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文章來(lái)源:上海松夏減震器有限公司 發(fā)布時(shí)間:2021-10-25 10:06
空氣彈簧硫化工藝問(wèn)題
橡膠硫化三要素的壓力 橡膠件硫化的三大工藝參數(shù)是:溫度、時(shí)間和壓力。其中,硫化溫度是對(duì)制品性能影響最大的參數(shù),關(guān)于硫化溫度對(duì)橡膠制品影響的研究也隨處可見。但是,關(guān)于硫化壓力的測(cè)試相對(duì)較少。硫化壓力是指膠料在硫化過(guò)程中單位面積的壓力。一般情況下,除部分布夾和海綿橡膠外空氣彈簧硫化工藝問(wèn)題,其他橡膠制品在硫化時(shí)都需要一定的壓力。橡膠硫化壓力是保證幾何尺寸、結(jié)構(gòu)密度、和橡膠件的物理機(jī)械。同時(shí)也能保證零件表面光滑無(wú)缺陷,滿足橡膠制品的密封要求。主要作用如下: 1)防止膠料硫化成型過(guò)程中產(chǎn)生氣泡,提高制品的致密性;2)提供膠料的充模和流動(dòng)動(dòng)力,使膠料在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)可以充滿整個(gè)型腔;3) 提高橡膠與夾子(線繩等)的附著力和橡膠制品的抗彎性;4) 提高橡膠制品的物理機(jī)械性能。硫化壓力的選擇需要考慮以下因素:1)橡膠配方;2) 橡膠可塑性;3)成型模具結(jié)構(gòu)(成型、注射壓力、等);4)硫化設(shè)備種類(平板硫化機(jī)、注射硫化機(jī)、注射硫化機(jī)、真空硫化機(jī)等;5)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。選擇硫化壓力的一般原則:1)對(duì)于硬度低的橡膠(50-Shore A以下),壓力要小,硬度高的要大;2)薄的產(chǎn)品要小,厚的產(chǎn)品要大;3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,選擇小,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,選擇大;4)機(jī)械性能要求高,選擇低,選擇?。?)當(dāng)硫化溫度較高,
關(guān)于硫化壓力,國(guó)內(nèi)外一些橡膠廠家有以下經(jīng)驗(yàn)值可供參考:1)模壓和移位注塑的硫化方式,模腔內(nèi)硫化壓力為:10~20Mpa;2) 在注射硫化法中,模腔內(nèi)的硫化壓力為:0~;3) 當(dāng)硫化壓力增加時(shí),制品的靜態(tài)剛性也隨之增加,收縮率逐漸降低;在振動(dòng)橡膠工業(yè)中空氣彈簧硫化工藝問(wèn)題 橡膠硫化三要素的壓力,為調(diào)節(jié)制品的剛性,仍常用增加或降低制品所用橡膠的硬度。在國(guó)外,已廣泛用于在制品硫化時(shí)增加或降低橡膠的硫化壓力以調(diào)節(jié)制品。靜剛度。)4)隨著硫化壓力的不斷增加,制品膠的收縮率會(huì)出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,即制品膠的硫化壓力達(dá)到83Mpa時(shí),制品的收縮率橡膠為0 如果制品膠料的硫化壓力繼續(xù)上升,制品膠料的收縮率將呈現(xiàn)負(fù)值。模具尺寸大于模具設(shè)計(jì)尺寸;5) 在成型和注射壓力模式下,橡膠在模腔內(nèi)的硫化壓力總是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)先升高后降低,并最終保持平坦?fàn)顟B(tài);6)隨著膠料硫化壓力的增加,膠料的300%伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度增加,而膠料的斷裂伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度和壓縮永久變形增加. 7)在減震橡膠制品的硫化過(guò)程中,注射硫化法模腔內(nèi)的橡膠壓力是壓縮硫化法壓力的兩倍以上。
達(dá)到相同靜態(tài)剛度所需的橡膠材料的硬度存在很大差異。隨著產(chǎn)品硫化壓力的增加,產(chǎn)品的壓縮永久變形性能有顯著提高。橡膠硫化三要素的時(shí)間1. 橡膠制品的硫化時(shí)間是橡膠在一定溫度和模具壓力下由塑性變?yōu)閺椥?,并使交?lián)密度達(dá)到最大和優(yōu)化所需要的時(shí)間物理和機(jī)械性能。稱為橡膠制品的硫化時(shí)間。通常不包括操作過(guò)程的輔助時(shí)間。硫化時(shí)間與硫化溫度密切相關(guān)。在硫化過(guò)程中,當(dāng)硫化膠的各種物理機(jī)械性能達(dá)到或接近最佳點(diǎn)時(shí),這種硫化程度稱為正常硫化或最佳硫化。在一定溫度下達(dá)到正硫化所需的硫化時(shí)間稱為正硫化時(shí)間空氣彈簧硫化工藝問(wèn)題 橡膠硫化三要素的壓力,一定的硫化溫度對(duì)應(yīng)一定的正硫化時(shí)間。當(dāng)橡膠配方和硫化溫度一定時(shí),硫化時(shí)間決定了硫化程度。不同尺寸和壁厚的橡膠制品通過(guò)控制硫化時(shí)間來(lái)控制硫化程度。一般來(lái)說(shuō),產(chǎn)品越大或越厚,所需的硫化時(shí)間就越長(zhǎng)。2.硫化時(shí)間設(shè)置方法2. 1 測(cè)試陽(yáng)性硫化時(shí)間硫磺測(cè)定法和溶脹法);2.1.2 物理力學(xué)性能測(cè)定方法(包括恒拉應(yīng)力法、抗拉強(qiáng)度法、恒拉強(qiáng)度法、拉伸積法、壓縮永久變形法、綜合值法等);2.1.3種特殊的儀器方法(包括門尼粘度法、硫化法)等,目前最常用的方法是硫化法。綜合價(jià)值法等);
通過(guò)硫化機(jī)的測(cè)試,可以得到膠料的正硫化時(shí)間。2.2 產(chǎn)品硫化時(shí)間的確定2.2.1 如果產(chǎn)品厚度為6mm或小于6mm,膠料的成型工藝條件可視為均勻加熱狀態(tài),則產(chǎn)品的硫化時(shí)間與硫化曲線中測(cè)得的正硫化時(shí)間相同(溫度相同時(shí),即硫化溫度為硫化機(jī)測(cè)得的溫度);2.2.2 如果產(chǎn)品壁厚大于6mm空氣彈簧硫化工藝問(wèn)題,每增加1mm厚度,測(cè)試正硫化時(shí)間增加1min,為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。例如,提高了一級(jí)硫化的效率,二級(jí)硫化的集中處理也提高了效率,節(jié)約了能源。3.2 除了合理的成本考慮,二段硫化時(shí)間的設(shè)定,對(duì)于特殊橡膠如FKM橡膠,正硫化過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng),正常工藝采用二段硫化硫化。
以下是一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù): NR,一般不采用二段硫化。因?yàn)楹苋菀桩a(chǎn)生硫化回復(fù)現(xiàn)象。如有必要,建議在100°C以內(nèi),約2小時(shí);SBR、BR一般使用100-120℃,1-2小時(shí);NBR、EPDM(硫磺硫化)一般使用140-150℃2-4小時(shí);EPDM(過(guò)氧) 一般150-160℃使用2-4小時(shí);一般使用200-230 4-8小時(shí);FKM一般使用200-230 8-12小時(shí)。橡膠硫化三要素的溫度1.硫化溫度是多少?橡膠硫化溫度是橡膠硫化反應(yīng)(交聯(lián)反應(yīng))的基本條件,它直接影響橡膠硫化速度和制品質(zhì)量。像所有的化學(xué)反應(yīng)一樣,硫化反應(yīng)隨著溫度的升高而加速,容易產(chǎn)生更多的低硫交聯(lián);硫化溫度低時(shí),速度較慢,生成效率低,多硫交聯(lián)生成。硫化溫度一般適用范特霍夫定律,即溫度每升高8~10℃(約相當(dāng)于一個(gè)表壓的蒸氣壓),反應(yīng)速度約加倍;換句話說(shuō),反應(yīng)時(shí)間大約減少了一半。硫化溫度如何選擇 隨著室溫硫化膠的增多和高溫硫化的出現(xiàn),硫化溫度趨于兩個(gè)極端。從提高硫化效率的角度來(lái)看,應(yīng)該認(rèn)為硫化溫度越高越好,但實(shí)際上硫化溫度不能無(wú)限提高。橡膠是一種高分子聚合物。高溫會(huì)引起橡膠分子鏈發(fā)生斷裂反應(yīng),導(dǎo)致交聯(lián)鍵斷裂,即出現(xiàn)“回復(fù)”現(xiàn)象,從而降低硫化膠的物理機(jī)械性能。
例如,天然橡膠在高溫硫化時(shí),橡膠中溶解的氧隨著溫度的升高而變得更加活躍,引起強(qiáng)烈氧化,破壞橡膠的結(jié)構(gòu),降低硫化橡膠的物理機(jī)械性能??紤]到各種橡膠的耐熱性和“返還”現(xiàn)象,對(duì)各種橡膠的推薦硫化溫度如下: NR最好在140-150℃,最高不超過(guò)160℃;順丁橡膠、異戊二烯橡膠和氯丁橡膠橡膠的最佳使用溫度為150-160℃,最高溫度不應(yīng)超過(guò)170℃;丁苯橡膠和丁腈橡膠可在150℃以上使用空氣彈簧硫化工藝問(wèn)題,但最高溫度不應(yīng)超過(guò)190℃;丁基橡膠和三元乙丙橡膠一般選擇160-180℃,最高不超過(guò)200℃;硅橡膠、氟橡膠一般采用二級(jí)硫化,一級(jí)溫度170-180℃,二級(jí)硫化200-230℃,可根據(jù)工藝要求在4-24h范圍內(nèi)選擇。2.2 橡膠配方中硫化體系的類型是根據(jù)最終產(chǎn)品的不同性能要求,橡膠配方采用不同的硫化體系。不同的硫化體系有不同的硫化特性,有的要求活化溫度高,有的要求活化溫度低。因此,應(yīng)根據(jù)實(shí)際硫化體系選擇合適的硫化溫度。一般來(lái)說(shuō),普通硫磺硫化體系的硫化溫度為130-160℃,需要根據(jù)所用促進(jìn)劑的活化溫度和制品的物理機(jī)械性能來(lái)確定。當(dāng)促進(jìn)劑的活化溫度較低或制品要求高強(qiáng)度、較低的拉應(yīng)力和硬度時(shí),可以選擇較低的硫化溫度,這樣會(huì)產(chǎn)生較多的多硫化物交聯(lián);促進(jìn)劑的活化溫度較高或當(dāng)制品要求較高的拉應(yīng)力和硬度、較低的伸長(zhǎng)率時(shí),硫化溫度應(yīng)較高,以產(chǎn)生更多的低硫交聯(lián)鍵。
有效和半有效硫化系統(tǒng)。硫化溫度一般控制在160-165℃之間。對(duì)于過(guò)氧化物、樹脂等無(wú)硫硫化體系,硫化溫度選擇170-180℃為宜。特別是對(duì)于EPDM、NBR硫磺硫化配方,如果設(shè)計(jì)需要二次硫化,一次硫化和二次硫化的溫度和時(shí)間會(huì)影響最終產(chǎn)品的力學(xué)性能,如壓縮永久變形和硬度。溫度尤為重要,最佳溫度在180°C以上。如果一次硫添加溫度不夠,二次硫添加的效果會(huì)很低。即過(guò)氧化物硫化配方,二次硫化對(duì)最終物理性能影響不大。橡膠是熱的不良導(dǎo)體,受熱時(shí)上升緩慢。對(duì)于較厚的產(chǎn)品,很難通過(guò)高溫硫化使內(nèi)外膠同時(shí)達(dá)到一個(gè)平坦的范圍;導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)部硫化不足?;蛘邉偤美锩媪蚧?,外面硫化過(guò)度。為保證厚制品硫化均勻,在設(shè)計(jì)配方時(shí)除充分考慮膠料硫化平整度外,在選擇硫化溫度時(shí),還需考慮較低的硫化溫度或逐漸加熱的操作方法。對(duì)于薄型制品,硫化溫度可適當(dāng)高一些。對(duì)于帶有織物的橡膠制品,硫化溫度通常不高于140℃。對(duì)于發(fā)泡橡膠,需要根據(jù)發(fā)泡劑和發(fā)泡助劑的分解溫度選擇合適的硫化溫度。