1、橡膠硫化操作技術情境一 確定規范試片的硫化方案義務二 確定規范試片的硫化溫度授課教師：張馨高分子資料運用技術教研室完成主要任務義務：義務一、分析影響規范試片硫化的要素義務二、確定規范試片的硫化時間涉及主要內容：硫化概念、本質、作用；影響規范試片硫化要素；硫化時間確實定方法等；復習回想1、實際正硫化時間確實定是以膠料交聯密度到達最大為根據的。 2、硫化三要素是指 、 和 ；3、以下測定方法能測得實際正硫化時間的是 ；A、游離硫法 B、溶脹法 C、門尼粘度法 D、300%定伸應力法4、門尼粘度儀測定T5為1min，T35為2.5min，那么正硫化時間為 min。5、硫化規范試片時時間為5min，那

2、么硫化廢品厚度為11mm的需用時間為 min；6、如何從硫化儀測定的硫化曲線中手動計算出t10、t90。7、指出圖中A、A1、A2，B，C，D所表示含義。操作焦燒時間：橡膠在加工過程中由于熱積累耗費掉的焦燒時間A1。剩余焦燒時間：膠料在模腔中堅持流動性的時間A2。課前檢驗某企業研發部分別以NR、SBR、EPDM為基體資料進展了相關制品的配方設計，現為了測試性能，需求硫化出規范試樣片。分組討論并制定出規范樣片的硫化方案。義務布置-下達義務書義務布置及解析完成任務義務二、確定規范試樣的硫化溫度義務解析：1、確定各規范試片的硫化溫度；涉及：影響硫化溫度設定的要素；2、分析硫化溫度與時間的關系；涉及：

3、硫化溫度與時間間的相互調整；教學目的達到目標能力目標能根據硫化溫度與時間之間關系進行相互間的調整；知識目標了解常用生膠所采用的硫化溫度；理解硫化時間與溫度之間的關系；掌握影響硫化溫度設定的因素；素質目標像配方各組分一樣“各司其職”、“協作配合”；某企業研發部分別以NR、SBR、EPDM為基體資料進展了相關制品的配方設計，現為了測試性能，需求硫化出規范測試試樣。分組討論并初步設定各規范樣片的硫化溫度。A、設定規范試樣片的硫化溫度完成內容涉及：1分析影響硫化溫度設定的要素；2基于分析和詳細類型，確定硫化溫度；討論總結1、溫度的重要性溫度是橡膠發生硫化反響的根本條件，直接影響硫化速度和產質量量；溫度

4、高、硫速快、效率高、易生成較多的低硫鍵；溫度低，硫速慢，效率低，易生成較多的多硫鍵。啟發：假設要制得強度較高的制品，該如何設置硫化溫度？討論總結2、設定溫度需思索的方面：制品的類型；膠種；硫化體系；其它。 制品的類型為保證多部件制品及厚壁制品的均勻硫化，配方設計時需充分思索硫化平坦性，硫化溫度上也應低一些或采取逐漸升溫的方法；對構造簡單的薄壁制品，硫化溫度可高一些。通常，厚壁制品以不高于140150為宜，薄壁制品掌握在160以下。橡膠是一種熱的不良導體，硫化過程中，膠料受熱升溫慢，尤其難以使厚制品膠料內外溫度均勻一致，而呵斥制品內部處于欠硫或恰好正硫時，外表曾經過硫，且硫化溫度越高，過硫程度越

5、大。 制品的類型在軟質膠中，硫黃用量少、熱效應較小，對硫化影響不大；在硫用量很高的硬質膠中，熱效應較大，又因橡膠導熱性差而難以使大量的生成熱傳送分散，呵斥體系內部生熱高，從而發生助劑揮發、橡膠裂解等景象，使制品產生氣泡，甚至爆炸；所以硬質橡膠普通都采用134以下的硫化溫度，以減緩反響熱的生成速度，從而保證硫化工藝的平安、順利進展。生膠與硫黃的化學反響是一個放熱反響過程；實驗闡明，184下硫化時，含4份硫磺的膠料其反響熱為41.87Jg；這種生成熱隨結合硫黃的添加而增大，當硫黃用量為32份時，可生成1851J/g的熱量。 制品的類型對于橡膠空心及海綿制品，應思索到硫化的同時，還伴隨有發泡反響。不

6、同的發泡體系有不同的適宜發泡溫度，要求硫化溫度與發泡溫度相順應(以硫化溫度稍高于發泡劑分解溫度為宜)，否那么將導致發泡反響不能順利進展，海綿起發率過低或過高。含紡織纖維資料的復合部件；紡織纖維-耐熱性能較差，溫度過高發硬發脆，斷鏈破壞；凡含紡織纖維資料復合部件的制品及膠布制品，硫化溫度都不應高于130140。 膠種橡膠為有機高分子資料，高溫易引起橡膠分子鏈的裂解破壞，乃至發生交聯鍵的斷裂，即硫化返原景象，而導致硫化膠的強伸性能下降，其中NR和CR最為顯著。綜合思索橡膠的耐熱性和硫化返原景象，各種橡膠的適宜硫化溫度范圍普通為：NR最好在143以下，最高不能超越160，否那么硫化返原景象會非常嚴重

7、；BR、IR和CR最好在151以下，最高不能超越170；SBR、NBR可采用150以上，最高不超越190；IIR和EPDM可采用160180、最高不超越200；Q和FPM可采用200、220高溫長時間二次硫化。近年來，隨著通用橡膠新型硫化體系的研討，可以使通用橡膠在更高的溫度(170180或以上)下快速硫化，而不產生硫化返原景象。 硫化體系根據配方中的硫化體系相應地選擇適宜的硫化溫度。通常，CV硫化體系溫度大體在130158C左右；EV、SEV硫化體系的硫化溫度普通掌握在160165左右；過氧化物及樹脂等非硫硫化體系的硫化溫度以170180左右為宜。根據所選促進劑的活性溫度和制品的物理機械性能

8、目的來確定。當促進劑的活性溫度較低或制品要求高強伸性、較低的定伸應力和硬度時，硫化溫度可低些(有利生成較高比例的多硫交聯鍵)；當促進劑的活性溫度較高或制品要求高定伸應力和硬度，低伸長率時，硫化溫度宜高些(有利生成較高比例的低硫交聯鍵)。 其他要素除上述討論的主要影響要素外，有時還有一些特殊情況如：采用鹽浴硫化方法時，其硫化溫度必需在金屬鹽的熔點(142)以上，而金屬鹽的沸點(500)，那么限制硫化溫度的最高選擇界限；如：配方中含有某些低沸點配合劑時，那么硫化溫度要低于這些配合劑的沸點，否那么，將會呵斥配合劑的氣化逸出使制品起鼓或呈海綿狀；如：對橡塑并用的制品，硫化溫度必需高于所用樹脂的軟化點，

9、以使并用膠料在硫化溫度下具有良好的流動性和充模性，從而獲得符合構造需求和外觀輪廓明晰、豐滿的模制品。思索：過高提高硫化溫度呵斥影響？引起橡膠分子鏈的裂解和發生硫化返原景象尤其是NR，導致物理機械性能下降；會使橡膠制品中的紡織物強度降低，影響制品的綜合性能；導致膠料的焦燒時間縮短，減少了流動充模時間，易呵斥制品部分缺膠；添加厚制品內外溫差，硫化程度不一致。對于NR、SBR、EPDM規范試樣適宜的硫化溫度分別為：NR143；SBR160；EPDM170。討論總結啟發：1試樣150下硫化時間為10min，那么160下硫化時間為多少？等效硫化時間2試樣硫化溫度為170，能否經過逐漸升溫方法到達一樣的硫

10、化程度？等硫化程度3對于某一個硫化條件，如何判別能否到達了正硫化？討論總結-硫化溫度與時間關系討論總結1經過范特霍夫方程計算等效硫化時間等效硫化時間是指在不同的硫化溫度下，經硫化獲得一樣的硫化程度所需求的時間。硫化溫度和硫化時間的關系可用下式表示：式中 1溫度為t1的正硫化時間，min； 2溫度為t2的正硫化時間，min； K硫化溫度系數。硫化溫度系數的意義是，橡膠在特定的硫化溫度下獲得一定性能的硫化時間與溫度相差10時獲得同樣性能所需的硫化時間之比。通常K值在1.82.5之間變化。同種膠料，可在不同的硫化溫度下硫化，但必需到達一樣的硫化程度。衡量膠料硫化程度深淺的尺度硫化效應E。它等于硫化強

11、度與硫化時間的乘積；E=I I-硫化強度；-硫化時間，min。討論總結I-硫化強度；指膠料在一定的溫度下，單位時間所到達的硫化程度或膠料在一定溫度下的硫化速度；取決于膠料的硫化溫度系數和硫化溫度；討論總結某膠料的硫化溫度系數為2.17，當141時正硫化時間為68min，求下的硫化時間。解：設硫化溫度為141時的硫化效應為E1硫化溫度為時的硫化效應為E2令E1=E2典型案例1分析：min某制品原硫化條件為14060min，在140下硫化20min后，因氣壓缺乏，溫度只能到達130，問硫化時間應如何調整?(K=2)典型案例2分析：一膠軸制品，正硫化條件為140240min，因一次硫化易出現質量問題

12、，故改為逐漸升溫硫化。第一段為120120min，第二段為130120min，第三段到達140，問需求多長時間才干到達原有的硫化程度?(K=2)典型案例3分析：例4:某制品的膠料試片的硫化平坦范圍為13020120min，假設廢品的硫化條件為15010min，能否合理？K=2典型案例4分析：討論總結-厚制品硫化條件確實定a.硫化效應法為了計算各層的硫化效應，首先必需知道各層的溫度。各層的溫度普通可以用熱電偶測得，也可用熱傳導方法求得。硫化效應E用積分式表示，也可化為近似式計算，即E=I0+In/2+I1+I2+In-1式中 測溫的間隔時間普通為5min； I0硫化開場溫度為t0的硫化強度；I1

13、第一個間隔時間溫度t1的硫化強度；In最后一個間隔時間溫度tn的硫化強度。例：用熱電偶測得的某制品硫化時的內層溫度數據如下表所示，令K=2，求硫化50min時的硫化效應E50？ 解：=5min；I0=0.0078；I1=0.0156；In=16E=50.0078+16/2+0.0156+=333.38如厚制品的硫化效應是處于試片的最大和最小硫化效應之間，闡明制品的硫化條件是適宜的，否那么要重新調整，直至適宜為止。b.等效硫化時間法等效硫化時間也可用來確定厚制品的正硫化時間，即將制品的硫化效應換算為膠料試片的等效硫化時間E=E/It式中 E試片的等效硫化時間； E制品的硫化效應； It試片在t溫度的硫化強度。例：外胎的緩沖層，其膠料的硫化溫度系數為2，在實驗室143溫度下，測出正硫化時間為24min，平坦范圍在2080min，在實踐消費中硫化70min，并測出溫度變化。求緩沖層的等效硫化時間，并判別能否正硫化？解：設T1 = 143，t1 = 20min時的硫化效應為E小；T2 = 14