六硫化工艺.pptx

1第六章第六章第六章第六章 硫化工艺硫化工艺硫化工艺硫化工艺 26-16-16-16-1 概述概述概述概述 硫化为橡胶制品生产的最后一道工序，橡胶的硫化为橡胶制品生产的最后一道工序，橡胶的宏观特征和微观结构均发生变化。宏观特征和微观结构均发生变化。温度，时间和温度，时间和压力压力为硫化三要素。为硫化三要素。u硫化：硫化：在加热和加压条件下，胶料中的生胶与硫化在加热和加压条件下，胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应，使橡胶由线型结构的大分子交联成剂发生化学反应，使橡胶由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，使胶料的物理机械性能及为立体网状结构的大分子，使胶料的物理机械性能及其它性能有明显的改善，这个过程称为硫化。其它性能有明显的改善，这个过程称为硫化。u硫化的本质：硫化的本质：使橡胶由塑性状态转变为高弹性状态。使橡胶由塑性状态转变为高弹性状态。3橡胶在硫化过程中结构和性能的变化橡胶在硫化过程中结构和性能的变化橡胶在硫化过程中结构和性能的变化橡胶在硫化过程中结构和性能的变化4 生胶生胶 硫化胶硫化胶抗张强度抗张强度 小小 大大伸长率伸长率 大大 小小流动性流动性 大大 小小硬度硬度 小小 大大热可塑性热可塑性 大大 小小压缩变形压缩变形 大大 小小粘着性粘着性 大大 小小回弹性回弹性 小小 大大老化性老化性 大大 小小溶剂膨胀性溶剂膨胀性 大大 小小定伸强度定伸强度 小小 大大由于硫化前后结构的变化，使橡胶的物理机械性由于硫化前后结构的变化，使橡胶的物理机械性能有下列递变趋向：能有下列递变趋向：561 1、理理论论正正硫硫化化:通通常常是是指指交交联联程程度度达达到到最最高高的的硫硫化化状状态态。一一般般来来说说，只只有有处处于于正正硫硫化化状状态态时时，硫硫化化胶的各项物理机械性能指标才出现最佳值。胶的各项物理机械性能指标才出现最佳值。2 2、工艺正硫化：、工艺正硫化：指达到最大交联密度的指达到最大交联密度的90%90%时的时的硫化程度，因为考虑到试片或制品在离开硫化热源硫化程度，因为考虑到试片或制品在离开硫化热源后存在一定热的余量，完成剩余的交联后存在一定热的余量，完成剩余的交联。一、硫化的意义一、硫化的意义一、硫化的意义一、硫化的意义73 3、工程正硫化：、工程正硫化：对制品的硫化而言，需要根据对制品的硫化而言，需要根据理论正硫化来确定。橡胶制品结构的多样性使得理论正硫化来确定。橡胶制品结构的多样性使得硫化时间的确定变得困难，需要确定一个综合平硫化时间的确定变得困难，需要确定一个综合平衡的硫化状态的，使整个制品对各个部件都处在衡的硫化状态的，使整个制品对各个部件都处在它的胶料试片的硫化曲线理论正硫化的平区内，它的胶料试片的硫化曲线理论正硫化的平区内，即是处于硫化曲线平坦区的最小硫化程度和最大即是处于硫化曲线平坦区的最小硫化程度和最大程度的时间范围，这样，可认为整个制品处于工程度的时间范围，这样，可认为整个制品处于工程正硫化状态，对应的时间是程正硫化状态，对应的时间是工程硫化时间。工程硫化时间。8物理物理-化学法化学法 游离硫测定法游离硫测定法 溶胀法溶胀法 物理机械性能测定法物理机械性能测定法 拉伸强度法拉伸强度法 压缩永久变形法压缩永久变形法 综合物理机械性能测试法综合物理机械性能测试法专用仪器法专用仪器法 门尼粘度计法门尼粘度计法 硫化仪法硫化仪法二、正硫化的测定方法二、正硫化的测定方法二、正硫化的测定方法二、正硫化的测定方法9物理物理-化学法化学法游离硫测定法游离硫测定法：通过对不同硫化时间的硫化试片中的游：通过对不同硫化时间的硫化试片中的游离硫量的测定，可作出不同时间游离硫量与对应时间的离硫量的测定，可作出不同时间游离硫量与对应时间的曲线，游离硫量最少时对应的时间即为理论正硫化时间曲线，游离硫量最少时对应的时间即为理论正硫化时间，但该法不适应非硫黄硫化体系胶料。，但该法不适应非硫黄硫化体系胶料。溶胀法：溶胀法：测定不同硫化时间胶料的平衡溶胀率，平衡溶测定不同硫化时间胶料的平衡溶胀率，平衡溶胀率最低值对应的硫化时间为正硫化时间。胀率最低值对应的硫化时间为正硫化时间。10物理机械性能测定法物理机械性能测定法拉伸强度法拉伸强度法压缩永久变形法压缩永久变形法综合物理机械性能测试法综合物理机械性能测试法物理机械性能法物理机械性能法采用拉伸强度的最大值或采用拉伸强度的最大值或曲线的平坦区起始点对应曲线的平坦区起始点对应的时间为正硫化时间的时间为正硫化时间压缩永久变形压缩永久变形-时间曲线的转折点或拐点对时间曲线的转折点或拐点对应的时间即为正硫化点对应应的时间即为正硫化点对应时间时间11综合物理机械综合物理机械性能测试法性能测试法分别测定拉伸强度（分别测定拉伸强度（T T）、硬度（）、硬度（H H）、压缩永久变形（）、压缩永久变形（S S）、定伸应力最佳值（）、定伸应力最佳值（M M）时所对应的硫化时间，按式（）时所对应的硫化时间，按式（13-113-1）加权平均作为工程正硫化时间。）加权平均作为工程正硫化时间。126-26-26-26-2 硫化条件的确定硫化条件的确定硫化条件的确定硫化条件的确定 13u橡胶品种：对温度的耐受性不同。橡胶品种：对温度的耐受性不同。NRNR低，低，SBRSBR，NBRNBR高。高。u最宜硫化温度范围：最宜硫化温度范围：NRNR（143143）SBRSBR（150150）IR,BR,CRIR,BR,CR（151151）IIRIIR（170170）EPDM 硅橡胶硅橡胶 三元乙丙胶三元乙丙胶 丁苯橡胶丁苯橡胶 天然橡胶天然橡胶 丁腈橡胶丁腈橡胶 氯丁橡胶氯丁橡胶u胶料收缩率随硬度的增加而减小，在胶料收缩率随硬度的增加而减小，在75758585（邵氏（邵氏A A硬度）出现最小值硬度）出现最小值82u填充量较大的填充剂，随着用量增加，硫化胶的收缩率降低填充量较大的填充剂，随着用量增加，硫化胶的收缩率降低83u硫化收缩率随温度升高而增大。硫化收缩率随温度升高而增大。846-6 6-6 橡胶制品的硫化后处理橡胶制品的硫化后处理85一、模具制品硫化后的调整一、模具制品硫化后的调整手工修边法手工修边法:手工冲头、刮削、锉削、刀削手工冲头、刮削、锉削、刀削机械修边法机械修边法常温机械修整：冲切、切削、磨削、常温机械修整：冲切、切削、磨削、转鼓研磨、热烫转鼓研磨、热烫低温机械修整法：抛丸修边、转鼓修边、低温机械修整法：抛丸修边、转鼓修边、振动修边、刷磨修边、离心叶轮抛丸修边振动修边、刷磨修边、离心叶轮抛丸修边、抛射流抛丸修边、抛射流抛丸修边修整方法修整方法8687热处理热处理对某些橡胶制品在热空气介质中进行热处理，能够稳定对某些橡胶制品在热空气介质中进行热处理，能够稳定物理机械性能，使交联结构更加完善，消除模压硫化产生物理机械性能，使交联结构更加完善，消除模压硫化产生的内应力，能大大降低压缩永久变形，提高使用寿命。的内应力，能大大降低压缩永久变形，提高使用寿命。表面化学处理表面化学处理对于密封制品有时可用表面卤化处理提高橡胶表面硬度，对于密封制品有时可用表面卤化处理提高橡胶表面硬度，但不影响本体材料的弹性和强度，主要降低动态密封如油封但不影响本体材料的弹性和强度，主要降低动态密封如油封的摩擦系数，可降低至原来的的摩擦系数，可降低至原来的1/51/51/3,1/3,提高使用寿命。提高使用寿命。二、橡胶模型制品的性能后处理技术二、橡胶模型制品的性能后处理技术88表面涂层表面涂层制品表面涂层制品表面涂层 是为了改善其表面的某些性能。如聚异丁烯涂是为了改善其表面的某些性能。如聚异丁烯涂层可提高不饱和橡胶耐臭氧和耐候性。层可提高不饱和橡胶耐臭氧和耐候性。896-7 6-7 橡胶制品常见的质量缺陷分析及橡胶制品常见的质量缺陷分析及处理处理90一、橡胶制品质量缺陷与混炼胶性一、橡胶制品质量缺陷与混炼胶性能的关系能的关系1 1、胶料的焦烧时间、胶料的焦烧时间橡胶与硫化剂、促进剂及各种配合剂混合过程中及在胶橡胶与硫化剂、促进剂及各种配合剂混合过程中及在胶料以后的加工过程中，随温度和时间的积累胶料的焦烧时料以后的加工过程中，随温度和时间的积累胶料的焦烧时间不断被消耗，距离焦烧起点越来越近。甚至在硫化前就间不断被消耗，距离焦烧起点越来越近。甚至在硫化前就出现部分交联现象，就会给加工带来困难。混炼胶塑性下出现部分交联现象，就会给加工带来困难。混炼胶塑性下降、丧失良好的流动性等，这便是工艺生产中的焦烧现象。降、丧失良好的流动性等，这便是工艺生产中的焦烧现象。一般制品较适宜的加工焦烧时间在一般制品较适宜的加工焦烧时间在101025min25min左右左右912 2、胶料门尼黏度、胶料门尼黏度门尼黏度过高，硫化压力无法使胶料在模具中较门尼黏度过高，硫化压力无法使胶料在模具中较好的流动，必然造成制品局部缺胶；门尼黏度过低好的流动，必然造成制品局部缺胶；门尼黏度过低，合模后空气还没完全排出，胶料就将模具的排气，合模后空气还没完全排出，胶料就将模具的排气线和排气孔堵住，由于模内的空气传温较差并占有线和排气孔堵住，由于模内的空气传温较差并占有一定体积，硫化后造成局部欠硫和气泡明疤。一定体积，硫化后造成局部欠硫和气泡明疤。一般制品适宜加工的门尼黏度在一般制品适宜加工的门尼黏度在40406565之间，海之间，海绵制品的门尼黏度更低。绵制品的门尼黏度更低。92二、胶带制品常见的硫化质量缺陷二、胶带制品常见的硫化质量缺陷产生原因及处理方法产生原因及处理方法9394三、轮胎制品常见的硫化质量问题三、轮胎制品常见的硫化质量问题产生原因及处理方法产生原因及处理方法95四、轮胎模具制品常见的硫化质量问四、轮胎模具制品常见的硫化质量问题产生原因及处理方法题产生原因及处理方法