- 橡胶物理机械性能测试
- 翁国文 刘琼琼主编
- 1187字
- 2020-08-28 05:33:14
附录二 硫化特性测定的影响因素
(1)试验温度的影响 硫化既然是一种化学反应过程,无疑温度对反应速率是一个重要因素。硫化温度对整个硫化曲线的影响如图3-20所示。随着温度的升高,诱导期缩短,硫化速率增加,最佳硫化时间缩短。当硫化温度相当高时,配方中原材料变量的信息受到掩盖,所以研究配方时,试验温度不宜选得过高,应与制品的硫化温度和操作条件相适应。由此可以说明控制温度的重要性。
图3-20 NR基本配方不同温度下的硫化曲线(1kgf=9.8N)
当试验温度超过160℃时,试样的厚度对硫化的影响变得很突出。当试样较薄时,硫化速率同温度在较大范围内呈线性关系;当试样较厚时,在高温一端硫化速率变慢,这是由于橡胶的热导率极低,试样中心部位的交联速率比试样外部慢的缘故。
从以上讨论可知,温度对硫化速率的影响很大,因此,必须正确选择试验温度,严格控制试验温度,温度波动范围不超过±0.3℃。
(2)转子振荡角度的影响 剪切应力随振幅角成正比例变化,转子振荡角度大,则转矩也大。振幅角的影响见图3-21。由图可见,硫化曲线的诱导期和最佳硫化时间保持不变。当振幅角增至某一临界值时,会引起试样与转盘之间打滑,试样产生破裂,硫化曲线出现异常。特别当出现硫化返原现象时,应检查试样有无破裂,并将振幅角变小,再检查硫化曲线有无异常。原则上软橡胶可选用较大振幅角,硬橡胶应选较小振幅角。国际上有将振幅角变小的趋势。
图3-21 硫化仪转子振幅角对硫化曲线的影响
(1°、3°、5°为振幅角)
(3)转子或模腔的脏污的影响 转子和模腔的脏污容易引起打滑,脏污的转子测定的硫化曲线的转矩较小,因此,实验室应定期清理转子和模腔,并应备有可更换的新转子。
(4)振荡频率的影响 初期的硫化仪采用的振荡频率一般都比较低,目前有向较高振荡频率发展的趋势,ISO 3417和ISO 6502规定了频率范围,建议采用100周/min。振荡频率对硫化曲线的影响见图3-22。由图可以看出,硫化曲线的最小转矩随振荡频率的增加而提高,而最大转矩却不随振荡频率的变化而变化,因此,采用何种振荡频率合适,应视测试的目的而定。
图3-22 转子振荡频率对硫化曲线的影响
1—10周/min;2—50周/min:3—100周/min;
4—150周/min;5—900周/min
(5)试样体积的影响 试样体积大小应适宜,太小则填不满模腔,致使试样在转子与模腔中滑动,影响测试精度;如太大,溢胶多、浪费大,同时试样过大溢胶量过多会使试验早期阶段模腔过度冷却,从而影响试验结果。
(6)有无转子的影响 对于有转子硫化仪,由于转子处于胶料中间,存在一个传热时间即热滞后现象,一般测定的转矩较大,焦烧时间和正硫化时间较长。
(7)试样承受的压力的影响 在硫化过程中,由于试样的膨胀或收缩,试样所承受的压力也随之发生变化。在程序控温硫化仪的降温阶段,试样因冷却而收缩,也会影响制品最佳硫化时间的确定。为解决模腔内因压力变化对测量数据的影响,Monsanto公司提出弹性壁模腔方案,已被有关硫化仪制造厂商采用,提高了试验的重复性和复现性。