橡胶实验7 硫化特性
天然橡胶硫化实验报告

一、实验目的1. 了解天然橡胶的硫化原理和硫化过程;2. 掌握天然橡胶硫化实验的基本操作方法;3. 分析天然橡胶硫化过程中的影响因素;4. 探究天然橡胶硫化后性能的变化。
二、实验原理天然橡胶硫化是指将线型高分子聚异戊二烯通过交联作用转变为网状结构的过程。
在硫化过程中,聚异戊二烯分子中的双键与硫磺发生化学反应,形成双硫键,使线型高分子链之间相互连接,从而提高橡胶的强度、韧性和硬度。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:天然橡胶、硫磺、促进剂、填充剂等;2. 实验仪器:平板硫化机、硫化仪、拉力试验机、硬度计、电子天平等。
四、实验步骤1. 配制胶料:按照配方要求,将天然橡胶、硫磺、促进剂、填充剂等材料称量准确,混合均匀;2. 胶料预处理:将混合好的胶料在平板硫化机上预热,使胶料软化;3. 硫化实验:将预热好的胶料放入平板硫化机中,按照设定的温度、压力和时间进行硫化;4. 性能测试:硫化完成后,对胶料进行各项性能测试,包括拉伸强度、撕裂强度、硬度等;5. 数据处理与分析:对实验数据进行整理和分析,得出实验结论。
五、实验结果与分析1. 硫化诱导期:在硫化诱导期内,胶料具有良好的流动性,交联尚未开始。
这一阶段的长度取决于生胶性质和所用助剂,如使用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间,提高加工安全性。
2. 预硫化阶段:预硫化阶段的交联程度较低,但撕裂和动态裂口的性能比正硫化阶段好。
这一阶段的硫化速度相对较慢,有利于提高橡胶的耐撕裂性能。
3. 正硫化阶段:正硫化阶段是硫化胶各项物理性能达到最佳点或平衡的阶段。
在这一阶段,橡胶的拉伸强度、撕裂强度、硬度等性能均达到预期目标。
4. 过硫阶段:过硫阶段分为天然胶的返原现象和合成胶的定伸强度继续增加。
在过硫阶段,橡胶的性能会逐渐下降,因此应严格控制硫化时间。
六、实验结论1. 天然橡胶硫化过程中,硫化温度、压力和时间是影响橡胶性能的关键因素;2. 通过合理调整硫化配方和工艺参数,可以提高橡胶的强度、韧性和硬度;3. 控制硫化时间,避免过硫现象,以保证橡胶性能稳定。
橡胶硫化对橡胶制品性能的影响

橡胶硫化对橡胶制品性能的影响高材061 10062120 周菊燕 指导老师:唐颂超 摘要: 硫化是橡胶制品制造工艺的一个必要过程,也是橡胶加工所特有的工序。
橡胶通过硫化获得了必要的物理机械性能和化学性能。
硫化剂是能使橡胶分子链起交联反应,使线形分子形成立体网状结构,可塑性降低,弹性剂强度增加的物质。
并研究了金属氧化物(MgO /ZnO)、过氧化物(2,5一二甲基一2,5二叔丁基过氧化己烷,简称双一25)、硫磺、三聚硫氰酸(TCY)4种硫化体系对氯丁橡胶硫化特性、物理机械性能、耐热老化性能和压缩永久变形性能的影响。
结果表明,所选4种硫化体系都能较好地硫化氯丁橡胶。
关键词:硫化、硫化特性、硫化体系、氯丁橡胶1、序言硫化是橡胶制品生产过程中最重要的工艺过程,在这工艺过程中,橡胶经历了一系列的物理和化学变化,其物理机械性能和化学性能得到了改善,使橡胶材料成为有一定使用价值的材料,因此硫化对橡胶及其制品的应用有十分重要的意义。
硫化是在一定温度、压力和时间条件下橡胶大分子链发生化学交联反应的过程。
硫化过程给橡胶弹性体的性质以决定性影响。
特别是定伸强度、硬度、弹性、抗溶胀性能在硫化过程中有相当大的变化。
这一变化的大小与加入橡胶中产生硫化作用的硫化助剂的选择和硫化条件有关,其它性质如抗张强度、气密性、低温屈挠以及电绝缘性能,在硫化程度变化时变化比较小。
2、橡胶在硫化过程中的结构与性能的变化在硫化前,橡胶分子是呈卷曲状的线形结构,其分子链具有运动的独立性,大分子之间是以范德华力相互作用的,当受外力作用时,大分子链段易发生位移,在性能上表现出较大的变形,可塑性大,强度不大,具有可溶性。
硫化后,橡胶大分子被交联成网状结构,大分子链之间有主价键力的作用,使大分子链的相对运动受到一定的限制,在外力作用下,不易发生较大的位移,变形减小,强度增大,失去可溶性,只能有限溶胀。
橡胶在硫化过程中,其分子结构是连续变化的,如交联密度在一定的硫化时间内是逐渐增加的。
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本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==橡胶硫化实验报告篇一:橡胶实验报告材料科学与工程专业《橡胶课程设计报告》课程题目白炭黑对天然橡胶性能影响的研究学生班级 09材化生实验班学生姓名吴雪飞学号指导老师实验时间白炭黑对天然橡胶性能影响的研究引言:白炭黑是一种用途广泛的化工产品,可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、电池、纸张、铅笔、颜料等产品。
白炭黑是目前在橡胶工业中性能最好,用量较大的补强剂。
实验证明,白炭黑作为补强剂可对天然橡胶硫化胶产生很大影响。
在本文里,我们采用白炭黑作为补强剂对天然橡胶作补强,并将不同含量补强天然橡胶的性能进行对比,以研究不同含量白炭黑对于天然橡胶性能的影响。
关键词:白炭黑,天然橡胶,性能一、天然橡胶简介天然橡胶具有许多可贵的性能,在合成橡胶大量出现之前,天然橡胶是橡胶工业及其制品的万能原料,有“褐色黄金”之称。
简单地讲,天然橡胶实际上是天然胶乳浓缩凝固而形成的,其中,橡胶烃的化学结构主要是顺式1,4-聚异戊二烯(约占98%),其分子结构如下:(一)天然橡胶的基本特性1、物理特性1)天然橡胶无一定熔点,加热后慢慢软化,到130-140℃时完全软化以至呈熔融状态;到200℃左右开始分解,到270℃则急剧分解。
2)天然橡胶的玻璃化温度为-74~-69℃,在常温下稍带塑性,温度降低则逐渐变硬,0℃时弹性大幅度下降,冷到-70℃左右则变成脆性物质。
受冷冻的生胶若再加热到室温,则仍可恢复原状。
3)天然橡胶具有很好的弹性,弹性模量为2~4MPa,约为钢铁的1/30000。
弹性伸长率最高可达1000%,回弹率在0~100℃范围内可达70~85%。
4)天然橡胶是一种结晶性橡胶,自补强性大,具有非常好的机械强度,纯胶硫化胶的拉伸强度为17~25 MPa,而经炭黑补强的硫化胶则可高达25~35 MPa。
橡胶的硫化曲线分析

橡胶的硫化反应历程硫化历程是橡胶大分子链发生化学交联反应的过程包括橡胶分子与硫化剂及其他配合剂(主要是活性剂、促进剂)之间发生的一系列化学反应以及在形成网状结构时伴随发生的各种副反应。
硫化仪无转子硫化仪的结构示意图硫化曲线分成四个阶段,即1)焦烧阶段:热硫化开始前的延迟时间2)热硫化阶段:硫化反应的交联阶段,其斜率代表反应速度3)平坦硫化阶段:交联反应基本结束,熟化阶段(短化、重排、裂解),性能最佳4)过硫化阶段:胶料硫化在此阶段,可能出现三种形式1、焦烧期(ab段)焦烧期(诱导期):从胶料放入模具至出现轻微硫化的整个过程所需要的时间叫硫化诱导期,又称为焦烧时间。
焦烧(scorch):加有硫化剂的混炼胶在加工或停放过程中产生的早期硫化现象。
焦烧现象本质是硫化,胶料局部交联。
胶料焦烧后,流动性明显变差,甚至不能流动,后续加工工序无法正常进行。
诱导期反应了胶料的加工安全性。
诱导期短,加工安全性差;诱导期太长,会降低生产效率。
表征参数ts1——焦烧时间(scorchtime),从开始加热起,至胶料的转矩由最低值上升0.1N.m所需要的时间。
tc10——焦烧时间,从开始加热起,至胶料的转矩由最低值上升10个单位所需要的时间。
焦烧时间又分为操作焦烧时间:胶料在加工或停放过程中由于热积累效应所消耗的焦烧时间;剩余焦烧时间:胶料在模具内保持流动的时间。
操作焦烧时间长,剩余焦烧时间就短2、热硫化期(BC段)由焦烧点到工艺正硫化点(C点)所经历的阶段,即硫化反应过程的交联反应期。
曲线快速上升。
热硫化期特性参数:tc90——工艺正硫化时间,从开始加热起,至胶料的转矩由最低值上升90个单位所需要的时间。
斜率k——反映胶料硫化速度快慢,斜率越大,硫化速度越快CRI——加硫指数【CRI=100/(tc90—ts1)】,min-1,反映胶料硫化速度快慢,CRI值大,硫化速度快。
3、平坦硫化期(cd段)曲线保持水平所经历的时间长短,反映胶料在硫化过程中性能稳定性的高低。
橡胶制品常用测试办法及标准

橡胶制品常用测试办法及标准Jenny was compiled in January 20211.胶料硫化特性GB/T9869—1997橡胶胶料硫化特性的测定(圆盘振荡硫化仪法)GB/T16584—1996橡胶用无转子硫化仪测定硫化特性ISO3417:1991橡胶—硫化特性的测定——用摆振式圆盘硫化计ASTMD2084-2001用振动圆盘硫化计测定橡胶硫化特性的试验方法ASTMD5289-1995(2001)橡胶性能—使用无转子流变仪测量硫化作用的试验方法DIN53529-4:1991橡胶—硫化特性的测定——用带转子的硫化计测定交联特性2.未硫化橡胶门尼粘度GB/T1232.1—2000未硫化橡胶用圆盘剪切粘度计进行测定—第1部分:门尼粘度的测定GB/T1233—1992橡胶胶料初期硫化特性的测定—门尼粘度计法ISO289-1:2005未硫化橡胶——用剪切圆盘型黏度计—第一部分:门尼黏度的测定ISO289-2-1994未硫化橡胶——用剪切圆盘型黏度计测定—第二部分:预硫化特性的测定ASTMD1646-2004橡胶粘度应力松驰及硫化特性(门尼粘度计)的试验方法JISK6300-1:2001未硫化橡胶-物理特性-第1部分:用门尼粘度计测定粘度及预硫化时间的方法3.橡胶拉伸性能GB/T528—1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定ISO37:2005硫化或热塑性橡胶——拉伸应力应变特性的测定ASTMD412-1998(2002)硫化橡胶、热塑性弹性材料拉伸强度试验方法JISK6251:1993硫化橡胶的拉伸试验方法DIN53504-1994硫化橡胶的拉伸试验方法4.橡胶撕裂性能GB/T529—1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤形、直角形和新月形试样)ISO34-1:2004硫化或热塑性橡胶—撕裂强度的测定-第一部分:裤形、直角形和新月形试片ASTMD624-2000通用硫化橡胶及热塑性弹性体抗撕裂强度的试验方法JISK6252:2001硫化橡胶及热塑性橡胶撕裂强度的计算方法5.橡胶硬度GB/T531—1999橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法GB/T6031—1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定(10—100IRHD)ISO7619-1:2004硫化或热塑性橡胶——压痕硬度的测定——第一部分:硬度计法(邵式硬度)ISO7619-2:2004硫化或热塑性橡胶——压痕硬度的测定——第二部分:IRHD袖珍计法ASTMD2240-2004用硬度计测定橡胶硬度的试验方法ASTMD1415-1988(2004)橡胶特性—国际硬度的试验方法JISK6253:1997硫化橡胶及热塑性橡胶的硬度试验方法DIN53505-2000橡胶试验邵式A和D的硬度试验6.压缩永久变形性能GB/T7759—1996硫化橡胶、热塑性橡胶在常温、高温和低温下压缩永久变形测定ISO815:1991硫化橡胶、热塑性橡胶在常温、高温和低温下压缩永久变形测定ASTMD395-2003橡胶性能的试验方法压缩永久变形JISK6262:1997硫化橡胶及热塑性橡胶压缩永久变形试验方法7.橡胶的回弹性GB/T1681—1991硫化橡胶回弹性的测定ISO4662:1986硫化橡胶回弹性的测定ASTMD1054-2002用回跳摆锤法测定橡胶弹性的实验方法JISK6255:1996硫化橡胶及热塑性橡胶的回弹性试验方法DIN53512-2000硫化橡胶回弹性的测定8.橡胶低温特性GB/T1682—1994硫化橡胶低温脆性的测定—单试样法GB/T15256-1994硫化橡胶低温脆性的测定(多试样法)GB/T7758—2002硫化橡胶低温特性的测定温度回缩法(TR试验)ISO2921:2005硫化橡胶—低温特性—温度回升缩TR)试验ASTMD1329-2002天然橡胶特性的评定—橡胶的低温回缩试验方法(TR试验法)ASTMD746-2004用冲击法测定塑料及弹性材料的脆化温度的试验方法ASTMD2137-2005弹性材料脆化温度的试验方法JISK6261-1997硫化橡胶及热塑性橡胶的低温试验方法9.橡胶热空气老化性能GB/T3512—2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验ISO188-1998硫化或热塑性橡胶——加速老化和耐热试验ASTMD573-2004用热空气箱对橡胶损蚀的试验方法DIN53508-2000硫化橡胶—加速老化试验JISK6257-2003硫化橡胶或热塑性橡胶热空气老化10.橡胶耐臭氧老化性能GB/T7762—2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验GB/T13642-1992硫化橡胶耐臭氧老化试验动态拉伸试验法ASTMD518-1999橡胶损坏性-表面裂开的试验方法ASTMD1149-1999橡胶在小室中臭氧龟裂ASTMD1171-1999橡胶在小室中臭氧龟裂(三角形试样)ASTMD3395-1999橡胶变质—在小室中动态臭氧碎裂的试验方法DIN53509-1-2001橡胶试验抗臭氧龟裂稳定性的测定第一部分:静应力JISK6259-2004硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧性能的测定11.橡胶耐介质GB/T1690—2006硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法ISO1817:2005硫化橡胶液体影响的测定ASTMD471-1998液体对橡胶性能影响的试验方法JISK6258-2003液体对硫化橡胶或热塑性弹性体影响的测定12.橡胶对金属粘附性与腐蚀性GB/T19243-2003硫化橡胶与有机材料接触污染的试验ASTMD925-1988(2000)橡胶特性—表面的着色性(接触、色移及扩散)的试验方法13.橡胶燃烧性能GB/T10707-89橡胶的燃烧性能(氧指数法)GB/T13488-92橡胶的燃烧性能(垂直燃烧法)UL94-1996橡胶燃烧性能14.橡胶磨耗性GB/T1689—1998硫化橡胶耐磨性能的测定(用阿克隆磨耗机GB/T9867—1988硫化橡胶耐磨性能的测定(旋转辊筒式磨耗机法)ASTMD5963-2004硫化橡胶耐磨性能的测定(旋转辊筒式磨耗机法)15.橡胶电性能GB/T1692—1992硫化橡胶绝缘电阻率GB/T1693—1981(1989)硫化橡胶工频介电常数和介质损耗角正切值的测定方法GB/T1694—1981(1989)高频介电常数和介质损耗角正切值GB/T1695—2005工频击穿介电强度和耐电压的测定方法GB/T2439—2001硫化橡胶或热塑性橡胶导电性能和耗散性能电阻率的测定。
EPDM橡胶硫化曲线的测定

聚合物加工实验报告班级:12高分子材料与工程1班学号:1214121013姓名:矢名实验一PP/EPDM共混改性及挤出造粒、注塑实验二PE吹塑薄膜成型实验三EPDM橡胶的开炼及密炼实验四PP/EPDM性能测定实验五EPDM橡胶硫化曲线的测定实验五 EPDM橡胶硫化特性曲线的测定一、实验目的(1)理解橡胶硫化特性曲线测定的意义;(2)了解CL-2000E型无转子硫化仪的结构原理及操作方法;(3)掌握橡胶硫化特性曲线测定和正硫化时间确定的方法。
二、实验原理硫化是橡胶制坯生产中最重要的工艺过程。
在硫化过程中,橡胶经历了一系列的物理和化学变化,其物理机械性能和化学性能得到了改善,使橡胶材料成为有用的材料,因此硫化对橡胶及其制品是十分重要的。
硫化是在一定温度、压力和时间条件下使橡胶大分子链发生化学交联反应的过程。
橡胶在硫化过程中.其各种性能随硫化时间增加而变化。
橡胶的硫化历程可分为焦烧、预硫、正硫化和过硫叫个阶段。
如图28-1所示。
图 28-1 橡胶硫化历程A 起硫快速的胶料:B 有延迟特性的胶料;C 过硫后定伸强度继续上升的胶料;D 具有反原件的胶料;a1-操作焦烧时间;a2-剩余焦烧时间;b-模型硫化时间焦烧阶段又称硫化诱导期,是指橡胶在硫化开始前的延迟作用时间,在此阶段胶料尚未开始交联,胶料在模型内有良好的流动性。
对于模型硫化制品,胶料的流动、充模必须在此阶段完成,否则就发生焦烧。
预硫化阶段是焦烧期以后橡胶开始交联的阶段。
随着交联反应的进行,橡胶的交联程度逐渐增加,并形成网状结构,橡胶的物理机械性能逐渐上升.但尚未达到顶期的水平。
正硫化阶段,橡胶的交联反应达到一定的程度,此时的各项物理机械性能均达到或接近最佳值,其综合性能最佳。
过硫化阶段是正硫化以后继续硫化,此时的各项物理机械性能均达到或接近最佳值,其综合性能最佳。
过硫化阶段是正硫化以后继续硫化,此时往往氧化及热断链反应占主导地位,胶料会出现物理机械性能下降的现象。
橡胶硫化的基本知识

硫化对结构与性能的影响在橡胶制品生产过程中,硫化是最后一道加工工序。
在这道工序中,橡胶经过一系列复杂的化学反应,由线型结构变成体型结构,失去了混炼胶的可塑性具有了交联橡胶的高弹性,进而获得优良的物理机械性能、耐热性、耐溶剂性及耐腐蚀性能提高橡胶制品的使用价值和应用范围硫化前:线性结构,分子间以范德华力相互作用性能:可塑性大,伸长率高,具有可溶性硫化时:分子被引发,发生化学交连反应硫化后:网状结构,分子间以已化学键结合结构:(1)化学键。
(2)交联键的位置;(3)交联程度(4)交联性能: 1)力学性能(定伸强度.硬度.拉伸强度. 伸长率.弹性)2)物理性能 3)化学稳定性硫化后橡胶的性能变化:以天然橡胶为例,随硫化程度的提高1) 力学性能的变化(弹性. 扯断强度. 定伸强度. 撕裂强度. 硬度)提高(伸长率. 压缩永久变形. 疲劳生热)降低2)物理性能的变化透气率、透水率降低不能溶解,只能溶胀耐热性提高2) 化学稳定性的变化化学稳定性提高原因 a. 交联反应使化学活性很高的基团或原子不复存在,使老化反应难以进行b . 网状结构阻碍了低分子的扩散,导致橡胶自由基难以扩散7.2 硫化历程在硫化过程中,各种性能均会随硫化的进程而发生变化,这种变化曲线能够反映胶料的硫化历程,故称为硫化历程图。
下图为用硫化仪测出的硫化历程曲线。
该曲线反映胶料在一定硫化温度下,转子的转矩随硫化时间的变化。
A焦烧阶段;B.热硫化阶段;C.平坦硫化阶段;D.过硫化阶段A1.操作焦烧时间;A2.剩余焦烧时间1. 焦烧阶段(焦烧期-硫化起步阶段,硫化诱导期)1) 图中的 ab段称为胶料的焦烧阶段,此时交联尚未开始,胶料在模腔内具有良好的流动性,也称为硫化诱导阶段。
胶料焦烧时间的长短决定胶料的焦烧性能和操作安全性。
胶料焦烧时间受胶料中硫化促进剂和胶料本身的热历史的影响较大2) 焦烧时间既包括橡胶在加工过程中由于热积累消耗掉的焦烧时间A1,称为操作焦烧时间;也包括胶料在模腔中保持流动性的时间A2,称为剩余焦烧时间硫化起步——硫化时,胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动的那一点时间(焦烧)。
北京化工大学橡胶实验报告

北京化工大学高分子材料科学与工程专业橡胶课程设计实验及说明书学生姓名学号实验同组人实验时间09/12/29-10/1/08配方指导老师炼胶指导老师目录一、一、实验部分 (3)(1实验1 橡胶的混炼 (3)(2实验2 橡胶的塑炼 (4)(3)实验3 硫化特性实验 (5)(4)实验4 门尼粘度实验 (6)(5)实验5硫化工艺实验 (7)(6)实验6拉伸性能测试 (8)(7)实验7撕裂强度测试 (11)(8)实验8回弹性能测试 (12)(9)实验9硬度测定 (13)(10)实验10密度测定 (14)(11)实验11热空气老化实验 (15)二、二、实验总结……………………………………………………(17)三、三、试验配方及设计说明…………………………………………(18)实验1:橡胶的塑炼一、【实验目的】塑炼实验的目的:在橡胶加工过程中,生胶的可塑性是有一定要求的,有些生胶很硬,可塑性很差,不能满足加工要求。
为了满足加工要求,必须进行塑炼,以提高可塑度,使配合剂易于混入,便于压延,压出,经过塑炼的生胶混炼时与活性填充剂,硫化促进剂等发生化学反应,对硫化速度和凝胶生成量也产生一定影响,另外,胶经过塑炼,质地均一,对硫化胶的物理机械性能也有所改善,所以塑炼是橡胶加工的基础工艺之一。
二、【实验原理】塑炼机理:低温塑炼即机械塑炼,生胶在开放式炼胶机的辊筒上,直接受到机械力的反复作用,庞大的橡胶分子在剪切力的作用下,沿着流动方向伸展,使橡胶分子链上产生局部应力集中,致使分子链断裂,断裂的分子链形成了活性游离基,活性游离基与周围的氧或其他游离基接受体结合而稳定,形成了较短的分子,所以可塑度也就增加了。
即 R-R→2R● R●+O2→R OO●机械塑炼中,生胶随温度降低而粘度增大,剪切力大,分子断裂作用增强,可塑增加较快,所以一般低辊温下塑炼。
三、【实验结果】经过塑炼,胶料的可塑度提高,改善了加工性能,为下一步的加入小药,炭黑,硫磺等配合剂打下了基础。
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实验7 硫化特性试验
一.实验目的
1.深刻理解橡胶的硫化特性及其意义。
2.熟悉橡胶硫化仪的结构及工作原理。
3.熟练操作硫化仪和准确处理硫化曲线。
二.实验设备
硫化是橡胶加工中最重要的工艺过程之一。
硫化胶性能随硫化时间的长短有很大变化,正硫化时间的选取,决定了硫化胶性能的好坏。
测定正硫化程度的方法有3类:物理-化学法、物理性能测定法和专用仪器法。
专用仪器法可用门尼粘度计和各种硫化仪等进行测试,由于门尼粘度计不能直接读出正硫化时间,因此大多采用硫化仪来测定正硫化时间。
硫化仪是近年出现的专用于测试橡胶硫化特性的实验仪器,类型有多种,按作用原理可分为流变仪和硫化仪两大类,本实验所用设备是MM4130C2型无转子硫化实验机。
三.实验原理
实验时,下模腔作一定角度的摆动,在温度和压力作用下,胶料逐渐硫化,其模量逐渐增加,模腔摆动所需要的转矩也成比例增加,这个增加的转矩值由传感器感受后,变成电信号再送到纪录仪上放大并记录。
因此硫化仪测定记录的是转矩值,由转矩值的大小来反映胶料的硫化程度,其原理归纳如下:
1.由于橡胶的硫化过程实际上是线性高分子材料进行交联的过程,因此用交联点密度的大小(单位体积内交联点的数目)可以检测出橡胶的交联程度。
根据弹性统计理论可知:
G=νRT (4-1)
式中:G为剪切模量;ν为交联密度;R为气体常数;T为绝对温度。
上式中R、T是常数,故G与ν成正比,只要求出G就能反映交联程度。
2.G与转矩M也存在一定的线性关系,因为从胶料在模腔中受力分析中可知,转子由于作一定角度的摆动,对胶料施加一定的力使之形变,与此同时胶料将产生剪切力、拉伸力、扭力等。
这些力的合力F对转子将产生转矩M,阻碍转子的运动,而且随胶料逐渐硫化,其G也逐渐增加,转子的摆动在定应变的情况下所需的转矩也成比例增加。
因此,由于M与F、F与G、G与V都存在着线性关系,故M与V也存在线性关系,因此测定橡胶转矩的大小就可反映胶料的交联密度。
四.试样准备
1.未硫化胶片在室温下停放2小时即可进行实验(不准超过10天)。
2.从无气泡的胶片上裁取直径约30毫米、厚度约2毫米的圆片。
3.试样不应有杂质、灰尘等。
五.操作步骤
1.将主机电源及马达电源开启,打开电脑,启动测试程式。
2.设定测试条件。
3.将实验胶料放入模腔内,压下合模按钮至上模下降,开始实验。
4.测试完毕,压下开模按钮,打开模腔取出试样,打印实验数据。
5.实验完毕,结束程式,关掉电源,清洁现场。
六.实验结果的表示法及曲线分析
1.典型硫化曲线的分析和计算
硫化仪记录装置所绘出的曲线就是与剪切模量G成正比关系的转矩随时间变化曲线,这个曲线通常叫做硫化曲线,典型的硫化曲线如图4-2所示:
对硫化曲线常用平行线法进行解析,就是通过硫化曲线最小转矩和最大转矩值,分别引平行于时间轴的直线,该两条平行线与时间轴距离分别为ML和MH,即ML—最小转矩值,反映未硫化胶在一定温度下的流动性;
MH—最大转矩值,反映硫化胶最大交联度;
焦烧时间和正硫化时间分别以达到一定转矩所对应的时间表示:
焦烧时间ts1—从实验开始到曲线由最低转矩上升1kg·cm所对应的时间;
起始硫化时间tc10:转矩达到ML+10%(MH—ML)时所对应的硫化时间;
正硫化时间tc90—转矩达到ML+90%(MH—ML)时所对应的硫化时间。
通常还以硫化速度指数VC=100/(tc90—tsx)。
图4-2典型硫化曲线
七.实验报告
实验报告包括下列项目:
1、试验温度、测试时间
2、振荡幅度、振荡频率
3、所选择的转矩或力的量程
4、实验结果:MH、ML、ts1、tc10、tc50、tc90
5、分析影响实验结果的因素。