[橡胶小知识34(4)]硫化状态 橡胶老化实验

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硫化状态
　　硫化状态( state of cure) 也被称作硫化程度,是指胶料在特定的温度和时间条件下,橡胶大分子之间所达到的交联程度。凡已添加了硫化体系的橡胶,始终处于进行状态的硫化过程之中。无论从技术或工艺的角度,我们都希望能抓住最理想的硫化状态(正硫化) 。如果低于这个理想状态,意味着欠硫,各项性能因未达到充分交联而偏低;反之,如果超越了理想交联状态(即过硫) ,则会导致过度交联,某些性能又会从最高点下降,这意味着硫化错过了最佳时机。在天然橡胶硫化中,橡胶分子的断链超过了交联,导致各项物理性能下降,这样,不仅对性能不利,而且还多消耗能源。合成橡胶过硫,虽然不会使断链加剧,但会出现无节制的继续交联,导致弹性受损。总的来说,必须恰如其分地掌握好最佳的硫化状态。
　　过去,配方设计人员尽管明白掌握最佳硫化状态的重要性,但苦于没有合适的方法和手段来确定,只能定出几个时间点,测定每个时间点上的某项性能(通常是定伸应力,因为它直接反映交联密度) ,然后,把各个点连接成曲线,从中找出最高(佳) 点所对应的硫化时间。这个方法当然符合硫化原理,但定点不能太多,以避免费时耗工;定得太少,又怕准确性不够。
0 W+ l: m. w+ o7 z: {/ s7 D自从硫化仪出现后,大大简化了硫化曲线绘制选点、计算和点绘的工作量。因为,每批胶料都有特定的硫化曲线,而且曲线上的每一点都代表相对应的性能值。曲线本身就是硫化仪转矩的轨迹,是连续的,而不是靠区区几个孤立点来连接,其准确性也是无可置疑的。曲线不仅如实地呈现了整个硫化过程的走向,而且能一目了然地找到正硫化点的位置。
4 \; v4 I9 I$ O* V$ C, D　　所以,通过使用硫化仪,可连续、动态地提供胶料硫化状态的全貌,这对确定生产工艺条件具有重要意义。

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橡胶老化试验
　　老化是橡胶性能受损的主要原因之一。由于产品的配方和使用条件各异,老化历程快慢不一,所以,需要通过老化试验来测定和评价,以评定橡胶老化的程度及其对性能的影响。老化试验就是在外部条件下,经过一定时间后,考核橡胶性能前后变化(一般是性能下降或劣化)化的试验方法及所用的测试手段。常用的橡胶老化试验方法和有关装置如下。
8 W! ]# c' }7 |2 f/ `! I　　1. 自然老化试验　橡胶试片在拉伸状态下,放置在室外自然环境中,经长时间日晒雨淋后,观察、测定和比较前后的性能变化。这种方法虽逼真度高,对实际状况的模拟性强,但往往费时太长,一般作为辅助参考是合适的,但要在短时间内完成测试,得出结论是不可能的。
　　2. 加速老化试验　为了在较短时间内得到老化试验数据,有必要采用加速型的老化试验,即强化试验条件,加快老化进程,大幅度缩短测试周期,较快地获得测试结果—老化数据。这类试验项目有:
1 P9 t  f  Z* D* R7 f$ _" R/ s, c　　1. 烘箱加热老化试验　简称热老化试验,是目前应用最广的方法。所用的测试设备是加热烘箱。加热温度(常用为70 和100 ℃) 和时间(常用为72 、144 h) 可以设定。试片悬挂在箱内的回转片架上。试验结束后,取出试片,测定其性能,并与老化前数据进行对比,计算老化系数,衡量其减损程度。例如,某胶料热老化前的拉伸强度为20 MPa ,热老化后降为12 MPa ,则老化系数为0. 6.
$ J$ R& [; C1 F! s6 o1 C. f+ W4 M　　2. 天候老化试验　模拟在室外使用时的环境条件,对试样进行箱内的加速老化试验。试验装置能再现实际使用中遇到的气候条件,如光晒(以灯光照射代替) 、雨淋(以喷水代替) 。所以,在仿真、模拟条件下的加速老化试验光源采用紫外光或碳弧灯。试验时间可在10 ～1000 h内调节。试验结束后除进行物理性能测定外,还需观察其表面龟裂状况。
% Y5 i3 {: O2 B; F　　3. 臭氧老化试验　用来考察臭氧对橡胶的损害程度。试验装置是密闭的臭氧老化箱。内有臭氧发生器,通过水银灯产生一定浓度的臭氧。试片试验时接受一定的的拉伸变形。经一定时间后观察试样表面裂纹深度,判断胶料的抗臭氧水平。
, O8 [$ _/ L+ U$ A, Q* K! }; o　　4. 氧老化试验　试片被置于金属弹形密闭容器中,充入氧气,并在加热、加压下试验。温度一般加热到70 ℃。氧气压力保持在0. 6～0. 7 MPa ,持续时间在24 、48 、72 h 中任择。到规定时间后,在室温下停放16～96 h 后,再比较试验前后的性能变化.

海纳百川

谢谢楼主的分享！谢谢！

ah3366

楼主所述很有见地,只是怎么样用硫化仪的T10和T90数据来确定实际硫化条件,请赐教!!

一江春水

资料不错...学习下..........

求知青年

原来如此，学习了，谢谢楼主提供。

g041103387

谢谢！！免费的要顶！！！