硫化工艺过程控制

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1、硫化工艺过程控制一、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

2、，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工艺加压方式压力Mpa硫化工艺加压方式压力Mpa汽车外胎硫化水胎过热水加压外模加压2.2-4.815注压硫化注压机加压120-150模型制品硫化平板加压24.5汽车内胎蒸汽硫化胶管直接蒸汽硫化蒸汽加压蒸汽加压0.5-0.70.3-0.5传动带硫化平板加压0.9-1.6胶鞋硫化热空气加压0.2-0.4输送带硫化平板加压1.5-2.5胶布直接蒸汽硫化蒸汽加压0.1-0.3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

3、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10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

4、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。各种胶料最宜硫化温度范围胶料类型最宜硫化温度

5、胶料类型最宜硫化温度天然橡胶胶料143丁基橡胶胶料170丁苯橡胶胶料150三元乙丙胶料160-180异戊橡胶胶料151丁腈橡胶胶料180顺丁橡胶胶料151硅橡胶胶料160氯丁橡胶胶料151氟橡胶胶料160(1)用范特霍夫方程式计算等效硫化时间t1/t2=K*EXP((t2-t1)/10)t1—温度为t1时的硫化时间mint2—温度为t2时的硫化时间minK—硫化温度系数（通常K=2）(2)阿累尼乌斯方程计算等效硫化时间In(t1/t2)=E*((t2-t1)/t1*t2)/Rt1—温度为t1时的硫化时间mint2—温度为t2时的硫化时间mint1、t2—硫化温度K10R—气体

6、常数（R=8.3143J.mol-1.K-1）E—硫化反应活化能，由实验测得，kJ/mol利用以上公式可算出不同温度下的等效硫化时间，据试验表明用阿累尼乌斯公式计算结果比范堆夫公式更准确。一、硫化温度系数硫化温度系数K是一个重要的硫化工艺参数。而且K值随胶料配方和硫化温度而变化，表2-5列出了几种胶料在不同温度下的K值。胶料种类温度范围℃120-140140-160160-170170-180天然橡胶1.701.6————丁苯橡胶-30A1.51.51.952.3氯丁橡胶1.71.7————丁基橡胶——1.671.8——丁基橡胶-181.851.62.02.0丁基橡胶-261

7、.851.62.02.0丁基橡胶-401.851.52.02.0可采用硫化仪测各参数，然后计算K值二、硫化仿真和微机群控系统1、硫化热传导的计算在橡胶制品的加热硫化过程中，温度总是由制品的表面传递到中心层的，橡胶是一种热不良导体，由表面传过来的热能需经一定的时间才能传递到中心层里。传热过程温度与时间关系的测定，除了直接测温法，即将测温单元（热电隅）埋在需测温的部位，记录温度和时间关系以外，另一种是用理论计算，（1）薄层制品的热传导计算公式：ts-tc/(ts-to)=S(Z)ts—薄板的表面温度℃tc—