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    硫化新工艺改善橡胶制品性能

    放大字体  缩小字体 发布日期:2022-08-22 20:00:16    来源:本站    作者:瓦罗兰    浏览次数:644
    导读

    nmousedown=PopRightsMsg(); >适应巿场对橡胶制品性能要求的不断提高,各种新的橡胶硫化技术不断开发出来,如注压硫化成型可以大大缩短硫化时间,提高效率;氮气硫化用于大型气囊的生产,可降低能耗,提高产品寿命;变温硫化用于

    nmousedown=PopRightsMsg();为了满足市场对橡胶制品性能的要求,各种新的橡胶硫化技术被开发出来,如注射硫化成型,可以大大缩短硫化时间,提高效率。氮气硫化用于大型安全气囊的生产,可以降低能耗,延长产品寿命。变温硫化用于生产厚制品,可以防止过硫,提高硫化均匀性。橡胶在硫化之前,分子之间没有交联,因此缺乏良好的物理机械性能,实用价值不大。橡胶中加入硫化剂后,通过热处理或其他方法可以使橡胶分子交联,形成三维网状结构,大大改善了其性能,特别是橡胶的一系列物理机械性能如恒拉伸应力、弹性、硬度、拉伸强度等。注射硫化成型与注射成型最明显的区别在于,前者是在冷态下填充模具型腔,而后者是在接近硫化温度下将橡胶加热混合后注入模具型腔。因此,在注射过程中,加热模板提供的热量仅用于维持硫化,它能迅速将橡胶加热到190-220。在成型过程中,应先利用加热模板提供的热量对橡胶进行预热。由于橡胶导热性差,如果产品较厚,热量传导到产品中心需要较长时间。高温硫化也能在一定程度上缩短操作时间,但往往会导致产品靠近热板的边缘出现焦烧现象。注射硫化可以缩短成型周期,实现自动化操作,最有利于批量生产。压制还具有以下优点:可省去半成品准备、提模、产品修边等工序;能生产出尺寸稳定、物理机械性能优良的高质量产品;减少硫化时间,提高生产效率,减少橡胶用量,降低成本,减少废品,提高企业经济效益。采用注射硫化成型工艺时应注意以下几点:1。采用合理的螺杆转速和背压,控制合适的注塑机温度。一般情况下,建议将出料口的橡胶温度与循环温度之差保持在30度以内。注射螺杆的目的是在选定的均匀温度下为每个循环准备足够的橡胶;明显影响注射机产量。背压是通过减缓注射缸中出油口的流速产生的,限制了注射机注射的橡胶和注射缸的推动作用。在实际操作中,背压只会略微增加橡胶的剪切,而不会导致硫化产品的物理性能下降。2.喷嘴的设计。喷嘴连接注射头和模具,起到一定的热平衡作用。通过喷嘴的压力损失将通过喷射转化为热量。切勿让橡胶在该部分硫化。因此,选择合适的喷嘴直径是非常重要的,它影响着喷嘴处摩擦产生的热量、橡胶注射所需的压力和填充时间。3.合适的模具温度和最佳硫化条件。选择最佳胶料后,重要的是注塑条件和硫化条件的匹配。与压缩成型相比,注射成型在模具表面和内部具有不同的温度分布。为了达到良好的硫化,需要高精度地控制温度,使模具表面和内部同时达到最佳的硫化条件。高温会增加橡胶的收缩率,但两者之间的关系是线性的,所以生产前要充分估计。另外,就成型压力而言,高压成型是极其有利的,因为压力与收缩成反比。4.安全合理的配方设计。通过注射硫化模制的橡胶需要以下特性:(1)橡胶的门尼焦烧时间应该尽可能长,以获得最大的安全性。一般来说,t

    在适当的工艺条件和合理的胶料配方下,注射硫化可比普通模具硫化快10~20倍。减少橡胶损失10%~15%。充氮氮气硫化工艺的主要优点是节能和延长胶囊寿命,可节约蒸汽80%,延长胶囊寿命一倍。轮胎硫化过程消耗大量热能和电能,开发和推广节能硫化工艺具有重要意义。由于氮气的分子量和热容量小,当氮气充入轮胎胶囊内腔时,不会吸热而引起温度下降,也不容易引起胶囊的氧化开裂。氮气硫化的工艺特点是先通入高温高压蒸汽,几分钟后再通入氮气,采用充氮硫化的“保压变温”工艺,直至硫化结束。因为最初几分钟引入的蒸汽的热量足以保持硫化一个轮胎,理论上,只要在硫化完成之前温度没有下降到150以下。但使用氮气硫化时,先通入高温高压蒸汽,会造成上下侧壁的温差。要消除上下侧壁温差,必须合理安排硫化介质注入位置,改进密封和热力管道系统。氮气硫化工艺生产的大胶囊质地致密,使用寿命长。(图片来源:国盛达科技有限公司)硫化用氮气的纯度要求达到99.99%,最好是99.999%。建议企业自备氮气系统,降低使用成本。氮气纯度不够会影响胶囊的使用寿命。氮气硫化的“保压变温”硫化原理应用于传统循环过热水硫化工艺的改造,人们开发出了一种用高温高压蒸汽和过热水的硫化工艺来代替传统的循环过热水硫化工艺。硫化时,先通入高温高压蒸汽,几分钟后,通入循环过热水,几分钟后,关闭回流阀,停止循环,直到潜热完成硫化。根据理论计算,这种新的加热硫化方法的能耗仅为传统硫化工艺的1/2。变温硫化工艺变温硫化工艺的关键是考虑以下几个因素:1。根据成品物理性能测试和生产经验,缩短硫化时间。这在一定程度上降低了过度硫化的程度。2.采用高温硫化。近年来,小型轮胎的硫化工艺逐渐向高温硫化方向发展,且考虑到后硫化效果,硫化时间较短,对降低过硫和提高硫化程度的均匀性有一定作用。3.测量固化温度,找到产品中最慢的固化点,基于这个点确定固化时间,这比前两个都好。这种方法可以提高硫化效率和硫化程度的均匀性。但由于实际生产中只考察了外部温度,轮胎各部分的实际温度并不知道,温度也不是每次都固定的,所以基于测温的计算结果与实际硫化结果存在较大误差。4.厚橡胶制品

    硫化过程温度场模拟仿真与预测表明,温度不均匀是造成轮胎外胎硫化程度不均匀的主要因素。橡胶工业普遍认为外温恒定是保证质量的重要条件,从设备上要千方百计地实现恒温。这对非厚橡胶制品来说是正确的,而对轮胎外胎等厚橡胶制品则不然。轮胎在模型中加热硫化,热经由模型传到外胎各部位。橡胶是热的不良导体,温升慢,加热早期外胎各部位存在明显的温度梯度,经过较长时间才能达到平衡。橡胶制品由于有着其特殊的物理机械性能,应用领域十分广泛。随着时代的发展,对橡胶制品的性能产生了众多新的要求。为了满足这些需求,各种新的工艺生产方法不断出现,不断变化。注压硫化,氮气硫化,变温硫化只是众多新技术工艺的缩影。

     
    (文/瓦罗兰)
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