橡胶硫化仪的硫化曲线解读法

橡胶硫化仪测定未硫化胶料硫化特性的原理：将未硫化胶料试样放入一个*密封或几乎*密封的模腔内，并使之保持在设定的试验温度下。模腔有上、下两个部分，其中一部分以微小的摆角振荡。振荡使试样产生剪切应变，测定试样对模腔的反作用转矩（力）。此转矩（力）取决于胶料在硫化过程中产生的、随硫化时间长短而连续变化的剪切模量。从胶料入模开始，硫化仪便自动记录反映胶料产生剪切应变的转矩的数值。于是，便得到了一条转矩与时间的关系曲线，即硫化曲线。其形状与设定的试验温度和胶料的特性有关。

　　（有的硫化仪用FL）：zui小转矩或力（N.m或N）;

　　（有的硫化仪用Fmax）：在规定时间内达到的平坦、zui大、zui高转矩或力（N.m或N）;

　　（有的硫化仪用t10）：也叫焦烧时间，即转矩达到ML+（MH-ML）*10%时所对应的时间;（有的硫化仪用t90）: 也叫正硫化时间，即转矩达到ML+（MH-ML）*90%时所对应的时间，称为工艺正硫化时间。

　　硫化历程分为四个阶段：硫化诱导阶段，热硫化阶段，硫化平坦阶段和过硫化阶段。

　　什么是橡胶硫化压力?硫化压力在橡胶成型过程中起什么作用?

　　橡胶件硫化的三大工艺参数是：温度、时间和压力。其中硫化温度是对制品性能影响zui大的参数，硫化温度对橡胶制品的影响的研究也比比皆是。但对硫化压力比较少进行试验。

　　硫化压力是指，橡胶混炼胶在硫化过程中，其单位面积上所承受的压力。一般情况下，除了一些夹布件和海绵橡胶外，其他橡胶制品在硫化时均需施加一定的压力。

　　橡胶硫化压力，是保证橡胶零件几何尺寸、结构密度、物理机械的重要因素，同时也能保证零件表面光滑无缺陷，达到橡胶制品的密封要求。作用主要有以下几点：

　　防止混炼胶在硫化成型过程中产生气泡，提高制品的致密性;

　　提供胶料的充模流动的动力，使胶料在规定时间内能够充满整个模腔;

　　提高橡胶与夹件（帘布等）附着力及橡胶制品的耐曲绕性能;

　　4） 提高橡胶制品的物理力学性能。

　　硫化压力的选取需要考虑如下几个方面的因素：

　　1） 胶料的配方;

　　2） 胶料可塑性的大小;

　　3） 成型模具的结构形式（模压，注压，射出等）;

　　4） 硫化设备的类型（平板硫化机，注压硫化机，射出硫化机，真空硫化机等）;

　　5） 制品的结构特点。

　　硫化压力选取的一般原则：

　　1） 胶料硬度低的（50-Shore A以下或更低），压力宜选择小，硬度高的选择大;

　　2） 薄制品选择小，厚制品选择大;

　　3） 制品结构简单选择小，结构复杂选择大;

　　4） 力学性能要求高选择大，要求低选择小;

　　5） 硫化温度较高时，压力可以小一些，温度较低时，压力宜高点。

　　1. 什么是硫化温度

　　橡胶硫化温度是硫化三大要素之一，是橡胶进行硫化反应（交联反应）的基本条件，直接影响橡胶硫化速度和制品的质量。与所有化学反应一样，硫化反应随着温度升高而加快，易于生成较多的低硫交联键;硫化温度低，则速度慢，生成效率低，生成较多的多硫交联键。硫化温度并且大体适用范特霍夫定律，即温度每上升8~10℃（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。

　　2. 怎样选择硫化温度

　　2.1 橡胶的种类 随着室温硫化胶料的增加和高温硫化的出现，硫化温度趋向两个。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。橡胶为高分子聚合物，高温会使橡胶分子链产生裂解反应，导致交联键断裂，即出现“硫化返原”现象，从而使硫化胶的物理机械性能下降。如高温硫化天然橡胶时，溶于橡胶中的氧随着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。

　　综合考虑各橡胶的耐热性和“硫化返原”现象，各种橡胶建议的硫化温度如下：

　　NR 在140-150℃，zui高不超过160℃;

　　顺丁橡胶、异戊橡胶和氯丁橡胶在150-160℃，zui高不超过170℃

　　丁苯橡胶、丁橡胶可采用150℃以上，但zui高不超过190℃;

　　丁基橡胶、三元乙丙橡胶一般选用160-180℃，zui高不超过200℃;

　　硅橡胶、氟橡胶一般采用二段加硫，一段温度可选170-180℃，二段硫化则选用200-230℃，按工艺要求可在4-24h 范围内选择。

　　有效、半有效硫化体系，硫化温度一般掌握在160-165℃之间，过氧化物及树脂等非硫磺硫化体系，硫化温度适合选择170-180℃.尤其要指出，对于EPDM，NBR硫磺硫化的配方，如设计需要二次加硫，一次加硫与二次加硫的温度和时间影响zui终制品的压缩*变形和硬度等机械性能均比较大;而过氧化物硫化的配方，一次加硫的温度尤为重要，*在180℃以上，若一次加硫温度不足，二次加硫补足的效果甚低。即过氧化物硫化的配方，二次加硫对zui终物性的影响很小。

　　橡胶属于热的不良导体，受热升温较慢。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;造成制品外表部分恰好正硫化时，而内部出现欠硫化。或者内部恰好出现正硫化时，而外部已过硫化。为了保证厚制品硫化均匀，除了配方设计时需要充分考虑胶料的硫化平坦性外，在选择硫化温度时，也要考虑硫化温度低一些或采用逐步升温的操作方法。

　　对于薄制品，硫化温度可以适当高点。

　　对于夹织物的橡胶制品，通常硫化温度不高于140℃.而发泡橡胶，需要按照发泡剂和发泡助剂的分解温度选择适宜的硫化温度。