确定标准试片的硫化时间与温度
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分组讨论并制定出标准样片的硫化方案。
任务布置及解析
完成工作任务二、确定标准试样的硫化温度 任务解析： 1、确定各标准试片的硫化温度；
涉及：影响硫化温度设定的因素；
2、分析硫化温度与时间的关系；
涉及：硫化温度与时间间的相互调整；
能力 目标
能根据硫化温度与时间之间关系进行相互间的调整；
达到目标
知识 目标
2、设定温度需考虑的方面：
◦ 制品的类型； ◦ 胶种； ◦ 硫化体系； ◦ 其它。
热的不良导体 • 橡胶是一种
，硫化过程中，胶料受热升温慢，尤
其难以使厚制品胶料内外温度均匀一致，而造成制品内部处于欠硫或恰好
正硫时，表面已经过硫，且硫化温度越高，过硫程度越大。
• 为保证多部件制品及厚壁制品的均匀
硫化，配方设计时需充分考虑 硫化平坦性，硫化温度上 也应低一些或采取逐步升 温的方法；对结构简单的薄壁制品，
• 含纺织纤维材料的复合部件； • 纺织纤维-耐热性能较差，温度过高发硬发脆，断链破坏； • 凡含纺织纤维材料复合部件的制品及胶布制品，硫化温度都不应高于130～
140℃。Biblioteka Baidu
• 对于橡胶空心及海绵制品，应考虑到 硫化的同时，还伴随有发泡反应。
• 不同的发泡体系有不同的适宜发泡温 度，要求硫化温度与发泡温度相适应 (以硫化温度稍高于发泡剂分解温度为 宜)，否则将导致发泡反应不能顺利进 行，海绵起发率过低或过高。
根据配方中的硫化体系相应地选择适宜的硫化温度。
◦ 通常，CV硫化体系温度大体在130～158C左右；
◦ EV、SEV硫化体系的硫化温度一般掌握在160～165℃左右；
◦ 过氧化物及树脂等非硫硫化体系的硫化温度以170～180℃左右为 宜。
根据所选促进剂的活性温度和制品的物理机械性能指标 来确定。
素质 目标
了解常用生胶所采用的硫化温度； 理解硫化时间与温度之间的关系； 掌握影响硫化温度设定的因素；
像配方各组分一样“各司其职”、“协作配合”；
某企业研发部分别以NR、SBR、EPDM为基体材料进 行了相关制品的配方设计，现为了测试性能，需要 硫化出标准测试试样。
分组讨论并初步设定各标准样片的硫化温度。
）min； 6、如何从硫化仪测定的硫化曲线中手动计算出t10、t90。 7、指出图中A、A1、A2，B，C，D所表示含义。
操作焦烧时间： 橡胶在加工过程中由于热积累消耗掉的焦烧时间A1。 剩余焦烧时间：
胶料在模腔中保持流动性的时间A2。
某企业研发部分别以NR、SBR、EPDM为基体材料进 行了相关制品的配方设计，现为了测试性能，需要 硫化出标准试样片。
橡胶为有机高分子材料，高温易引起橡胶分子链的裂解破坏，乃至发生 交联键的断裂，即硫化返原现象，而导致硫化胶的强伸性能下降，其中 NR和CR最为显著。
◦ 综合考虑橡胶的耐热性和硫化返原现象，各种橡胶的适宜硫化温度 范围一般为：
NR最好在143℃以下，最高不能超过160℃，否则硫化返原现象会 十分严重；
硫化温度可高一些。
• 通常，厚壁制品以不高于140～150℃ 为宜，薄壁制品掌握在160℃以下。
• 生胶与硫黄的化学反应是一个放热反应过程；
• 实验表明，184℃下硫化时，含4 • 在软质胶中，硫黄用量少、热效应较小，对
份硫磺的胶料其反应热为41.87J／
硫化影响不大；
g；这种生成热随结合硫黄的增加
而增大，当硫黄用量为32份时， 可生成1851J/g的热量。
• 在硫用量很高的硬质胶中，热效
应较大，又因橡胶导热性差而难以使大量的
生成热传递扩散，造成体系内部生热高，从
而发生助剂挥发、橡胶裂解等现象，使制品
产生气泡，甚至爆炸；所
134℃以 以硬质橡胶一般都采用
下的硫化温度，以减缓
反应热的生成速度，从而保证硫化工艺的安 全、顺利进行。
◦ 当促进剂的活性温度较低或制品要求高强伸性、较低的定伸应力 和硬度时，硫化温度可低些(有利生成较高比例的多硫交联键)；
◦ 当促进剂的活性温度较高或制品要求高定伸应力和硬度，低伸长 率时，硫化温度宜高些(有利生成较高比例的低硫交联键)。
除上述讨论的主要影响因素外，有时还有一些特殊情况
1. 如：采用盐浴硫化方法时，其硫化温度必须在金属盐的熔点 (142℃)以上，而金属盐的沸点(500℃)，则限制硫化温度的最 高选择界限；
2. 如：配方中含有某些低沸点配合剂时，则硫化温度要低于这 些配合剂的沸点，否则，将会造成配合剂的气化逸出使制品 起鼓或呈海绵状；
3. 如：对橡塑并用的制品，硫化温度必须高于所用树脂的软化 点，以使并用胶料在硫化温度下具有良好的流动性和充模性， 从而获得符合结构需求和外观轮廓清晰、饱满的模制品。
完成内容涉及： （1）分析影响硫化温度设定的因素； （2）基于分析和具体类型，确定硫化温度；
1、温度的重要性 ◦ 温度是橡胶发生硫化反应的基本条件，直接影响硫化 速度和产品质量；
◦ 温度高、硫速快、效率高、易生成较多的 低硫键；温度低，硫速慢，效率低，易生 成较多的多硫键。
启发：若要制得强度较高的制品，该如何 设置硫化温度？
情境一 确定标准试片的硫化方案 任务二 确定标准试片的硫化温度
授课教师：张馨 高分子材料应用技术教研室
完成主要工作任务： 任务一、分析影响标准试片硫化的因素 任务二、确定标准试片的硫化时间 涉及主要内容： 硫化概念、实质、作用； 影响标准试片硫化因素； 硫化时间的确定方法等；
1、理论正硫化时间的确定是以胶料交联密度达到最大为依据的。（ ） 2、硫化三要素是指（ ）、（ ）和（ ）； 3、下列测定方法能测得理论正硫化时间的是（ ）； A、游离硫法 B、溶胀法 C、门尼粘度法 D、300%定伸应力法 4、门尼粘度仪测定T5为1min，T35为2.5min，则正硫化时间为（ ）min。 5、硫化标准试片时时间为5min，则硫化成品（厚度为11mm）的需用时间为（
BR、IR和CR最好在151℃以下，最高不能超过170℃；
SBR、NBR可采用150℃以上，最高不超过190℃；
IIR和EPDM可采用160～180℃、最高不超过200℃；
Q和FPM可采用200、220℃高温长时间二次硫化。
近年来，随着通用橡胶新型硫化体系的研究，可以使通用橡 胶在更高的温度(170～180℃或以上)下快速硫化，而不产生硫 化返原现象。
任务布置及解析
完成工作任务二、确定标准试样的硫化温度 任务解析： 1、确定各标准试片的硫化温度；
涉及：影响硫化温度设定的因素；
2、分析硫化温度与时间的关系；
涉及：硫化温度与时间间的相互调整；
能力 目标
能根据硫化温度与时间之间关系进行相互间的调整；
达到目标
知识 目标
2、设定温度需考虑的方面：
◦ 制品的类型； ◦ 胶种； ◦ 硫化体系； ◦ 其它。
热的不良导体 • 橡胶是一种
，硫化过程中，胶料受热升温慢，尤
其难以使厚制品胶料内外温度均匀一致，而造成制品内部处于欠硫或恰好
正硫时，表面已经过硫，且硫化温度越高，过硫程度越大。
• 为保证多部件制品及厚壁制品的均匀
硫化，配方设计时需充分考虑 硫化平坦性，硫化温度上 也应低一些或采取逐步升 温的方法；对结构简单的薄壁制品，
• 含纺织纤维材料的复合部件； • 纺织纤维-耐热性能较差，温度过高发硬发脆，断链破坏； • 凡含纺织纤维材料复合部件的制品及胶布制品，硫化温度都不应高于130～
140℃。Biblioteka Baidu
• 对于橡胶空心及海绵制品，应考虑到 硫化的同时，还伴随有发泡反应。
• 不同的发泡体系有不同的适宜发泡温 度，要求硫化温度与发泡温度相适应 (以硫化温度稍高于发泡剂分解温度为 宜)，否则将导致发泡反应不能顺利进 行，海绵起发率过低或过高。
根据配方中的硫化体系相应地选择适宜的硫化温度。
◦ 通常，CV硫化体系温度大体在130～158C左右；
◦ EV、SEV硫化体系的硫化温度一般掌握在160～165℃左右；
◦ 过氧化物及树脂等非硫硫化体系的硫化温度以170～180℃左右为 宜。
根据所选促进剂的活性温度和制品的物理机械性能指标 来确定。
素质 目标
了解常用生胶所采用的硫化温度； 理解硫化时间与温度之间的关系； 掌握影响硫化温度设定的因素；
像配方各组分一样“各司其职”、“协作配合”；
某企业研发部分别以NR、SBR、EPDM为基体材料进 行了相关制品的配方设计，现为了测试性能，需要 硫化出标准测试试样。
分组讨论并初步设定各标准样片的硫化温度。
）min； 6、如何从硫化仪测定的硫化曲线中手动计算出t10、t90。 7、指出图中A、A1、A2，B，C，D所表示含义。
操作焦烧时间： 橡胶在加工过程中由于热积累消耗掉的焦烧时间A1。 剩余焦烧时间：
胶料在模腔中保持流动性的时间A2。
某企业研发部分别以NR、SBR、EPDM为基体材料进 行了相关制品的配方设计，现为了测试性能，需要 硫化出标准试样片。
橡胶为有机高分子材料，高温易引起橡胶分子链的裂解破坏，乃至发生 交联键的断裂，即硫化返原现象，而导致硫化胶的强伸性能下降，其中 NR和CR最为显著。
◦ 综合考虑橡胶的耐热性和硫化返原现象，各种橡胶的适宜硫化温度 范围一般为：
NR最好在143℃以下，最高不能超过160℃，否则硫化返原现象会 十分严重；
硫化温度可高一些。
• 通常，厚壁制品以不高于140～150℃ 为宜，薄壁制品掌握在160℃以下。
• 生胶与硫黄的化学反应是一个放热反应过程；
• 实验表明，184℃下硫化时，含4 • 在软质胶中，硫黄用量少、热效应较小，对
份硫磺的胶料其反应热为41.87J／
硫化影响不大；
g；这种生成热随结合硫黄的增加
而增大，当硫黄用量为32份时， 可生成1851J/g的热量。
• 在硫用量很高的硬质胶中，热效
应较大，又因橡胶导热性差而难以使大量的
生成热传递扩散，造成体系内部生热高，从
而发生助剂挥发、橡胶裂解等现象，使制品
产生气泡，甚至爆炸；所
134℃以 以硬质橡胶一般都采用
下的硫化温度，以减缓
反应热的生成速度，从而保证硫化工艺的安 全、顺利进行。
◦ 当促进剂的活性温度较低或制品要求高强伸性、较低的定伸应力 和硬度时，硫化温度可低些(有利生成较高比例的多硫交联键)；
◦ 当促进剂的活性温度较高或制品要求高定伸应力和硬度，低伸长 率时，硫化温度宜高些(有利生成较高比例的低硫交联键)。
除上述讨论的主要影响因素外，有时还有一些特殊情况
1. 如：采用盐浴硫化方法时，其硫化温度必须在金属盐的熔点 (142℃)以上，而金属盐的沸点(500℃)，则限制硫化温度的最 高选择界限；
2. 如：配方中含有某些低沸点配合剂时，则硫化温度要低于这 些配合剂的沸点，否则，将会造成配合剂的气化逸出使制品 起鼓或呈海绵状；
3. 如：对橡塑并用的制品，硫化温度必须高于所用树脂的软化 点，以使并用胶料在硫化温度下具有良好的流动性和充模性， 从而获得符合结构需求和外观轮廓清晰、饱满的模制品。
完成内容涉及： （1）分析影响硫化温度设定的因素； （2）基于分析和具体类型，确定硫化温度；
1、温度的重要性 ◦ 温度是橡胶发生硫化反应的基本条件，直接影响硫化 速度和产品质量；
◦ 温度高、硫速快、效率高、易生成较多的 低硫键；温度低，硫速慢，效率低，易生 成较多的多硫键。
启发：若要制得强度较高的制品，该如何 设置硫化温度？
情境一 确定标准试片的硫化方案 任务二 确定标准试片的硫化温度
授课教师：张馨 高分子材料应用技术教研室
完成主要工作任务： 任务一、分析影响标准试片硫化的因素 任务二、确定标准试片的硫化时间 涉及主要内容： 硫化概念、实质、作用； 影响标准试片硫化因素； 硫化时间的确定方法等；
1、理论正硫化时间的确定是以胶料交联密度达到最大为依据的。（ ） 2、硫化三要素是指（ ）、（ ）和（ ）； 3、下列测定方法能测得理论正硫化时间的是（ ）； A、游离硫法 B、溶胀法 C、门尼粘度法 D、300%定伸应力法 4、门尼粘度仪测定T5为1min，T35为2.5min，则正硫化时间为（ ）min。 5、硫化标准试片时时间为5min，则硫化成品（厚度为11mm）的需用时间为（
BR、IR和CR最好在151℃以下，最高不能超过170℃；
SBR、NBR可采用150℃以上，最高不超过190℃；
IIR和EPDM可采用160～180℃、最高不超过200℃；
Q和FPM可采用200、220℃高温长时间二次硫化。
近年来，随着通用橡胶新型硫化体系的研究，可以使通用橡 胶在更高的温度(170～180℃或以上)下快速硫化，而不产生硫 化返原现象。