硫化操作技术4

1、徐州工业职业技术学院 XUZHOU COLLEGE OF INDUSTRY AND TECHNOLOGY硫化操作技术硫化操作技术材料工程系实训中心教研室材料工程系实训中心教研室 张馨张馨二一年一月复习提问1、常用橡胶适宜的硫化温度? 2、硫化压力的作用？三、硫化时间 和其它许多化学反应一样，硫化反应的进行还依赖于时间。在一定的硫化温度和压力的作用下，只有经过一定的硫化时间才能达到符合设计要求的硫化程度。1硫化时间的一般确定方法 通常，制品的硫化时间应在胶料达到正硫化的范围内，根据制品的性能要求进行选取，并且还要根据制品的厚度和布层骨架的存在进行调整。其确定程序如下：(1)确定半成品的正硫化时间

2、 当硫化温度确定后，可按常规的物理机械性能法或硫化仪法确定半成品(试片)胶料的正硫化时间。(2)确定成品硫化时间 再根据试片的正硫化时间确定成品硫化时间。若成品厚度在6mm或以下，于硫化工艺条件下可认为是均匀受热的。其硫化时间与试片正硫化时间相同。1硫化时间的一般确定方法若成品厚度大于6mm时，每增加1mm厚度，硫化时间应滞后1min(经验)。 例如某成品厚度为22mm，试片正硫化条件为142l0min，在142硫化温度下，成品的硫化时间应等于10+(22-6)126(min)。1硫化时间的一般确定方法如制品内含有布层骨架，还要另加滞后时间。应先按下式将布层厚度换算成相当胶层厚度的当量厚度：2

3、121hh2121hh 2121hh2121hhh1布层相当于胶层的当量厚度，cm，h2布层实际厚度，cm；1胶层的热扩散系数，cm2/s；2布层的热扩散系数，cm2s。1硫化时间的一般确定方法求出布层的当量厚度后，即可求出制品的总计算厚度h总。 h总=制品的胶层厚度+布层当量厚度最后，根据制品总计算厚度，求出滞后时间和制品的硫化时间。1硫化时间的一般确定方法例1：制品的结构如图中所示，其胶料试片的正硫化时间为1428min，已知胶层的热扩散系数为1.3210-3cm2s，布层的扩散系数为1.0410-3cm2s，求制品在142下的硫化时间1硫化时间的一般确定方法例2：今有自行车外胎，半成品的

4、正硫化条件为1558min，胎冠部位厚2mm，贴胶帘布每层厚1.25mm，共两层制成，已知胶料的热扩散系数为1.2710-3cm2s，布层的热扩散系数为1.14310-3cm2s，求成品在155下的正硫化时间。解： 求布层的当量厚度 则h总2+2.644.64(mm) 所以成品的正硫化时间应为8+08(min)264. 01 . 125. 010143. 11027. 11332121hh1硫化时间的一般确定方法师生互动讨论讨论：今有以下规格轮胎，断面尺寸；胎冠厚30mm，缓冲胶厚4mm；每层帘布胶厚1.5mm，共10层，其胎面胶料试片正硫化条件为1558min，胶料的热扩散系数为1.3110

5、-3cm2/s，帘布层热扩散系数为1.1110-3cm2/s，求成品硫化时间大致是多少?2硫化时间的调整 硫化时间是受硫化温度制约的。当硫化温度改变时，硫化时间必须做相应的调整。通常，可用范特霍夫方程式计算出不同温度下的等效硫化时间。 所谓等效硫化时间是指在不同的硫化温度下，经硫化获得相同的硫化程度所需要的时间。102112ttK2温度在t1时的硫化时间，min；温度为t2时的硫化时间，min；K硫化温度系数(通常取K=2)。12硫化时间的调整 硫化温度系数K的意义是，橡胶在特定的硫化温度下获得一定性能的硫化时间与温度相差10时获得同样性能所需的硫化时间之比。 硫化温度系数随胶料的配方和硫化温

6、度而变化。一般，配方中的生胶和硫化体系的硫化活性越大，硫化温度越高时，K值越大。通常K值在1.82.5之间变化，可通过实验确定。 2硫化时间的调整例如：用硫化仅测得某种胶料在140下的正硫化时间为20min，在150下的正硫化时间为9min，则K值为：KKKtt10140150102112 2 .2920K2硫化时间的调整例例：某制品正硫化条件为14810min，K2，问硫化温度改为153、158、138时其等效硫化时间应分别是多少? 解： 当t2153时当t2=158时 5分钟当t2=138时 20分钟1 . 72102102/110148153101212ttK2硫化时间的调整例：已知某一

7、胶料在140时的正硫化时间是20min，利用范特霍夫方程可计算出130和150时的等效硫化时间。130的等效硫化时间为40min；150的等效硫化时间为10min。2硫化时间的调整3.硫化效应及厚制品等效硫化时间的确定(1)硫化效应 硫化效应是衡量胶料硫化程度深浅的尺度。硫化效应大，说明胶料硫化程度深；硫化效应小，说明胶料硫化程度浅。它等于硫化强度与硫化时间的乘积。E-硫化效应；I-硫化强度； t-胶料硫化温度；-硫化时间，min。 K-硫化温度系数。IE 10100tKI例1：某胶料的硫化温度系数为2.17，当141时正硫化时间为68min，求135下的硫化时间。解：设硫化温度为141时的硫

8、化效应为E1硫化温度为135时的硫化效应为E2令E1=E2即2101001101001ttKK2101001351010014017. 26817. 22.1086817.217.26817.26.05.31.42（Min）3.硫化效应及厚制品等效硫化时间的确定例例2：某制品原硫化条件为14060min，在140下硫化20min后，因气压不足，温度只能达到130，问硫化时间应如何调整?(K=2) 解：设原硫化条件下的硫化效应为E原，140时的硫化效应为E1，130时的硫化效应为E2则E原E1+E2即 21010013010100140101001402202602202602244236403

9、2096082802 在130下再硫化80min即可。3.硫化效应及厚制品等效硫化时间的确定例3：一胶轴制品，正硫化条件为140240min，因一次硫化易出现质量问题，故改为逐步升温硫化。第一段为120120min，第二段为130120min，第三段达到140，问需要多长时间才能达到原有的硫化程度?(K=2)解：设140240min硫化条件下的硫化效应为E原、一段硫化的硫化效应为E1、二段硫化的硫化效应为E2、三段硫化的硫化效应为E3 则E原E1+E2+E3 3.硫化效应及厚制品等效硫化时间的确定(min)31010021010011010010100321ttttKKKK原原12021202

10、24022101001301010012010100140310100140240096048038401631503(min) 由于每一胶料达到正硫化后都有一硫化平坦范围。因此在改变硫化条件时，只要把改变后的硫化效应控制在原来硫化条件的最小硫化效应Emin和最大硫化效应Emax之内，即EminEEmax，制品的物理机械性能就可与原硫化条件的相近。3.硫化效应及厚制品等效硫化时间的确定例例4:某制品的胶料试片的硫化平坦范围为13020120min，若成品的硫化条件为15010min，是否合理？（K=2）解：先求出Emax和Emin16020210100130minE96012021010013

11、0maxE再求出成品E32010210100150成品E EminE成品Emax。 成品所取硫化条件是合理的。3.硫化效应及厚制品等效硫化时间的确定例5；某胶料试片硫化平坦范围为150815min，问成品在140下硫化时，平坦范围应多长?(K2) 解： 先求出试片的Emin和Emax2568210100150minE48015210100150maxE成品E值应与试片相同2562min10100140min成成E6.1522564min成4802max10100140max成成3024804max成成品的硫化平坦范围为14015.630min。3.硫化效应及厚制品等效硫化时间的确定师生互动讨论例、某外胎缓冲胶层，其胶料硫化温度系数为2，在实验条件下的正硫