原因橡胶硫化是指将未经硫化处理的天然橡胶或合成橡胶加入一定量的硫化剂中,在一定的温度和压力下进行反应,使其获得弹性和耐磨等优良性能的过程。
硫化氢的主要产生来源是添加的硫化剂在反应中分解产生的。
硫化反应可以分为两类:一类是环状硫化反应,另一类是线状硫化反应。
环状硫化反应是一种特别重要的反应,可以产生弹性的橡胶,然而这种反应通常需要在高温条件下进行,这就有可能促进硫化剂的分解产生硫化氢。
2. 硫化氢产生系数的计算方法硫化氢产生系数主要是为了计算在橡胶硫化过程中产生的硫化氢的分子数。
其计算公式为:SHC = MSH/MR其中,SHC为硫化氢产生系数,MSH为硫化剂分解产生的硫化氢分子数,MR为橡胶中硫的重量。
3. 控制硫化氢产生系数的方法(1)选择合适的硫化剂:根据橡胶硫化反应的特点选择合适的硫化剂,尽可能减少硫化剂在反应中分解产生的硫化氢。
(2)控制硫化反应的温度和时间:在硫化反应过程中,温度和时间是非常关键的因素,过高的温度和时间会促进硫化剂的分解,从而产生更多的硫化氢。
(3)加强通风换气和废气处理:加强工厂内部的通风换气和废气处理,及时将产生的废气排放到空气中。
同时,也要对废气进行处理,减少废气对环境的影响。
(4)培训工人的安全意识:要对工人进行安全教育,使他们了解硫化氢的危害性和防护措施,改善工人从业环境的安全性。
综上所述,硫化氢是橡胶硫化工序中产生的副产品,其对工人的健康和环境的影响非常大。
因此,在橡胶硫化过程中,必须采取适当的措施,控制硫化氢的产生系数,减少其对环境和生命造成的威胁。
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橡膠硫化與硫化工藝橡膠硫化“硫化過程(Curing)”一詞在整個橡膠工業中普遍使用,在橡膠化學中占有重要地位。
橡膠的硫化就是通過橡膠分子間的化學交聯作用將基本上呈塑性的生膠轉化成彈性的和尺寸穩定的產品,硫化后的橡膠的物性穩定,使用溫度范圍擴大。
橡膠分子鏈間的硫化(交聯)反應能力取決于其結構。
不飽和的二烯類橡膠(如天然橡膠、丁苯橡膠和丁腈橡膠等)分子鏈中含有不飽和雙鍵,可與硫黃、酚醛樹脂、有機過氧化物等通過取代或加成反應形成分子間的交聯。
飽和橡膠一般用具有一定能量的自由基(如有機過氧化物)和高能輻射等進行交聯。
含有特別官能團的橡膠(如氯磺化聚乙烯等),則通過各種官能團與既定物質的特定反應形成交聯,如橡膠中的亞磺酰胺基通過與金屬氧化物、胺類反應而進行交聯。
橡膠硫化體系:多數的通用橡膠采用硫黃或硫給予體硫化,即在生膠中加入硫黃或硫給予體以及縮短硫化時間的促進劑和保證硫黃交聯效率的氧化鋅和硬脂酸組成的活性劑。
在實際中通常按硫黃用量及其與促進劑的配比情況劃分成以下幾種典型的硫化體系:普通硫磺硫化體系由常用硫黃量(>1.5份)和常用促進劑量配合組成。
使用這種硫化體系能使硫化膠形成較多的多硫鍵,和少量的低硫鍵(單硫鍵和雙硫鍵)。
硫化膠的拉伸強度較高,耐疲勞性好。
缺點是耐熱和耐老化性能較差。
半有效硫化體系由硫黃量0.8~1.5份(或部分硫給予體)與常用促進劑量配合所組成。
使用這種硫化體系能使硫化膠形成適當比例的低硫鍵和多硫鍵,硫化膠的扯斷強度和耐疲勞性適中,耐熱、耐老化性能較好。
有效硫化體系由低硫黃量(0.3~0.5份)或部分硫給予體與高促進劑量(一般為2~4份)配合組成。
使用這種硫化體系能使硫化膠形成占絕對優勢的的低硫鍵(單硫鍵和雙硫鍵),硫化膠的耐熱、耐老化性能好,缺點是拉伸強度和耐疲勞性能較低。
無硫硫化體系不用硫黃而全部用硫給予體和促進劑配合組成。
這種硫化體系與有效硫化體系的性能相似。
橡膠交聯鍵結構與硫化膠性能:使用硫黃或硫給予體作交聯劑的情況,生成的可以是單硫鍵(x=1)、雙硫鍵(x=2)和多硫鍵(x=3~8);使用樹脂交聯和肟交聯的情況;使用過氧化物交聯的過氧化物硫化和利用輻射交聯的輻射硫化的情況,生成碳-碳鍵。
橡膠硫化工藝一、傳統橡膠硫化工藝1、影響硫化工藝過程的主要因素:硫磺用量。
其用量越大,硫化速度越快,可以達到的硫化程度也越高。
硫磺在橡膠中的溶解度是有限的,過量的硫磺會由膠料表面析出,俗稱“噴硫”。
為了減少噴硫現象,要求在盡可能低的溫度下,或者至少在硫磺的熔點以下加硫。
根據橡膠制品的使用要求,硫磺在軟質橡膠中的用量一般不超過3%,在半硬質膠中用量一般為20%左右,在硬質膠中的用量可高達40%以上。
硫化溫度。
若溫度高10℃,硫化時間約縮短一半。
由于橡膠是不良導熱體,制品的硫化進程由于其各部位溫度的差異而不同。
為了保證比較均勻的硫化程度,厚橡膠制品一般采用逐步升溫、低溫長時間硫化。
2、硫化時間:這是硫化工藝的重要環節,時間過短,硫化程度不足(亦稱欠硫)。
時間過長,硫化程度過高(俗稱過硫)。
只有適宜的硫化程度(俗稱正硫化),才能保證最佳的綜合性能二、橡膠硫化工藝方法按硫化條件可分為冷硫化、室溫硫化和熱硫化三類。
1、冷硫化可用于薄膜制品的硫化,制品在含有2%~5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸漬,然后洗凈干燥即可。
2、室溫硫化時,硫化過程在室溫和常壓下進行,如使用室溫硫化膠漿(混煉膠溶液)進行自行車內胎接頭、修補等。
3、熱硫化是橡膠制品硫化的主要方法。
根據硫化介質及硫化方式的不同,熱硫化又可分為直接硫化、間接硫化和混氣硫化三種方法。
①直接硫化,將制品直接置入熱水或蒸汽介質中硫化。
②間接硫化,制品置于熱空氣中硫化,此法一般用于某些外觀要求嚴格的制品,如膠鞋等。
③混氣硫化,先采用空氣硫化,而后再改用直接蒸汽硫化。
此法既可以克服蒸汽硫化影響制品外觀的缺點,也可以克服由于熱空氣傳熱慢,而硫化時間長和易老化的缺點。
三、橡膠硫化工藝:橡膠在未硫化之前,分子之間沒有產生交聯,因此缺乏良好的物理機械性能,實用價值不大。
當橡膠加入硫化劑以后,經熱處理或其他方式能使橡膠分子之間產生交聯,形成三維網狀結構,從而使其性能大大改善,尤其是橡膠的定伸應力、彈性、硬度、拉伸強度等一系列物理機械性能都會大大提高。
橡膠大分子在加熱下與交聯劑硫磺發生化學反應,交聯成為立體網狀結構的過程。
經過硫化后的橡膠稱硫化膠。
硫化是橡膠加工中的最后一個工序,可以得到定型的具有實用價值的橡膠制品。
四、注壓成型硫化工藝:普通模壓與注壓最明顯的區別在于前者膠料是以冷的狀態充入模腔的,而后者則是將膠料加熱混合,并在接近硫化溫度下注入模腔。
因而,在注壓過程中,加熱模板所提供的熱量僅僅只用于維持硫化,它能很快將膠料加熱到190℃-220℃。
在模壓過程中,由加熱模板所提供的熱量首先要用于預熱膠料,由于橡膠的導熱性能差,如果制品很厚,熱量要傳導到制品中心需要較長的時間。
采用高溫硫化也可在一定程度上縮短操作時間,但往往導致靠近熱板的制品邊緣出現焦燒。
采用注壓法硫化,可以縮短成型周期,實現自動化操作,這對大批量生產最為有利。
注壓還具有以下優點:可以省去半成品準備、起模和制品修邊等工序;可以生產出尺寸穩定、物理機械性能優異的高質量產品;減少硫化時間,提高生產效率,減少膠料用量,降低成本,減少廢品,提高企業經濟效益。
五、注壓成型硫化工藝注意事項:采用合理的螺桿轉速、背壓,控制適當的注射機溫度。
一般地,應保持出料口膠溫和控制循環溫度之差不大于30度為宜。
注射機螺桿的用途是在選定的和均勻的溫度下為每一循環制備足夠量的膠料;它明顯地影響著注射機的產量。
背壓是通過放慢注射缸中出油口的流量而產生的,并對注射機所射出膠料,對注射油缸的推擠作用進行限制。
實踐中,背壓只會稍微增加對膠料的剪切,而不會引起硫化制品物理性能的降低。
噴嘴的設計:噴嘴連接注射機頭和模具,同時對熱平衡有一定作用。
經過噴嘴的壓力損失會經由注射而轉換成為熱量。
膠料絕不允許在這個部位硫化。
因此,選擇合適的噴嘴直徑非常重要,它影響著噴嘴部位的摩擦生熱、膠料注射時所需要的壓力和充模時間。
合適的模具溫度,最佳的硫化條件。
在選擇好膠料的最佳配合之后,重要的就是注射成型條件與硫化條件的相互配合。
注壓成型與模壓成型相比,由于模具表面、內部溫度分布不同,要實現良好的硫化就必須對溫度進行高精度控制,使模具表面、內部同時達到最佳硫化條件。
高溫會增大橡膠的收縮率,但二者關系是線性的,在生產前應有充分的估計。
此外,就成型壓力而言,高壓成型是極為有利的,因為壓力與收縮成反比關系。
安全合理的膠料配方設計。
對于進行注壓硫化成型的膠料,要求其具有以下特性:膠料的門尼焦燒時間應當盡可能的長,以獲得最大的安全性。
通常,門尼焦燒時間應比膠料在機筒中的停留時間長2倍。
硫化速度快,通過對不同膠料硫化體系的合理選擇,添加合適的促進劑,使膠料在注壓硫化時有令人滿意的效率。
流動性良好,良好的流動性能減少膠料的停留時間,減少注壓時間,并提高防焦燒能力。
六、氮氣硫化工藝采用充氮氣硫化的主要優點是節能和延長膠囊壽命,可節省蒸汽80%,膠囊使用壽命可延長1倍。
輪胎在硫化過程中要消耗大量熱能和電能,因此開發和推廣節能硫化工藝意義重大。
由于氮氣分子量小、熱容很小,氮氣充入輪胎膠囊內腔時,不會吸熱而引起溫度降低,也不易造成膠囊氧化裂解破壞。
七、氮氣硫化的工藝特點先通高溫高壓蒸汽,若干分鐘后切換通入氮氣,利用充氮硫化的“保壓變溫”工藝硫化至結束。
因為最初通入幾分鐘蒸汽的熱量足夠保持硫化一條輪胎,理論上只要在完成硫化之前溫度不降到150℃以下即可。
但是,采用氮氣硫化時,首先通入的是高溫高壓蒸汽,會造成上下胎側的溫差,要消除上下胎側的硫化溫差,必須合理布置硫化介質噴射的位置,改進密封和熱工管路系統。
硫化用氮氣的純度要求達99.99%,最好達到99.999%,并建議企業自配制氮系統,以降低使用成本。
氮氣純度不夠,會影響膠囊的使用壽命。
將氮氣硫化的“保壓變溫”硫化原理應用于傳統循環過熱水硫化工藝的改造,人們又開發出了用高溫高壓蒸汽加過熱水的硫化工藝取代常規的循環過熱水硫化工藝。
硫化時,先通入高溫高壓蒸汽,若干分鐘后切換通入循環過熱水,再過若干分鐘后關閉回水閥停止循環,直到利用潛熱硫化至結束。
采用這種新的加熱硫化方法,據理論計算,其能耗僅是傳統硫化工藝方法的1/2。
八、變溫硫化工藝變溫硫化工藝過程的關鍵因素根據成品物理性能試驗和生產經驗,縮短硫化時間。
這在一定程度上減輕了過硫化程度。
采用高溫硫化。
近年來小型輪胎硫化工藝逐漸向高溫硫化方向發展,且考慮后硫化效應,硫化時間短,對減輕過硫和提高硫化程度的均勻性有一定作用。
進行硫化測溫,找到制品中的最慢硫化點,以該點為依據來確定硫化時間,效果較前兩種好。
利用該法可不同程度地提高硫化效率,改善硫化程度的均勻性。
但由于實際生產中只考察外溫,輪胎各部位的實際溫度并不確知,加上并不是每次溫度固定不變,因此根據測溫計算出的結果與實際硫化的結果有較大誤差。
橡膠厚制品硫化過程溫度場模擬仿真與預測表明,溫度不均勻是造成輪胎外胎硫化程度不均勻的主要因素。
橡膠工業普遍認為外溫恒定是保證質量的重要條件,從設備上要千方百計地實現恒溫。
這對非厚橡膠制品來說是正確的,而對輪胎外胎等厚橡膠制品則不然。
輪胎在模型中加熱硫化,熱經由模型傳到外胎各部位。
橡膠是熱的不良導體,溫升慢,加熱早期外胎各部位存在明顯的溫度梯度,經過較長時間才能達到平衡。
(10001091159)中國珍貴國實:【清】玉白菜。