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          橡膠制品二次硫化收縮率問題

          時間:2019-06-281688 次瀏覽

          信息摘要:橡膠的二次硫化也叫后硫化或二段硫化是指橡膠制品達到一定硫化程度,繼續進行加熱硫化的工藝。從廣義上講,橡膠制品硫化到一定程度,即使不加熱,它仍可在余熱的作用下,或在制品儲存過程中, 繼續加深硫化程序,或在動態作用下產生繼續交聯現象。

          1、橡膠的二次硫化也叫后硫化或二段硫化

          是指橡膠制品達到一定硫化程度,繼續進行加熱硫化的工藝。從廣義上講,橡膠制品硫化到一定程度,即使不加熱,它仍可在余熱的作用下,或在制品儲存過程中, 繼續加深硫化程序,或在動態作用下產生繼續交聯現象。當然也包括繼續加熱進行二段硫化的加工工藝;

          二次硫化目的是橡膠制品進一步交聯, 改善橡膠制品的力學性能和壓縮變形性能等綜合性能;

          二次硫化的方法是烘箱熱空氣硫化或者采用硫化罐熱空氣二次硫化;

          某些品種的橡膠制品(如硅膠 .氟膠)一段硫化后,殘留有一些低分子物質,影響制品性能。會導致制品在高溫狀態下發生裂解, 物理機械性能下降嚴重, 喪失使用價值。這些制品必須經過二段硫化(或稱二次硫化) 以除去上述低分子物質,以保證產品質量。二段硫化可能會增加交聯密度,但這完全不是二段硫化的目的所在??鞠洌蚀_說應該是烘箱) 的作用就是提供一個敞開 (相對于一段模具硫化而言 )的高溫環境,以便于低分子物質從制品中揮發出來。

          2、影響模壓橡膠制品收縮率的因素

          橡膠制品收縮率受很多因素影響,其中最主要的是金屬模具與硫化膠的熱膨脹系數之差和硫化溫度。模具所用金屬材料的熱膨脹系數與硫化膠的熱膨脹系數之差越大、 硫化溫度越高,收縮率越大, 由此引起的制品尺寸收縮率為熱收縮率。膠料配方組分及其用量均會影響膠料的熱膨脹系數, 一般來說含膠量越大, 膠料熱膨脹系數越大。炭黑和無機材料與模具材料熱膨脹系數屬于同一數量級,因此填充劑含量越大,膠料熱膨脹系數越小。促進劑、 增塑劑、樹脂、油類和硫黃等也會影響膠料的熱膨脹系數,所起的作用和生膠相同。

          膠料硫化時由于交聯反應生成網狀結構, 使膠料聚集收縮, 此種收縮稱為化學收縮, 但通常橡膠硫化時的化學收縮對制品收縮率的影響很小, 只是在膠料含有大量的硫化劑而制備硬質橡膠時,才能顯示出來。

          橡膠的線膨脹系數α橡與鋼的線膨脹系數α鋼的差別是α橡比α鋼約大20倍,這就是制品經模壓硫化、啟模直至冷卻至室溫后,橡膠產生收縮的主要原因。

          3、膠料收縮率的一般規律,橡膠收縮率的規律和計算方法

          膠料收縮率:膠料在壓制、加熱硫化過程中,膠料內部發生變形和交聯,由此產生熱膨脹力,硫化膠料在冷卻過程中,應力趨于消除。膠料的線性尺寸成比例縮小。因此,在模具設計中,成型部分的尺寸需相應地加大。收縮率比例一般采用百分比表示。

          膠料收縮率的一般規律

          ①影響膠料收縮率的因素:硫化溫度越高(超過正硫化溫度),收縮率越大。在一般情況下,溫度每升高10°C,其收縮率就增加0.1%~0.2%。

          ②膠料壓延方向和在模具中流動方向的收縮率大于垂直方向的收縮率;流動距離越長,收縮率越大。

          ③半成品膠料量越多,制成品致密度越高,其收縮率越小。

          ④膠料的可塑性越大,收縮率越??;膠料的硬度越高,收縮率越小。(高硬度例外,據實驗測定,膠料硬度超過邵氏90度以上,其收縮率有上升的趨勢)

          ⑤填充劑用量越多,收縮率越??;含膠量越高,收縮率越大。

          ⑥多型腔模具中,中間模腔壓出制品的收縮率比邊沿模腔制品的收縮率略小。

          ⑦注射法制品比模壓法制品的收縮率小。

          ⑧薄形制品(斷面厚度小于3mm)比厚制品(10mm以上)的收縮率大0.2%~0.6%.

          ⑨一般制品的收縮率隨制品內外徑和截面的增大而減小。不同類型橡膠的收縮率大小依次為氟橡膠、硅橡膠、三元乙丙膠、天然膠、丁晴膠、氯丁膠 。(以上橡膠類型按膠種而言,不是按膠種配方牌號)。

          ⑩常用的橡膠制品的收縮率

          ?棉布經涂膠后與橡膠分層貼合的夾布制品,其收縮率一般在0~0.4%;

          ?夾滌綸線制品,其收縮率一般在0.4~1.5%;

          ?夾錦綸絲、尼龍布制品,其收縮率一般在0.8~1.8%;

          ?夾層織物越多,收縮率越小。

          ?襯有金屬嵌件的橡膠制品收縮率小,且朝金屬方向收縮,其收縮率一般在0~0.4%;

          ?單向粘合制品其收縮率一般在0.4~1.0%;(如骨架油封結構中嵌件粘合部分其收縮率一般在0~0.4%;唇口部分(純膠部分)收縮率為階梯形式,離嵌件一端越近,其收縮率越小,反之越大。)

          ?硬質橡膠(邵氏硬度大于90度),含膠量約在20%時,制品其收縮率一般在1.5%;

          ?橡膠與塑料拼用像塑制品的收縮率一般在1.1%~1.6%;約比同類橡膠制品小0.1%~0.3%;

          ?帶槽方形制品,由于橡膠壓制時擠壓方向關系,B向比A向收縮率大0.2%~0.4%。

          膠料收縮率的計算方法

          膠料收縮率隨膠種、模具、工藝條件等因素的不同而不同,現在還沒有一個準確的、完美且具有實用價值的計算公式。有經驗的設計人員常憑經驗數據估計和積累實際測定數據為參考。

          常用的橡膠收縮率計算公式如下:

          1.橡膠制品與模腔相應尺寸計算公式:

          C=(L2—L1)/ L1  X  100%

          C—制品膠料的收縮率:

          L1—室溫時測得的橡膠制品尺寸;

          L2—室溫時測得的模具型腔尺寸。

          2.以邵氏硬度計算制品膠料收縮率的經驗公式:

          C=(2.8---0.02K)X  100%

          K—橡膠的邵氏硬度。(查《橡膠模具設計制造與使用》,虞福榮編。)

          3.以橡膠硫化溫度計算制品膠料的收縮率的一般公式:

          C=(α—β)ΔT ?R X  100%

          α—橡膠的線形膨脹系數;

          β—模具材料的線形膨脹系數,

          ΔT—硫化溫度與測量溫度差,

          R—生膠、硫磺、有機配合劑在橡膠中的體積百分數(%)。

          我廠宜采用方案:降低硫化溫度;增加填充劑用量;調整所用膠料門尼粘度。

          4、二段硫化工藝產品質量的保證問題

          a、橡膠配方設計與硫化橡膠物理性能的關系中,橡膠的高彈性是由卷曲大分子的構象熵變化而造成的。隨交聯密度增加,硫化膠的彈性增大并出現最大值,隨后交聯密度繼續增大,彈性則呈下降趨勢。因為適度的交聯可減少分子鏈滑移而形成不可逆形變, 有利于彈性提高,交聯過度會造成分子鏈的活動受阻,而使彈性下降,可見硫化劑和促進劑的用量要適宜。

          b、二段硫化后,會出現制品變硬,手感不佳,彈性下降的現象,原因如上1所述,此處應該開展系列實驗,考察二段硫化制品性能指標及手感情況,確定硫化體系及用量。

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