汽車橡膠制品硫化過程簡述

唐坤

【摘要】隨著橡膠制品在汽車上的利用率越來越高，且在整車NVH方面的貢獻(xiàn)例如：懸置、車輛減震、整車密封條、諧振塊等，在此特別針對橡膠制品的制造工藝（硫化）、硫化的定義、硫化的歷程、硫化過程膠料的性能變化、硫化條件的確定、硫化的方法以及硫化的簡單缺陷和可能導(dǎo)致的原因進(jìn)行一個(gè)簡述。

【關(guān)鍵詞】汽車硫化過程參數(shù)參考

一、硫化概述

石油開采、石油煉制、合成（油品、炭黑、生膠、助劑）、按配方稱量、密煉機(jī)初煉、開煉機(jī)補(bǔ)煉、冷卻出片、硫化、橡膠零件、裝配應(yīng)用

二、硫化定義和作用

定義：在加熱或輻照的條件下，膠料中的生膠與硫化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由線性結(jié)構(gòu)的大分子交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，并使膠料的物理機(jī)械性能及其它性能隨之發(fā)生根本變化，這一過程稱為硫化。

作用：通過硫化可以使具有塑性的半成品混煉膠變成具有彈性、低變形的硫化產(chǎn)品，使之具備優(yōu)越的力學(xué)性能、耐熱性、耐溶劑性、耐腐蝕性等性能，從而滿足橡膠產(chǎn)品在各種工作狀況下的使用要求。

硫化：是橡膠加工中的主要工藝之一，也是橡膠制品生產(chǎn)中的最后一道工序，在工業(yè)生產(chǎn)中，硫化交聯(lián)反應(yīng)一般在一定的溫度、壓力下經(jīng)過一定時(shí)間來完成，這些統(tǒng)稱為硫化條件。如何確定、保持這些條件是硫化工藝的主要控制點(diǎn)之一。

三、硫化的歷程

AB段：膠料受熱后粘性下降階段

BC段：膠料開始交聯(lián)至10%

AC段：焦燒階段

CD段：膠料交聯(lián)度達(dá)到90%

DE段：膠料交聯(lián)度達(dá)到100%

CE段：熱硫化階段

EF段：平坦硫化階段

FG段：過硫化階段

A點(diǎn)轉(zhuǎn)矩：反映膠料起始粘度

B點(diǎn)轉(zhuǎn)矩：反映膠料在硫化溫度下的粘度

E點(diǎn)轉(zhuǎn)矩：與膠料硬度與定伸應(yīng)力正相關(guān)，對應(yīng)時(shí)間為理論正硫化時(shí)間。

tc10：膠料在硫化溫度下加熱至出現(xiàn)焦燒的時(shí)間，此時(shí)間后膠料不適應(yīng)加工。

tc90：工藝上的正硫化時(shí)間，從D點(diǎn)到E點(diǎn)的時(shí)間段內(nèi)均可視為正硫化時(shí)間。

CD段斜率：反映硫化速度，斜率越大硫化速度越快。

四、硫化過程中膠料性能變化

拉伸強(qiáng)度：軟質(zhì)橡膠拉伸強(qiáng)度變化如圖，硬質(zhì)橡膠拉伸強(qiáng)度降低后又復(fù)上升達(dá)到硬質(zhì)膠的水平為止。

定伸應(yīng)力：未硫化時(shí)線性分子間能夠自由滑動(dòng)，故定伸應(yīng)力小，隨著交聯(lián)程度的上升移動(dòng)所需要的力增加。

彈性：未硫化時(shí)分子產(chǎn)生的位移不可逆，交聯(lián)后相對位置固定，產(chǎn)生復(fù)位傾向。

抗溶脹性：未硫化橡膠可以溶解至相應(yīng)溶劑中，隨著交聯(lián)的增加抗溶脹性增加。

透氣性：隨交聯(lián)程度的增加，氣體在橡膠中通過的阻力增大，透氣性減小。

耐熱性：正硫化時(shí)橡膠的耐熱性最好。

耐磨性：硫化開始后，耐磨性逐漸增加，到正硫化狀態(tài)達(dá)到最高水平，欠硫或過硫均對耐磨性不利，但過硫狀態(tài)影響較小。

1.拉伸強(qiáng)度2.定伸應(yīng)力3.彈性4.伸長率

5.硬度6.永久變形

五、硫化的方法

1．硫化方法

室溫硫化：室溫硫化膠漿與膩?zhàn)印⒈∧そn制品、硅橡膠密封膠、膠黏劑等

熱硫化：硫化罐硫化、個(gè)體硫化機(jī)硫化、常壓熱水硫化、平板硫化機(jī)硫化、連續(xù)硫化

膠管硫化：擠出膠管、前處理、硫化罐、后處理、成品

前處理：根據(jù)需要有安裝硬芯、纏水包布、充水、包鉛、包尼龍等操作。完成后將一批膠管放置于推車上送入硫化罐進(jìn)行硫化。

后處理：包括以上操作的反向操作及修整、標(biāo)記、鎧裝等操作。

2．硫化操作：① 檢查推車進(jìn)出硫化罐是否順暢；② 通入蒸汽，檢查蒸汽管路系統(tǒng)是否漏氣，若無，將硫化罐預(yù)熱至設(shè)定硫化溫度；③ 裝入需硫化的產(chǎn)品；④ 關(guān)閉罐蓋，關(guān)閉安全銷；⑤ 開動(dòng)熱風(fēng)循環(huán)裝置，通入壓縮空氣和蒸汽，達(dá)到設(shè)定的硫化壓力；⑥ 達(dá)到設(shè)定的正硫化時(shí)間后，降壓、排除熱空氣、取出產(chǎn)品。

3.模型制品硫化：混煉膠、預(yù)成型件、平板硫化機(jī)、注壓機(jī)；預(yù)成型硫化操作：① 混煉膠停放、熱煉后送入預(yù)成型機(jī)，制得預(yù)成型件，并停放；② 預(yù)成型件按照工藝要求裝入模具型腔中；③ 排氣、硫化；④ 取出制品；⑤ 去除模具上的廢邊，重復(fù)。

膠條制品：①混煉膠停放、熱煉后制成一定寬度的膠條；②膠條喂入注壓機(jī)進(jìn)料口、預(yù)熱、由注射筒擠入模具型腔；③排氣、硫化；④取出制品；⑤去除模具上的廢邊，重復(fù)

六、硫化的簡單缺陷和可能導(dǎo)致的原因：

裂口、缺料 、爛泡 、欠硫 、燙壞 、焦邊 、氣泡 、扒膠 、模臟 、分層；

缺陷可能產(chǎn)生的原因：工藝原因、材料原因、設(shè)備原因、工裝原因、操作原因

【參考文獻(xiàn)】

[1]淺談硫化對橡膠性能的影響[J]. 姜兵.? 科技資訊. 2010(09)

[2]橡膠硫化[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 , 翁國文編著, 2005