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在硫化條件時,應考慮到主要的工藝因素,如硫化溫度,壓力和時間等對硫化過程的影響.(膠料配方的影響在此不做討論).
(1)硫化溫度硫化溫度是橡膠產(chǎn)生硫化反應的基本條件之一,它直接影響硫化速度和產(chǎn)品質(zhì)量,硫化溫度高,可加快膠料的硫化速度,縮短制品的硫化時間,從而提高生產(chǎn)效率,反之硫化速度低,則硫化速度慢,生產(chǎn)效率低,選擇乙丙橡膠制品硫化溫度的高低應由產(chǎn)品特征,成型工藝,硫化方式,設備條件膠料配方等因素共同來決定.
由于乙丙橡膠優(yōu)良的耐高溫性能,不容易發(fā)生硫化返原.因此,對于大多數(shù)乙丙橡膠的硫化來說,為提高生產(chǎn)效率,應盡可能提高硫化溫度,縮短硫化時間,乙丙橡膠適用的硫化溫度范圍比較寬,采用模型硫化一般可達150∽200℃,采用熱空氣溶融鹽等介質(zhì)進行連續(xù)硫化時溫度可以達到200∽350℃甚至更高.
但硫化溫度過高或高溫下硫化溫度過長,則會引起橡膠分子鏈降解,導致物理機械性能下降.
通常采用注壓法硫化時,適宜的硫化溫度范圍一般為180∽220℃,采用模壓法硫化時,適宜的硫化溫度范圍一般為150∽180℃.
(2)硫化壓力乙丙橡膠制品可以在壓力下,也可以在無壓下硫化,大多數(shù)模型制品是在壓力下硫化的,其目的在于;
① 增加制品表面光滑度,提高外觀品質(zhì)
② 防止制品在硫化過程中產(chǎn)生氣泡,提高膠料的密致性.
③ 使膠料易于流動和充滿模腔,
④ 提高膠料與金屬,紡織物等骨架材料的黏合強度.
⑤ 有助于提高硫化膠的物理機械性能.
當硫化壓力不足時,會使上述目的不能完全實現(xiàn).
隨著硫化壓力的增加,硫化膠的許多物理機械性能都相應提高,但壓力過高,也可能使橡膠分子鏈發(fā)生破壞,導致物理機械性能下降,并對設備帶來損壞.
通常,對硫化壓力的選取應根據(jù)膠料配方,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和設備狀況等來決定,在工藝上遵循的原則是;膠料黏度低,流動性好,硫化壓力宜小,薄制品的硫化壓力宜小,厚制品,半成品,層數(shù)多,結(jié)構(gòu)復雜,硫化壓力宜大.
一般模型制品在硫化時,為保證膠料能夠充滿模腔并使膠邊較薄,通常的平板硫化壓力范圍應在10∽20Mpa之間,并根據(jù)硫化設備的狀況來定.
無壓硫化多用于烘箱硫化和連續(xù)硫化的工藝中,對于無壓(常壓下)硫化,為了防止出現(xiàn)氣孔,在膠料中要加入吸水性物質(zhì)(通常使用氧化鈣),以吸收膠料中的水分,生成足夠穩(wěn)定的化合物.此外,在成型過程中還應對膠料進行抽真空,以減少膠料中夾帶空氣,防止產(chǎn)生氣孔.
(3)硫化時間硫化是一個交聯(lián)過程,需要一定的時間才能完成,對于定性配方的膠料,在一定的硫化溫度和壓力條件下,有一定適宜硫化時間(相對于正常硫化時間),對于乙丙橡膠而言,硫化時間過短,會產(chǎn)生欠硫,硫化時間過長雖不太可能產(chǎn)生過硫.(導致硫化膠性能降低),但會影響硫化生產(chǎn)的效率.
在制品的硫化生產(chǎn)中,考慮到上下模,取產(chǎn)品等操作中模型溫度可能下降的因素,橡膠工藝人員根據(jù)經(jīng)驗選擇的實際硫化時間必須保持在硫化曲線的平坦期范圍內(nèi),對于適當配合的乙丙橡膠來說,通常都會得到一個平坦期較長的硫化曲線,而不容易出現(xiàn)類似天然橡膠硫化曲線過硫的現(xiàn)象.
硫化時間和硫化溫度之間有密切的聯(lián)系;硫化溫度高則硫化時間短,硫化溫度低則硫化時間長,在生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到硫化溫度條件發(fā)生改變時硫化時間就要調(diào)整的情況,通常采用硫變儀就可以很容易的測出不同硫化溫度下膠料的正硫時間,并進行選用,此外,也可以采用等效硫化時間的理論方法來計算并選用.
在對厚制品進行模壓硫化時由于膠料是不良導熱體,升溫傳熱過程是從與模型接觸的制品表層向內(nèi)層涿步進行,因此制品表面和中心的溫度是不一樣的,具有溫度怠后的特點,如果以制品中心必須達到一定的硫化程度為條件來確定硫化時間,則厚制品的表面層可能產(chǎn)生過硫,硫化溫度越高及制品越厚,制品表面發(fā)生硫化的可能性越大,因此制品的加熱速度隨熱載體溫度增高而增加不大,但硫化速度卻增加很快,為了減少厚制品硫化時性能的不均一致,不應在很高溫度下硫化厚制品,一般乙丙橡膠厚制品的硫化溫度范圍約在150∽170℃之間為宜,同樣,生產(chǎn)厚制品所采用的實際硫化時間也應比正硫化時間有所延長,而且延長幅度應該更大.關于厚制品硫化時間的選擇,有幾種理論計算方法可供選擇,如,硫化效應法,等效時間硫化法等,但總體上都比較復雜,此不詳述.
實際生產(chǎn)中,對于一般厚度制品的硫化,在完成較長時間硫化后可將硫化出來的制品進行分析,觀察中心部位有無氣孔,檢查產(chǎn)品中心層與外層的硬度,彈性等方面是否有差異,來粗略判斷膠料的硫化程度是否一致,也可對中心層和外層取樣進行打磨制樣,以檢測其物理性能測試結(jié)果是否一致,若制品斷面存在氣孔,或硬度,彈性等方面的差異較大,則說明產(chǎn)品欠硫或硫化時間等條件選擇不當,反之,則說明選擇的硫化時間等條件比較適宜
