硫化操作技术4.ppt

徐州工业职业技术学院 XUZHOU COLLEGE OF INDUSTRY AND TECHNOLOGY 硫化操作技术 材料工程系实训中心教研室 张馨 二○一○年一月 硫化操作技术硫化操作技术 复习提问 1、常用橡胶适宜的硫化温度? 2、硫化压力的作用？ 硫化操作技术硫化操作技术 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： 硫化操作技术硫化操作技术 (1)确定半成品的正硫化时间 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 ①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 硫化操作技术硫化操作技术 ②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142℃l0min，在142℃硫化温度下，成品 的硫化时间应等于10+(22-6)1＝26(min) 1．硫化时间的一般确定方法 硫化操作技术硫化操作技术 ③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： h1——布层相当于胶层的当量厚度，cm， h2——布层实际厚度，cm； α1——胶层的热扩散系数，cm2/s； α2——布层的热扩散系数，cm2／s 1．硫化时间的一般确定方法 硫化操作技术硫化操作技术 • 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 硫化操作技术硫化操作技术 例1：制品的结构如图中所示，其胶料试片的 正硫化时间为142℃8min，已知胶层的热扩 散系数为1.3210-3cm2／s，布层的扩散系数 为1.0410-3cm2／s，求制品在142℃下的硫化 时间 1．硫化时间的一般确定方法 硫化操作技术硫化操作技术 • 例2：今有自行车外胎，半成品的正硫化条 件为155℃8min，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1.2710-3cm2／s，布层的热扩散 系数为1.14310-3cm2／s，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+2.64＝4.64(mm) • 所以成品的正硫化时间应为8+0＝8(min) 1．硫化时间的一般确定方法 硫化操作技术硫化操作技术 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155℃8min，胶料的热扩散系数为1.3110- 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? 硫化操作技术硫化操作技术 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 硫化操作技术硫化操作技术 ——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) 2．硫化时间的调整 硫化操作技术硫化操作技术 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1.8～2.5之间变化，可通过实验 确定 2．硫化时间的调整 硫化操作技术硫化操作技术 • 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： ∴ 2．硫化时间的调整 硫化操作技术硫化操作技术 • 例：某制品正硫化条件为148℃10min，K＝ 2，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： ①当t2＝153℃时 • ②当t2=158℃时 5分钟 • ③当t2=138℃时 20分钟 2．硫化时间的调整 硫化操作技术硫化操作技术 例：已知某一胶料在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 硫化操作技术硫化操作技术 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； • τ-硫化时间，min K-硫化温度系数 硫化操作技术硫化操作技术 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℃时的硫化效应为E1硫 化温度为135℃时的硫化效应为E2 令E1=E2 即 （Min ） 3.硫化效应及厚制品等效硫化时间的确定 硫化操作技术硫化操作技术 例2：某制品原硫化条件为140℃60min，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 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 硫化操作技术硫化操作技术 例3：一胶轴制品，正硫化条件为 140℃240min，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 120℃120min，第二段为130℃120min，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140℃240min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 硫化操作技术硫化操作技术 (min) (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Emin

3.硫化效应及厚制品等效硫化时间的确定 硫化操作技术硫化操作技术 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化条件为 140℃24min，硫化平坦范围为24～100min 在实际生产中，硫化温度控制为130 ℃，硫 化时间为70min，问成品达到正硫化了吗？若 在实际生产中，硫化温度控制为150 ℃，硫 化时间为60min，问成品是否处于正硫化期呢 ？ 硫化操作技术硫化操作技术 小结及作业 小结： 1、 硫化时间的确定 2、 硫化时间的调整 3、厚制品等效时间的确定 作业：师生讨论题1、2 预习作业：硫化介质 。