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技術(shù)文章 / article
如何利用無轉(zhuǎn)子硫化儀準(zhǔn)確測定橡膠硫化參數(shù)
2025-04-21 瀏覽次數(shù)：273
無轉(zhuǎn)子硫化儀作為現(xiàn)代橡膠工業(yè)中重要的測試設(shè)備，為橡膠制品的研發(fā)和生產(chǎn)提供了重要的硫化特性數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子硫化儀相比，無轉(zhuǎn)子硫化儀具有測試精度高、重復(fù)性好、操作簡便等優(yōu)勢。
一、工作原理
無轉(zhuǎn)子硫化儀采用振蕩模腔設(shè)計，通過下模腔的線性振蕩運動來測量橡膠樣品在硫化過程中的扭矩變化。當(dāng)橡膠樣品置于上下模腔之間并加熱時，隨著硫化反應(yīng)的進(jìn)行，橡膠的彈性模量逐漸增加，導(dǎo)致振蕩模腔所受到的阻力（即扭矩）相應(yīng)變化。儀器通過高精度傳感器記錄這一變化過程，并繪制出硫化曲線（扭矩-時間曲線），從中可以提取出各種硫化參數(shù)。
二、關(guān)鍵硫化參數(shù)的測定方法
1.最小扭矩（ML）：代表橡膠在未硫化狀態(tài)下的流動性，讀取硫化曲線起始階段扭矩的低點。
2.最大扭矩（MH）：反映橡膠硫化后的交聯(lián)程度，取硫化曲線平臺區(qū)的扭矩最大值。
3.焦燒時間（ts1或ts2）：通常以扭矩從最小值上升1或2個單位的對應(yīng)時間表示，指示橡膠加工安全性。
4.正硫化時間（t90）：扭矩達(dá)到最大扭矩90%時所需的時間，是確定最佳硫化時間的關(guān)鍵參數(shù)。
5.硫化速率指數(shù)（CRI）：計算公式為CRI=100/(t90-ts2)，反映硫化反應(yīng)的速度。
三、提高測定準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素
1.樣品制備：確保樣品重量符合標(biāo)準(zhǔn)（通常5±0.1g），無氣泡、雜質(zhì)，且形狀規(guī)則以保證與模腔充分接觸。
2.溫度控制：精確控制模腔溫度（±0.3℃以內(nèi)），溫度波動會顯著影響硫化反應(yīng)速率和測試結(jié)果。
3.模腔壓力：保持恒定的閉合壓力（通常1-2MPa），壓力不足會導(dǎo)致數(shù)據(jù)漂移，過高則可能損壞儀器。
4.振蕩參數(shù)設(shè)置：根據(jù)橡膠硬度選擇適當(dāng)?shù)恼穹ㄍǔ?.5°-1°）和頻率（1.67Hz），確保扭矩信號具有足夠的分辨率。
5.校準(zhǔn)與維護(hù)：定期進(jìn)行扭矩校準(zhǔn)和溫度校準(zhǔn)，保持模腔清潔并定期檢查密封圈狀態(tài)。
四、測試過程中的注意事項
1.測試前應(yīng)進(jìn)行充分預(yù)熱，確保模腔溫度均勻穩(wěn)定。
2.樣品應(yīng)快速放入模腔并立即閉合，減少熱歷史差異。
3.避免連續(xù)測試時模腔溫度累積升高，必要時增加冷卻間隔。
4.對于不同配方的橡膠，應(yīng)調(diào)整適當(dāng)?shù)臏y試時間范圍，確保能完整記錄硫化全過程。
5.每次測試后應(yīng)及時清理模腔殘留物，防止污染后續(xù)樣品。
五、數(shù)據(jù)解讀與應(yīng)用
獲得的硫化參數(shù)可用于：
-評估不同配方硫化特性的差異
-優(yōu)化硫化工藝條件（溫度、時間）
-預(yù)測膠料加工性能（焦燒安全性）
-控制產(chǎn)品質(zhì)量一致性
-研究硫化反應(yīng)動力學(xué)
特別需要注意的是，不同品牌和型號的無轉(zhuǎn)子硫化儀測試結(jié)果可能存在一定差異，因此比較數(shù)據(jù)時應(yīng)使用同一臺儀器或進(jìn)行數(shù)據(jù)校正。
