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上海巨為儀器設備有限公司北京分公司
主營(yíng)產(chǎn)品： 鹽霧腐蝕試驗箱，恒溫恒濕試驗箱，冷熱沖擊試驗箱，臭氧老化試驗箱，換氣老化試驗箱，氙燈耐氣候試驗箱，紫外線(xiàn)老化試驗箱，沙塵試驗箱，淋雨試驗箱，快速溫度變化試驗箱 |
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2016-8-22 閱讀(860)
硫化儀是用于分析、測定橡膠性能指標，是國家規定的用于橡膠產(chǎn)品研制研制新產(chǎn)品、膠料配方檢測及檢定產(chǎn)品質(zhì)量的檢定的檢測儀器。橡膠硫化測試儀(簡(jiǎn)稱(chēng)硫化儀)通過(guò)測定對膠料往復擺動(dòng)的模體或轉子的作用轉矩的大小，得到膠料的硫化特性曲線(xiàn)和特性參數，如焦燒時(shí)間，正硫化時(shí)間、模量及硫化平坦性等。
硫化儀主要有兩大方面的功用：一方面可以用于進(jìn)行各種橡膠配方設計開(kāi)發(fā)、配方優(yōu)化或新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)；另一方面用于對生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量穩定性的控制，即通過(guò)膠料抽樣檢查或在線(xiàn)檢測來(lái)監督檢測產(chǎn)品質(zhì)量，保證生產(chǎn)穩定性。在實(shí)際應用中，硫化儀能及時(shí)反映試樣中各組分配比變化或組分成分改變等對硫化過(guò)程的影響，廣大橡膠配方技術(shù)人員*的幫手。對于生產(chǎn)橡膠制品的廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，可以用它來(lái)進(jìn)行橡膠均勻性、重現性、穩定性的測試，以及橡膠配方的設計和檢測。有一些廠(chǎng)家還用硫化儀進(jìn)行生產(chǎn)在線(xiàn)檢測。主要方法是對每一批橡膠進(jìn)行硫化測定，檢測每一批，甚至是每一時(shí)刻橡膠的硫化特性。通過(guò)特性曲線(xiàn)的zui大轉矩、zui小轉矩、焦燒時(shí)間、正硫化時(shí)間等特性參數來(lái)判斷膠料是否滿(mǎn)足制品的要求。
目前，按照硫化儀基本結構可分為有轉子和無(wú)轉子兩種型號的設備。有轉子硫化儀是zui早的用于硫化檢測的儀器。無(wú)轉子硫化儀是在有轉子硫化儀基礎上開(kāi)發(fā)出來(lái)的新一代硫化測試儀器。從*性上講，無(wú)轉子硫化儀的試驗精度和使用時(shí)的方便程度都高于有轉子硫化儀，無(wú)轉子硫化儀更*一些。
1基本原理 可硫化膠料在一定壓力和一定溫度下會(huì )發(fā)生化學(xué)交聯(lián)作用，交聯(lián)作用的結果使得膠料由混煉膠變成了硫化膠，強度和韌性大大加強。。硫化儀的工作原理就是測量在特定壓力和溫度下，測試膠料一些特性的變化過(guò)程。得到膠料轉矩一時(shí)間的變化鹽線(xiàn)，即硫化特性曲線(xiàn)。
2兩種硫化儀的性能要求及優(yōu)缺點(diǎn) 硫化儀作為具有上述功能的檢測儀器，必須具備如下性能要求：首先是設備整機使用穩定，故障率低。要求儀器機械調試穩定、軟件使用穩定、電氣安全穩定；其次是試驗中要求多條曲線(xiàn)的重現性好、單條曲線(xiàn)的平滑性好。作為檢測儀器，重現性和平滑性非常重要，在這兩方面都穩定的前提下才能準確體現膠料本身的特性。就目前硫化儀技術(shù)的發(fā)展水平，無(wú)論是有轉子硫化儀還是無(wú)轉子硫化儀都可以達到很好的重現性和穩定性。試驗中，使用無(wú)轉子硫化儀時(shí)需要較地稱(chēng)量膠樣重量。而有轉子硫化儀的膠樣重量要求不嚴，一般不用稱(chēng)量。這是因為無(wú)轉子硫化儀是密閉模腔結構，如果膠樣過(guò)多會(huì )擠壓在模腔外環(huán)，影響下模體擺動(dòng)，從而影響測量的轉矩。而有轉子硫化儀上下模體是固定的，多余的膠料會(huì )在上模壓下的過(guò)程中自動(dòng)擠出，對試驗數據影響不大。但有轉子硫化儀因為結構本身的原因，存在一些缺點(diǎn)。 1)操作復雜：使用有轉子硫化儀做試驗時(shí)，試驗完成后，熟膠樣是裹在轉子上的，需要人工卸膠。在膠樣硬度和強度很大的情況下，經(jīng)常需要利用鉗子等工具卸膠，操作復雜。 2)不易加玻璃紙：做硫化試驗時(shí)，為了防止膠樣粘模腔或其他考慮因素，經(jīng)常需要加耐高溫的玻璃紙，尤其是很粘的混煉膠。有轉子硫化儀加玻璃紙時(shí)，需要把下片玻璃紙打一個(gè)小洞，轉子上下放膠，再放人模腔內試驗。即使這樣，轉子的上下表面還是會(huì )粘上膠，很難清理。而無(wú)轉子硫化儀可以很方便的在膠樣上下各加一片耐高溫的玻璃紙，試驗完成，只需用鑷子輕輕取下即可。 3)容易漏膠，造成數據異常：有轉子硫化儀的下模體上有一個(gè)插轉子的小孔。在實(shí)際操作中，經(jīng)常會(huì )不慎把碎膠掉人孔中。如果不能及時(shí)清理，就會(huì )因為轉子位置被墊高，影響試驗數據。嚴重的話(huà)轉子還會(huì )頂破上模體，造成儀器損壞。 4)存在硫化曲線(xiàn)溫度滯后的現象，使用有轉子硫化儀做檢測實(shí)驗時(shí)，有一個(gè)很規律的現象：*條硫化曲線(xiàn)存在溫度滯后的現象。這一現象在參考文獻里有詳細研究，這里不再贅述。
3機械結構比較 兩種硫化儀的機械結構不同，無(wú)轉子硫化儀的無(wú)轉子硫化儀是通過(guò)測定對裹脅膠料往復擺動(dòng)的模體的作用力矩的大小，得到膠料的硫化特性。模腔直徑40士2mm，分離角為7?！?/span>18。，中心間距為0．5間隙值。有轉子模腔直徑42mm，模腔深度5．35mm。轉子直徑35．55mm，轉子盤(pán)角度12．60(見(jiàn)圖1)。 結構對轉矩測試的影響：無(wú)轉子硫化儀是通過(guò)測定對裹脅膠料往復擺動(dòng)的下模體的作用轉矩的大小，得到膠料的轉矩特性。下模體的擺動(dòng)對膠料產(chǎn)生剪切作用，剪切面為下模體表面。有轉子依靠轉子的擺動(dòng)對膠料產(chǎn)生剪切作用，剪切面為轉子的上下盤(pán)面。膠料在有轉子硫化儀中受到兩個(gè)面的剪切作用，產(chǎn)生的轉矩應該大于無(wú)轉子硫化儀的一個(gè)面的剪切作用，即無(wú)轉子的轉矩值會(huì )小于有轉子的轉矩值。 結構對吸熱的影響：元轉子硫化儀上下模體和加熱片接觸，作為熱源對橡膠膠樣加熱。膠樣的吸熱面為整個(gè)無(wú)轉子模腔內表面。有轉子硫化儀除了有轉子硫化儀是通過(guò)測定膠料對包復的往復擺動(dòng)的轉子的作用力矩的大小，得到膠料的硫化特性。模腔直徑42mm，模腔深度5．35mm。轉子直徑35．55mm，轉子盤(pán)角度12．6。依靠轉子的擺動(dòng)對膠料產(chǎn)生剪切作用，剪切面為轉子的上下盤(pán)面。上下模體外，還有轉子上下接觸表面，但轉子本身不產(chǎn)生熱量，僅依靠空氣和橡膠的熱傳導，一般溫度比模腔低一些。所以有轉子的吸熱面為整個(gè)有轉子模腔內表面以及溫度稍低一些的轉子上下表面。從模腔結構可以近似計算出膠料的吸熱面積(見(jiàn)圖2)，無(wú)轉子硫化儀的吸熱面積約為S1—6744mm2，有轉子硫化儀的吸熱面積S2=5647mmz。無(wú)轉子硫化儀的膠料重量約為4．89，有轉子約為79。膠料單位重量對應的吸熱面積可以用來(lái)反映吸熱快慢。所以V1=sl／4．8，V2=s2／7。V1／V2=1．74，無(wú)轉子的吸熱速率大于有轉予的，因此無(wú)轉子的硫化時(shí)間一般要小于有轉子的硫化時(shí)間。 4硫化特性數據
4．1zui大轉矩 試樣充分硫化的剪切模量或剛度的測定值，包括平坦轉矩、返原曲線(xiàn)的zui大轉矩，及在規定時(shí)間內沒(méi)有出現平坦和返原曲線(xiàn)時(shí)的zui大轉矩。膠樣硫化達到zui大轉矩時(shí)，膠料強度zui大，從測力的角度來(lái)看，也表明膠料和模腔接觸面的摩擦力達到zui大。zui大轉矩越大，表明摩擦力越大。無(wú)轉子硫化儀和有轉子硫化儀的摩擦面構成是不同的。元轉子的摩擦面積小于有轉子的摩擦面積，所以無(wú)轉子的zui大轉矩會(huì )小于有轉子的zui大轉矩。
4．2zui小轉矩 未硫化試樣粘度的測定值。該數值主要反映了膠料流動(dòng)性的好壞和粘度的大小。流動(dòng)性好ML小，粘度小ML小。一般而言，無(wú)轉子硫化儀ML會(huì )比有轉子的小。
4．3硫化時(shí)間 TS1：擺動(dòng)角度為0．5(或1(時(shí)，轉矩增加到ML+ldNm時(shí)所對應的時(shí)間，反映試件的焦燒時(shí)間。T10：轉矩增加到ML+10(MH—ML)／100時(shí)所對應的時(shí)間，反映試件的焦燒時(shí)間。T50：轉矩增加到ML+50(MH—ML)／100時(shí)所對應的時(shí)間。T90：轉矩增加到ML+90(MH—ML)／100時(shí)所對應的時(shí)間，反映試件的正硫化時(shí)間。4個(gè)硫化時(shí)間所反映的是混煉膠開(kāi)始吸熱直到硫化基本完成的過(guò)程。吸熱快的膠焦燒得就早，達到正硫化點(diǎn)的時(shí)間就越短。無(wú)轉子硫化儀吸熱快，對應的硫化時(shí)間比有轉子的要短。 巨為拉力機, 巨為橡塑低溫脆性試驗機，巨為老化箱，巨為簡(jiǎn)支梁沖擊試驗機，巨為懸臂梁沖擊試驗機，巨為落錘沖擊試驗機, 巨為熔體流動(dòng)速率儀，巨為無(wú)轉子硫化儀，巨為門(mén)尼粘度計，巨為輥筒磨耗機，巨為阿克隆磨耗機, 橡膠沖擊彈性機，普通V帶疲勞試驗機，橡塑密度計，巨為橡膠疲勞龜裂試驗機，壓縮應力松馳儀，巨為熱變形維卡溫度測定儀
5試驗曲線(xiàn)及數據 由以上曲線(xiàn)及數據分析：有轉子的ML、MH都大于無(wú)轉子的；在正硫化點(diǎn)之前，有轉子的硫化時(shí)間都比無(wú)轉子長(cháng)，驗證了前面的分析結果。通過(guò)分析和實(shí)際數據可見(jiàn)，元轉子和有轉子測量的數據不能進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較，但二者有很好的相關(guān)性。例如一種配方的膠料在有轉子中測量的硫化曲線(xiàn)和在無(wú)轉子中測量的硫化曲線(xiàn)雖然不同，但硫化趨勢相同。并且這兩種曲線(xiàn)的對應關(guān)系不會(huì )改變。 從一定意義上來(lái)講，硫化儀是用來(lái)作相對比較的設備。只有比較才能看出膠料配方的變化以及溫度設定對硫化過(guò)程的影響等。用戶(hù)可以把配料準確、操作工藝規范且混煉均勻的膠在任一種儀器上做實(shí)驗，得到的特性曲線(xiàn)稱(chēng)為標準曲線(xiàn)。以后當配方發(fā)生變化或重新配置時(shí)，可用此標準曲線(xiàn)進(jìn)行比較，判斷配方的可行性。無(wú)轉子有無(wú)轉子的標準曲線(xiàn)，有轉子有有轉子的標準曲線(xiàn)，這樣才能正確的分析膠料配方。
6小結 目前，硫化儀在膠料配方研究領(lǐng)域的使用逐漸增強，并深入到助劑開(kāi)發(fā)等其它開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。在實(shí)際應用中，兩種硫化儀都占據著(zhù)一定的市場(chǎng)。早的無(wú)轉子硫化儀是大約98年才出現的，所以一些在線(xiàn)檢測建立比較早的工廠(chǎng)，使用有轉子硫化儀相對多一些。但近幾年，隨著(zhù)無(wú)轉子硫化儀技術(shù)的逐漸成熟和市場(chǎng)推廣，已經(jīng)有逐漸取代有轉子硫化儀的趨勢。
