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硫化压力对橡胶成品胶料机能的影响

文章来由深圳市澳佛特橡胶成品无限公司 人气:-颁发时辰:2018-08-01
经由进程在尝试进程中转变自然橡胶成品胶料的硫化压力,得出硫化压力在硫化进程中的变更纪律和硫化压力的变更对橡胶成品胶料机能和减震橡胶产物机能的影响,并开端阐发了其产生的缘由。 
橡胶件硫化的三大工艺参数是:温度、时辰和压力。此中硫化温度是对成品机能影响最大的参数。温度对橡胶成品的影响,在良多文献资料中都能够查找获得,可是良多文献都疏忽了硫化压力对橡胶成品胶料硫化的影响。橡胶硫化压力,是保障橡胶整机多少尺寸、布局密度、物理机器机能的主要身分,同时也能保障整机外表滑腻完好陷,到达成品的密封、气密的请求。硫化压力并不是随便的,硫化压力过大除能破坏模具、装备、耗损电能外,一样也会影响成品的机能。带骨架件会破坏骨架。压力小了会间接影响成品多少尺寸和物理机器机能。橡胶成品须要硫化压力的目标普通以为是
(1)避免橡胶成品胶料气泡的产生,进步橡胶成品胶料的致密性; 
(2)使橡胶成品胶料勾当,布满模腔; 
(3)进步附出力,改良硫化胶物理机能[1]。 
而外洋在研讨硫化压力时,已不但单规模于咱们下面的一些研讨,已由进程调剂硫化压力的巨细来到达产物的一些特别机能的请求,按照自己把握的环境,外洋橡胶厂家有以下一些对硫化压力的共鸣。 
(1)模压及移模注压的硫化体例,其模腔内的硫化压力为:10~20Mpa。 
(2)注压硫化体例其模腔内的硫化压力为:0~150Mpa。 
(3)跟着硫化压力的增大,产物的缩短率和产物的静态刚度有如图1的变更。
图1 硫化压力与产物的径向刚度和橡胶成品胶料缩短率之间的干系图
从图1中能够较着的看到,跟着硫化压力的增大,其产物的静态刚度在逐步增大,而跟着硫化压力的增大,其橡胶成品胶料的缩短率在逐步的减小。 
在国际的减振橡胶行业内,对调剂产物的刚度,遍及接纳的仍然是增添或降落产物所利用的橡胶成品胶料硬度,而在外洋,已遍及接纳了进步或降落产物硫化时的橡胶成品胶料硫化压力来调剂产物的静态刚度。 
(4)跟着橡胶成品胶料的硫化压力不时进步,其橡胶成品胶料的缩短率会呈现如图2的景象:
图2 产物硫化压力与橡胶成品胶料的缩短率之间的干系图
跟着硫化压力的不时进步,产物橡胶成品胶料的缩短率会呈现一个变态的景象,即当产物橡胶成品胶料的硫化压力到达83Mpa时,产物橡胶成品胶料的缩短率为0,若产物橡胶成品胶料的硫化压力持续不时回升,产物橡胶成品胶料的缩短率会呈现负值,也便是说,在这类超高的产物橡胶成品胶料硫化压力下,产物硫化出来经停放后,其橡胶局部的尺寸比模具设想的尺寸还要大。 
本文但愿经由进程对自然橡胶硫化压力转变的尝试,得出一些硫化压力与橡胶成品胶料机能和产物机能之间的纪律,并对得出的论断停止一些现实阐发。 
1 尝试局部 
1.1 原资料及仪器 
自然橡胶(3#烟片),入口;高耐磨炭黑(N330),天津海豚;其他助剂均为国产产业级。YH3350型50吨四柱油压机,江西萍乡无线电公用装备厂产物;WHX20025型300吨油压注压机,无锡阳明橡胶机器厂产物;X(S)K160型开炼机,上海橡胶机器厂产物;PT124B100型压力传感器,上海朝辉压力仪器建造厂产物;CSS55300型电子全能拉力机,美国TMS公司产物;LXA型硬度计;UR2010型无转子硫化仪,台湾育肯科技股分无限公司产物;Radio1644A高阻电桥测试仪。 
1.2 测试体例 
橡胶成品胶料机能测试均按照国度有关规范停止。 
1.3 尝试工艺 
1.3.1 橡胶成品胶料混炼工艺: 
共同各类资料,在开炼机上混炼。加料挨次为: 
生胶炭黑及其它助剂硫化剂薄通下片。混炼温度为40℃至50℃,时辰为30分钟;硫化试片测试。 
1.3.2 惯例模压机能测试试片的建造:
图3 橡胶成品胶料惯例机能模压试片模具
图3显现的是惯例试片模具,本尝试在惯例试片模具的上模板处加装了压力传感器,用以测试试样在模腔中的压力变更。 
1.3.3 惯例注压机能测试试片的建造: 
注压惯例试片建造如图4,是在惯例模压模具的上模板上开注胶孔,在注压进程中包含了两个压力参数:一是锁模力、一是注胶压力,因此不能利用平板硫化机。注压的时辰须要锁模力先把模具锁紧,注胶压力再把橡胶成品胶料注入模腔中,因而尝试挑选在注压机上停止。注压机先给模具一个120MPa的锁模力,同时调理注胶压力从3MPa到20MPa。同模压惯例制片一样,经由进程压力传感器记实模腔内的现实压力。
图4 橡胶成品胶料惯例机能注压试片建造表示图
1.3.4 模压恒压紧缩永远变形试样的制备: 
模压恒定紧缩永远变形试样的制备与GB/T7759-1996请求不异,为了丈量模腔内的现实压力,尝试在模具内的一边钻一个孔,保障压力传感器和此中的一个模腔相连。 
1.3.5 注压恒压紧缩永远变形试样的制备: 
这一尝试也是在平板硫化机上实现,所用模具和模压恒压模具根基不异,见图5,只须要把上模板换成注胶缸就能够了。尝试的时辰把未硫化橡胶成品胶料放在70oC的烘箱中20min,这是为了保障橡胶成品胶料在注压进程中较好的勾当性。
图5 橡胶成品胶料恒定紧缩永远变形注压试样模具图 
1.导向销;2.下模板;3.压力传感器;4、5.上模板; 
6.注胶缸;7.顶出杆
2.成果与会商 
2.1 硫化压力在模腔中的变更: 
经由进程尝试,得出了硫化惯例试片进程中,模压硫化体例模腔内硫化压力的变更环境成果如图6所示,注压硫化体例模腔内硫化压力的变更环境成果如图7所示。
图6惯例模压模腔内硫化压力的变更环境图7惯例注压模腔内硫化压力的变更环境
按照以上的尝试成果能够看出,惯例模压和注压试片在硫化时,压力起首降落,到达峰值后再降落并到达平展状况。阐发为:当将橡胶成品胶料放入模腔内后,橡胶成品胶料受热收缩,模腔内的橡胶成品胶料压力疾速降落,当橡胶成品胶料硫化到达正硫化点后,由于橡胶成品胶料已产生了硫化交联,束厄局促了大份子链的勾当,微观产生的景象是,统临时辰撞击压力传感器探头的份子数量减小,微观的表现是压力降落并到达平展状况。 
同时从图6和图7还能够比拟看出,橡胶成品胶料在注压体例下(硫化压力绝对较大)到达橡胶成品胶料硫化压力的最高点比模压体例下(硫化压力绝对较小)要早,这类景象也就申明,硫化压力的进步会较着的进步橡胶成品胶料的硫化速度。 
2.2 硫化压力对硫化胶惯例机能的影响: 
经由进程尝试得出,模压硫化体例与注压硫化体例跟着硫化时硫化压力的进步,其橡胶成品胶料的300%定伸应力、拉伸强度、扯断伸长率和扯破强度变更趋向分歧,以下因此模压硫化体例时,跟着硫化时硫化压力的进步,其橡胶成品胶料机能的变更环境: 
2.2.1 硫化压力对硫化胶的300%定伸应力、拉伸强度和扯断伸长率变更环境以下: 
从图8、图9和图10能够看出,跟着硫化压力的不时增添,其橡胶成品胶料的300%定伸应力逐步增大,拉伸强度逐步增大,扯断伸长率逐步减小。阐发景象为:跟着硫化压力的不时增大,其大份子链之间的间隔逐步减小,致使硫化交联效力的进步,从而引发橡胶成品胶料的交联密度增大,这一微观的变更致使了300%定伸应力逐步增大、拉伸强度逐步增大和扯断伸长率逐步减小的景象。
图8硫化压力对橡胶成品胶料300%定伸应力的影响图9硫化压力对橡胶成品胶料拉伸强度的影响
2.2.2 硫化压力对硫化胶扯破强度的影响: 
经由进程尝试,其橡胶成品胶料跟着硫化时硫化压力的不时进步,其橡胶成品胶料的扯破强度如图11所示。
能够从图11看出,跟着橡胶成品胶料在硫化时的硫化压力不时进步,其扯破强度随之却不时降落,阐发缘由为:按照传统的硫化现实,硫化胶之间的交联键既有多硫键,也有单、双硫键。因多硫键比单、双硫键有更高的扯破强度[2]。以是,当多硫键增添时橡胶成品胶料的扯破强度会增添,当单、双硫键增添时橡胶成品胶料的扯破强度会减小。本尝试傍边跟着硫化压力的不时进步,橡胶大份子链间隔减小和交联密度增添,这也便是说硫化后的橡胶大份子链之间的均匀间隔减小了。均匀间隔减小,使得单、双硫键的数量增添,单、双硫键数量增添,多硫键的削减致使硫化胶的扯破强度不时降落。 
2.3 硫化压力对橡胶成品胶料的紧缩永远变形的影响: 
随硫化压力的增添,其橡胶成品胶料的紧缩永远变形变更如图12所示,能够看出,跟着产物硫化压力的增大,其橡胶成品胶料的紧缩永远变形也随之降落,阐发景象为:跟着硫化压力的不时增大,其大份子链之间的间隔逐步减小,橡胶大份子链双键之间产生交联的机率增大,从而致使硫化交联效力的进步。微观表现为橡胶成品胶料的交联密度增大,橡胶成品胶料的紧缩永远变形较着减小。
图12硫化压力对橡胶成品胶料紧缩永远变形的影响
2.4 硫化压力对减震橡胶产物机能的影响: 
对硫化压力对减震橡胶产物的影响,咱们以最罕见的减震橡胶垫停止了响应的尝试,在模具的型腔面打孔并装置压力传感器。对照了模压和注压两种硫化体例下硫化压力的变更对产物机能的影响,尝试成果以下:经由进程表1能够看出,注压硫化体例其橡胶成品胶料硫化时的压力比模压硫化体例要高一倍以上。别的,到达不异的产物静刚度,注压体例的硫化橡胶成品胶料要较着比模压体例时的硫化橡胶成品胶料硬度低,这对减震橡胶成品高硬度橡胶成品胶料静刚度的调理供给了别的一种路子。最为主要的是,产物的紧缩永远变形削减了42%,这就响应的进步了减震橡胶产物在变形方面的寿命。
3.论断 
1.在模压和注压体例下,模腔内橡胶成品胶料的硫化压力跟着时辰的耽误,其硫化压力老是先增高后减小,并终究处于平展状况。 
2.跟着橡胶成品胶料硫化压力的进步,其橡胶成品胶料的300%定伸和拉伸强度均随之进步,其橡胶成品胶料的扯断伸长率、扯破强度和紧缩永远变形却随之降落。 
3.在减震橡胶成品硫化进程中,注压硫化体例中模腔内橡胶成品胶料的压强比模压硫化体例的压强高一倍以上。产物到达不异的静刚度所需的橡胶成品胶料硬度有较大不同。随产物硫化时的硫化压力进步,产物在紧缩永远变形机能方面有较着的进步。 
参考文献: 
[1]《橡胶产业手册》第三分册配方与根基工艺中:1124-1125; 
[2]杨清芝《古代橡胶工艺学》:489 

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