在這道工序中,膠料中的生膠在一定條件下與硫化劑發(fā)生化學反應,使膠料由線型結(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,失去了原本混煉膠的可塑性,獲得了交聯(lián)橡膠的高彈性。進而獲得高強度、高彈性、高耐磨性、耐熱性能、耐溶劑性能等優(yōu)良性能,提高了橡膠制品的使用價值和應用范圍。
橡膠硫化的溫度十分重要,其不僅決定了硫化的速度和效率,同時也影響著硫化之后的質(zhì)量好壞。硫化反應隨著溫度升高而加快,易于生成較多的低硫交聯(lián)鍵;硫化溫度過低,則速度慢,生成效率低,生成較多的多硫交聯(lián)鍵,達不到預期的性能;硫化溫度過高,則會過硫,使得硫化后的橡膠性能大幅下降。硫化溫度大體適用范特霍夫定律,即溫度每上升8~10℃(約相當于一個表壓的蒸汽壓力),其反應速度約增加一倍;或者說,反應時間約減少一半。
每種不同類型的橡膠硫所需的溫度各不相同,如:
天然橡膠(NR)最好在140-150℃,最高不超過160℃;?
順丁橡膠、異戊橡膠和氯丁橡膠最好在150-160℃,最高不超過170℃;
丁苯橡膠、丁腈橡膠可采用150℃以上,但最高不超過190℃;?
丁基橡膠、三元乙丙橡膠一般選用160-180℃,最高不超過200℃;?
硅橡膠、氟橡膠一般采用二段加硫,一段溫度可選170-180℃,二段硫化則選用200-230℃;
橡膠的整個生產(chǎn)流程工藝可以簡化為以下幾個步驟:原材料準備→塑煉→混煉→成型→硫化→休整→檢驗,其中硫化劑會在混煉這一流程中添加。
按照硫化條件可以大致分為冷硫化、室溫硫化和熱硫化三種,其中熱硫化為主要的橡膠制品硫化方法,可以分為以下三種:
直接硫化:將制品直接置入熱水或者蒸汽介質(zhì)中硫化;
直接硫化:制品置于熱空氣中硫化(一般用于外觀要求嚴格的制品);
混氣硫化:先用熱空氣硫化,再改用直接蒸汽硫化(可以有效降低蒸汽對于硫化過程中對制品外觀的影響,也可以即克服熱空氣硫化慢導致硫化時間長、制品易老化的缺點)。
現(xiàn)如今也可以采用紅外輻射加熱直接進行橡膠制品的硫化,成功應用的典型例子是乳膠薄膜的硫化,硫化速度可達到蒸汽硫化的2倍,也有用于膠布硫化的報道。也有使用紅外輻射加熱進行硫化前的預熱,這種應用更為廣泛,適用于擠出制品連續(xù)硫化流水線。使半制品的溫度提高到一定程度,得到補充加熱,以縮短硫化周期。
通過查詢橡膠的紅外吸收光譜圖,我們可以發(fā)現(xiàn),不管是天然橡膠還是各種新式的改性橡膠,均在中長波有著很好的吸收波段。使用陶瓷紅外輻射器作為加熱源,其通電加熱后所發(fā)射的紅外射線波段與橡膠十分匹配,既有效縮短了加熱時間,也不會對制品外觀有所影響。
前文介紹到橡膠硫化的溫度區(qū)間大多在10℃,且每種橡膠都有一個最高的限制溫度,這也就意味著當我們能夠熱源能夠精準控溫時,使其在整個硫化過程中都保持在一個最佳的硫化溫度,使其在不影響制品的前提下以最佳的速度進行硫化。
天然橡膠紅外吸收光譜圖
丁苯膠紅外吸收光譜圖
當您準備用紅外輻射加熱器作為橡膠硫化的加熱源時,我們推薦您使用德國廠家Elstein出產(chǎn)的陶瓷紅外加熱器。使用Elstein陶瓷紅外線加熱器在橡膠硫化中有以下優(yōu)勢:
升溫迅速:紅外吸收光譜的匹配,橡膠可以快速升溫至所需溫度,Elstein加熱器自身升溫速度快,可以有效縮短預熱時間;
能量利用效率高:得益于Elstein的優(yōu)質(zhì)陶瓷和電阻絲,加熱器通電后迅速升溫并以紅外輻射形式對外輻射能量,電能轉(zhuǎn)化位紅外輻射能量的效率高;
控溫精度高:Elstein陶瓷紅外線加熱器通過內(nèi)置K型溫度探頭,可準確監(jiān)測加熱器溫度,并實時反饋給溫控系統(tǒng),實現(xiàn)及時溫度控制,滿足實際生產(chǎn)需要,盡量在保證質(zhì)量的前提下提升生產(chǎn)速度;
搭設簡單:Elstein陶瓷紅外線加熱器可搭設方式多種多樣,可以根據(jù)生產(chǎn)需求進行改變及模塊化定制,滿足各種生產(chǎn)線的加熱需求;
維護簡單:模塊化搭設,最大限度減少維護成本,提高生產(chǎn)效率;
使用壽命長:Elstein陶瓷紅外線輻射器正常使用壽命可達20000小時以上;
定制的模塊化加熱爐
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裝配Elstein陶瓷加熱器的硫化設備