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高強力再生橡膠

◆ 什麽是硫化介質?硫化介質的種類?

什麽是硫化介質?硫化介質的種類?

2021-01-15 00:00:00

橡膠硫(liu)化多數情況下(xia)是(shi)在加(jia)熱條件下進行(xing)的,除了(le)用電(dian)熱加熱 熱板傳導模(mo)具再加熱膠料(liao)外,對(dui)膠料加熱就(jiu)需(xu)要(yao)一(yi)種能傳(chuan)遞(di)熱能(neng)的介質(zhi),這種介質稱(cheng)為(wei)硫化(hua)介(jie)質。硫化介質主(zhu)要作為傳熱和加壓(ya)介質,作(zuo)為優(you)良(liang)的硫化介質的條(tiao)件是:①具(ju)有優良的(de)導熱性(xing)和(he)傳熱性;②具有較高的蓄(xu)熱能力(li);③具有比(bi)較寬(kuan)的溫(wen)度範(fan)圍(wei);④對橡膠製(zhi)品(pin)及硫化設(she)備(bei)沒(mei)有(you)汙(wu)染(ran)性和腐(fu)蝕性。硫化介質的種(zhong)類(lei)很多,常見(jian)的有飽(bao)和蒸汽、過(guo)熱水、熱空氣、熱水、過熱蒸汽、熔(rong)融(rong)鹽、固體(ti)微(wei)粒(li)、紅外(wai)線、遠(yuan)紅外(wai)線、Y射(she)線、微波等。


①飽和蒸(zheng)汽飽和蒸汽(qi)是橡膠工廠(chang)應用(yong)最為廣(guang)泛(fan)的一種高(gao)效能硫化介質。飽和蒸汽的熱量主要來(lai)源於(yu)汽化潛能。汽化潛能是指在(zai)一定(ding)壓力下在沸點時(shi)單位(wei)質量(liang)的氣體轉化為同(tong)溫度的液體所(suo)釋(shi)放(fang)出的熱量,所以(yi)無(wu)需溫度發生(sheng)變化,就能放出(chu)大(da)量能量。其(qi)蓄能大(150°C時的汽化潛(qian)熱達2118.5kJ/kg)、給(gei)熱係(xi)數(shu)(傳熱係數)大 :150°C時為1200〜1770W/(m2 • k),給(gei)熱係(xi)數(shu)是指當冷熱兩種流體溫差為1K時在單(dan)位時間內通過單位麵積(ji)所傳遞的熱量],並可(ke)以通(tong)過改(gai)變(bian)壓力而準(zhun)確(que)地調節(jie)加熱溫度(du),操(cao)作方便(bian),成(cheng)本(ben)低(di)廉(lian)。但(dan)所加熱的溫度要受(shou)壓力的限製,要想(xiang)得(de)到(dao)較高的溫度,就必(bi)須具有較(jiao)高的蒸汽壓力。這(zhe)對於那(na)些相對地要求(qiu)高溫低壓或髙(gao)壓低溫的硫 化工(gong)藝條件(jian)就難(nan)以實行。另外,由於容(rong)易產(chan)生冷凝(ning)水,造(zao)成局(ju)部低 溫而產生局部(bu)欠(qian)硫,如果製品直(zhi)接(jie)在飽和蒸汽中硫化會(hui)對製品外觀(guan)產生不利影(ying)響,使表麵(mian)發汙和產生水漬(zi),這就限製了它(ta)在要求外觀 光(guang)潔(jie)製品中(如塗(tu)有亮(liang)油(you)的膠麵膠鞋(xie)硫化)的使(shi)用。 


② 過熱水(shui) 過熱水(shui)是指溫度在100℃以上的熱水,為了防(fang)止汽化必須(xu)施加較高的壓力,有時也稱為高壓過熱水(shui)。過熱水(shui)也是常用的一種硫化介質;主要是通過溫度的降低來供(gong)熱,其密度大(150°C時為 917kg/m3),質量熱容大[150°C時為 4312J/(kg ・ K), 質量熱容是指單位質量的物質當(dang)溫度變化1K時所吸收(shou)或放出的熱量],熱導(dao)率大E150°C時0.684W/(m- K),熱導率是指當壁(bi)麵 積為lm ,厚度為l m,兩壁間(jian)的溫差是1 K 時,單位時間內以熱傳 導方式所傳遞的熱量],給熱係數大[150℃時為293〜17560W/ (m2 ,K)]。采用過熱水(shui)硫化可賦予製品以很高的硫化壓力;適(shi)用於高壓硫化。如輪(lun)胎外胎硫化時,將過熱水(shui)充滿水胎或膠囊(nang)中,以保(bao)持(chi)內溫在160〜170°C, 內(nei)壓在2.2〜2.7MPa範圍內。其主要缺(que)點(dian)是,傳熱是通過降(jiang)溫實(shi)現(xian)的,因此硫化溫度不(bu)易(yi)控(kong)製均勻;為保證(zheng)恒溫,必須對過熱水(shui)進行強製循環,不斷補充熱量。此(ci)外,過熱 水在一些(xie)場合下,不宜(yi)與硫化製品直接接觸(chu)。


③ 熱空氣 熱空氣與過熱水一樣(yang),也是靠(kao)溫度的降低來傳熱 的,因(yin)而在硫化過程中也(ye)需要用風(feng)機(ji)強製使其循環,以防止(zhi)硫化介質溫度的降低。熱空(kong)氣(qi)是一種低效(xiao)能的硫化介質,其質量熱容小(xiao)[150°C時為1026kJ/(kg・K)],密(mi)度小(150°C時為 0. 835917kg/m³) , 熱導率小[ 150 ° C 時為0.03550.684W/(m•K)], 給熱係數小[150°C時為0.12〜48W/(m2 • K)]。其主要特(te)點是加熱溫度不受壓力的影響,可以實現高溫低壓,也可以實現低溫高壓。另(ling)外,熱空氣比較幹(gan)燥(zao),不含(han)水分,對製品的表(biao)麵質量無不良影響,製品表麵亮。但是,熱空氣中因含有氧(yang)氣,易使製品氧化,因此熱空氣硫化過程同時也是橡(xiang)膠的老(lao)化過程(cheng),在高溫高壓下尤(you)為明(ming)顯(xian)。 


④ 固體熔融液 固(gu)體熔融液(ye)是指低熔點的共(gong)熔金屬(shu)和共熔鹽的熔融液。共熔金(jin)屬常用鉍(bi)( B i ) 、 錫 ( S n ) 合 金 ( 錫 含 量 為 4 2 % 、 鉍 為 5 8 ^ ) , 熔 點 為 1 5 0 ° C ; 共 熔 鹽 常 用53%硝酸鉀 (KNO3 ) 、4 0 % 亞(ya)硝(xiao)酸(suan)鈉(na)( NaNO 2 ) 、7 % 硝酸鈉( NaNO3 ) 混合而成,熔點為142C。固體熔融液常用於連(lian)續硫化工藝(yi)中,其加熱溫度高,可達(da)180〜250°C,熱導率(lv)、傳熱係數高,熱量大,是一種十(shi)分(fen)高效的硫化介質。但是,其密度大,易使製品漂(piao)浮(fu)於表麵或者將(jiang)半成品壓 扁;又(you)因硫化介質粘(zhan)於製品表麵,硫化後(hou)需要進行專門清(qing)洗(xi)。


橡膠的硫化方法有哪些?

硫化工藝方法很多(duo),根據硫化溫度不同,可分為熱硫化工藝、室(shi)溫硫化工藝及(ji)冷硫化工藝。熱硫化工藝是指在加熱條件下進行的硫化工藝,室溫硫化工藝是指在室溫下進行的硫化工藝,冷硫化工藝是指(zhi)在一氯(lv)化硫溶(rong)液中進行的硫化工藝。根據(ju)硫化工藝是否(fou)連續(xu)性可分為間歇(xie)式硫化工藝和連續式(shi)硫化工藝。另外還(hai)可以按硫化介質、硫化設備和加壓方式等進行分類。具體分類方法如圖(tu)所示(shi)。

橡膠製品.png

橡膠製品有哪(na)些連續硫化方法 ?

連續硫化法是一種動(dong)態(tai)硫化方法。隨著橡膠壓出製品的發展(zhan),為了提髙產品質量、增(zeng)加產量,對大量生產的密封(feng)條、純(chun)膠膠管、電線電纜等都(dou)逐(zhu)步(bu)采用連續硫化工藝。其優點是產品不受長(zhang)度限(xian)製,無重(zhong)複硫化,能實現連續化、自動化、提(ti)高生產效率。常見的連續硫化工藝如下。 

① 熱空氣連續硫化室硫化法這是一種常壓硫化方法,主要 應用於硫化膠布、海(hai)綿膠條和膠乳(ru)製品。製品連續通過硫化室進行加熱硫化。硫化室可分為三段,一段(duan)為預(yu)熱、升(sheng)溫,將製品加熱 到硫化溫度;第二段為恒(heng)溫硫化,製品於該(gai)段內的停留時間可以通 過調節製品運(yun)動速度的方法(fa)加以調(diao)節;第三段為降溫冷卻(que),以便於製品的收卷。硫化室可采用間接蒸汽、電、紅外線等方式加熱。 


② 蒸汽管道連續硫化法 此工藝的特點是使製品連續地通過密封的硫化管(guan)道進行硫化。硫化管道(dao)與壓出機相連,製品經(jing)壓出後直接進人硫化管道,管道中通人1〜2.5MPa的高壓蒸汽,管道尾部有高壓冷卻水進行冷卻。硫化管道的兩端(duan)都安(an)裝(zhuang)防止高壓蒸汽泄漏(lou)的密封裝置,一般采用迷宮(gong)式墊(dian)圈或水封法密封。這種硫化方法主要用於硫化膠管、電纜(lan)、電線等(deng)兩端易於密封的製品。 


③ 液體介質連續硫化法(鹽浴連續硫化法)硫化介質為熔融合金(錫(xi)42%、鉍58%) , 熔點150°C;或者(zhe)熔鹽(硝酸鉀(jia)53%、亞硝酸鈉40%、硝酸鈉7%),其熔點142°C,沸(fei)點500°C。硫化時先(xian)將硫化介質以電加熱至180〜25O°C,然(ran)後將半(ban)成品通過(通過時間依(yi)膠料的硫化條件而定),便可進行連續硫化。由(you)於熔融合金或熔融鹽(yan)的密度很大(1926kg/m3 ) ,因而(er)必須用鋼帶將半成品型(xing)材壓住使其浸人(ren)熔融液中。由於熔融液傳熱很(hen)快,能使半成品迅(xun)速(su)受熱硫化,在180〜 25CTC下以10〜 15m/min 的速度硫化製品,但存(cun)在易使薄(bao)製品和空心(xin)製品變形(xing)的缺陷(xian)。此法常用於膠管、膠條、電纜以及其他(ta)型材的硫化。 


④沸騰床連續硫化法 沸騰(teng)床是指在熱空氣流中懸浮直徑(jing)為 0.15〜0. 25mm的玻(bo)璃(li)珠(zhu)或粒徑為0.2〜0.3mm的石(shi)英砂(sha)為硫化介質的裝置。在受熱空氣流的吹(chui)動下,固體粒子(zi)懸浮於氣體中翻動,形成沸騰狀態的加熱床(chuang)。沸騰床可用電熱或過熱蒸汽等加熱,使之(zhi)達到200〜250'C的溫度。呈沸騰狀(zhuang)態的介質可以像液體一樣流動,並(bing)具有良好(hao)的傳熱性能,通過的半成品被沸騰介質覆(fu)蓋,達到加熱硫化的目(mu)的,常用的沸騰床由若幹個單元(yuan)槽(cao)組成,可以硫化壓出橡膠製品。與(yu)熱空氣連續硫化法相(xiang)比,由於沸騰床熱導率比空氣大50〜100倍(bei),所以硫化速率快(kuai),硫化裝置也小。與鹽浴(yu)連續硫化法相比,沸騰床使硫化介質呈(cheng)懸(xuan)浮狀態的空氣壓力是很低的(層高體15 m m 時的壓力為1.7 〜1. 8kPa),它不會發生使製品截(jie)麵受壓變形的情(qing)況(kuang),可以硫化複(fu)雜(za)型麵的空心製品和海綿(mian)型材(cai)。為防止懸浮熱載體粘在硫化製品上,需將壓出後的半成品用隔離(li)劑(滑(hua)石粉) 處理(li)。 


⑤ 硫化鼓連續硫化法 鼓(gu)式硫化機是平(ping)板(ban)硫化機的一種發(fa)展,主要由硫化鼓、加壓鋼(gang)帶(dai)、長度調節輪、電熱裝置(zhi)、傳動機構(gou)及機架等構成。其特點是以一個(ge)圓鼓進行加熱(圓(yuan)鼓內用蒸汽或電加熱),圓鼓外繞(rao)著環形鋼帶,製品放於圓鼓和鋼帶之間進行加熱加壓硫化。鋼帶起(qi)加壓作用,壓力可達0.5〜l.0MPa。為使製品兩側(ce)均(jun)勻(yun)受熱和硫化,鋼帶外側用電加熱,圓鼓可以轉動,轉(zhuan)速可根據製品硫化條件在1〜20m/min的範圍內調 節。它主要應(ying)用於膠板、膠帶、V帶等的連續硫化。 


⑥ 紅(hong)外線硫化法 紅外線是一種熱射線,能被(bei)多數物(wu)質吸(xi)收轉化為熱能,並能穿(chuan)透(tou)一定厚度的物體,故能使物體內部受熱。長波紅外線適於厚製品硫化,短(duan)波(bo)紅外線適於薄製品硫化。在硫化箱(xiang)中裝有紅外線燈具,使製品在紅外源(yuan)間通過而受輻射加熱。此法適用於乳膠製品和雨(yu)布等薄製品。 


⑦ 高頻(pin)和微波硫化 高頻是指頻率為1〜1 0 0 M H z (常用為 10〜 15 M H z ) 的高頻交(jiao)變電場(chang)電磁(ci)波,微波是指頻率為100〜100000MHz(常用為915〜2450MHz)的超(chao)高頻電波。電磁波是一種高頻交變的電場,可以使偶(ou)極材料(即(ji)電絕(jue)緣(yuan)體和不良熱導體)的原(yuan)子或分子極化,並隨(sui)電場的迅速變化而運動,產生熱量。高頻加熱裝置由高頻發生器和電容器(通常是兩個相平行的電極(ji))組(zu)成。微波加熱裝置由磁控管或速調管振(zhen)蕩(dang)器(qi)、波導管和發散場組(zu)成。振蕩器產生微波,微波通過波導管進人發散場而形成電場,把(ba)物體置於電場中即可使其加熱。高頻及微波硫化是橡膠分別在微波作用下本身(shen)發熱而硫化,橡膠是一種偶極材料,適合於高頻和微波加熱。因橡膠分子的振動強度除受電場的影響(xiang)外,還取決於分子的極性和配方組(zu)成。電場強(qiang)度大,頻率高,加熱效率也髙,膠料極性大,加熱效率也大。用於高頻加熱的頻率為10〜15MHz,微波加熱頻率為2450MHz。


髙頻及微波硫化克(ke)服(fu)了通常采用的加熱介質熱傳導所造成的表裏(li)溫差(cha),有利(li)於提高橡膠製品的硫化質量,並可縮短硫化時間。特別(bie)是對厚(hou)壁製品的硫化,如載重車胎(tai)和大型越(yue)野車輪胎經微波加熱後,能減(jian)少(shao)1/3以上(shang)的硫化時間;對壓出製品進行連續硫化,若硫化前(qian)經微波預熱,可縮(suo)短硫化床的長度。其次,不需要任何價格昂貴的熱介質,不存在介質的回(hui)收和處理,所以熱能消(xiao)耗(hao)僅(jin)為其他連續硫化方法的20%左(zuo)右(you)。高頻和微波硫化適於各(ge)種尺(chi)寸(cun)和斷(duan)麵形狀複雜的製品,雖(sui)設備價(jia)格(ge)較貴(gui),但它是一種正(zheng)在迅速發展的新 工藝。


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