橡膠厚制品電磁感應(yīng)脈沖加熱均勻硫化機(jī)理及設(shè)備的研究.pdf

1、硫化作為橡膠制品成型加工的主要工藝，對(duì)改善膠料物理機(jī)械等各種性能，使制品擁有良好的產(chǎn)品質(zhì)量，更好地適應(yīng)和滿(mǎn)足產(chǎn)品的使用要求極為重要。在制品硫化過(guò)程中，合理地設(shè)定硫化壓力和溫度值，以及恰當(dāng)?shù)剡x擇硫化時(shí)間對(duì)制件的最終質(zhì)量有著極為重要的影響。在硫化的過(guò)程中，硫化壓力、硫化溫度和硫化時(shí)間這三個(gè)工藝條件因素的作用是相互聯(lián)系和影響的。因此，合理地調(diào)節(jié)和控制硫化壓力、溫度及時(shí)間對(duì)于提高制件硫化質(zhì)量、繼而增強(qiáng)橡膠綜合性能是至關(guān)重要的。
　　橡膠制

2、品在硫化過(guò)程中，主要經(jīng)歷著膠料的焦燒、熱硫化和正硫化以及過(guò)硫化這四個(gè)進(jìn)程。膠料的焦燒階段是指橡膠的混煉、熱煉、壓型等加工過(guò)程和模具加熱時(shí)膠料的流動(dòng)。廣義上的硫化過(guò)程是從熱硫化進(jìn)程就已經(jīng)開(kāi)始，橡膠膠料在熱硫化階段時(shí)要求硫化的溫度迅速地上升，在這一個(gè)階段，橡膠膠料的拉伸強(qiáng)度會(huì)隨之而迅速地提高，然而，如果硫化所設(shè)定的溫度值超過(guò)此時(shí)的硫化溫度并且溫度隨著時(shí)間的推移繼續(xù)提高，則膠料將會(huì)在此時(shí)由其正處于的熱硫化進(jìn)程過(guò)渡到正硫化進(jìn)程，并且，此時(shí)膠料的

3、內(nèi)部分子鏈逐步完成了由長(zhǎng)鏈構(gòu)型變成網(wǎng)狀構(gòu)型的過(guò)程，交聯(lián)反應(yīng)的速度趨于緩慢，強(qiáng)度達(dá)到最大值并保持恒定。正常的硫化應(yīng)在此階段保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后結(jié)束，以保證橡膠制品的高性能，若繼續(xù)硫化即進(jìn)入到過(guò)硫化階段，此階段橡膠的網(wǎng)構(gòu)裂解變得顯著，制品的強(qiáng)度將會(huì)下降。
　　對(duì)橡膠制品進(jìn)行硫化時(shí)，應(yīng)力求維系硫化后的制品各個(gè)部分的硫化效應(yīng)均相同，因此，使硫化之后的橡膠類(lèi)制品在硫化水平上保持均勻的狀態(tài)、在物理性能方面上維系相近的狀態(tài)，即確保對(duì)橡膠制品的硫化處

4、于最佳狀態(tài);事實(shí)上，由于橡膠本身屬于熱的不良導(dǎo)體，其各個(gè)位置很難同時(shí)達(dá)到正硫化狀態(tài)，對(duì)于厚制品來(lái)說(shuō)更是如此，因硫化過(guò)程中加熱以及熱量傳遞方向等問(wèn)題，使得厚制品各個(gè)部位很難以恰好同時(shí)保持在正硫化狀態(tài)。換言之，當(dāng)厚制品內(nèi)層結(jié)構(gòu)維系在正硫化狀態(tài)時(shí)，制品表面的膠料已保持在過(guò)硫化狀態(tài)，甚至嚴(yán)重過(guò)硫化，使整個(gè)制品的整體性能遭受?chē)?yán)重的損害。對(duì)于橡膠厚制品現(xiàn)行的硫化工藝，常是采用在制品不同部位配以厚度和硫化速度不同的橡膠膠料，以適應(yīng)內(nèi)外溫度與硫化程度上

5、的巨大差異;或者通過(guò)采用低溫硫化降低硫化不均勻性，但這樣會(huì)極大地影響制品生產(chǎn)效率。
　　對(duì)于橡膠厚制品來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確地選擇硫化溫度和時(shí)間往往是比較困難的，現(xiàn)在大多數(shù)廠(chǎng)家所普遍使用的方法是在制品各個(gè)部位埋點(diǎn)，利用硫化測(cè)溫儀對(duì)厚制品實(shí)際硫化溫度的進(jìn)行測(cè)定，再使用公式將各部位膠料經(jīng)歷的熱歷程轉(zhuǎn)換為半成品等溫硫化下的等效硫化時(shí)間，進(jìn)而獲取橡膠制品的各個(gè)部位的實(shí)際硫化水平，此時(shí)將所得的各個(gè)部位的實(shí)際硫化水平分別同已知的半成品正硫化水平相比較，依

6、據(jù)橡膠制品整體硫化的匹配狀態(tài)，進(jìn)而得出該厚制品的相對(duì)較優(yōu)的工藝條件。
　　橡膠厚制品電磁感應(yīng)加熱硫化技術(shù)是用電磁感應(yīng)及熱傳導(dǎo)原理給厚橡膠制品加熱硫化，即采用電磁感應(yīng)加熱方式使制品硫化模具生熱，通過(guò)模具向橡膠傳熱，由橡膠外表面向中心傳熱。在采用感應(yīng)加熱這一方式進(jìn)行加熱時(shí)，應(yīng)該保證電能足以傳達(dá)到需加熱的金屬，從而維系了對(duì)金屬的加熱過(guò)程。電磁感應(yīng)這一加熱方式相對(duì)來(lái)說(shuō)，它具備著溫度升高較快、能耗低、電磁線(xiàn)圈易于排布、電參數(shù)熱參數(shù)調(diào)節(jié)方便等

7、特點(diǎn)，本課題擬采用脈沖加熱的形式，對(duì)硫化裝置間歇性供熱，使得橡膠表面的熱量有足夠的時(shí)間傳導(dǎo)至中心部位，使用這種加熱形式有望對(duì)橡膠各部位實(shí)現(xiàn)均勻硫化。
　　電磁感應(yīng)加熱技術(shù)硫化厚橡膠制品可以降低制品表面的過(guò)硫程度，使制品各位硫化均勻性大大提高，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量;同時(shí)，在使制品中心部位達(dá)到現(xiàn)有工藝等效硫化同時(shí)，在很大的程度上縮短了制品硫化所需的時(shí)間，進(jìn)而提高了橡膠類(lèi)制品的制備及生產(chǎn)效率;基于脈沖加熱的特性，實(shí)際的耗能時(shí)間將在很大程度上