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技術文章 / article
如何利用無轉子硫化儀準確測定橡膠硫化參數
2025-04-21 瀏覽次數：102
無轉子硫化儀作為現代橡膠工業中重要的測試設備，為橡膠制品的研發和生產提供了重要的硫化特性數據。與傳統的轉子硫化儀相比，無轉子硫化儀具有測試精度高、重復性好、操作簡便等優勢。
一、工作原理
無轉子硫化儀采用振蕩模腔設計，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。當橡膠樣品置于上下模腔之間并加熱時，隨著硫化反應的進行，橡膠的彈性模量逐漸增加，導致振蕩模腔所受到的阻力（即扭矩）相應變化。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。
二、關鍵硫化參數的測定方法
1.最小扭矩（ML）：代表橡膠在未硫化狀態下的流動性，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程度，取硫化曲線平臺區的扭矩最大值。
3.焦燒時間（ts1或ts2）：通常以扭矩從最小值上升1或2個單位的對應時間表示，指示橡膠加工安全性。
4.正硫化時間（t90）：扭矩達到最大扭矩90%時所需的時間，是確定最佳硫化時間的關鍵參數。
5.硫化速率指數（CRI）：計算公式為CRI=100/(t90-ts2)，反映硫化反應的速度。
三、提高測定準確性的關鍵因素
1.樣品制備：確保樣品重量符合標準（通常5±0.1g），無氣泡、雜質，且形狀規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），溫度波動會顯著影響硫化反應速率和測試結果。
3.模腔壓力：保持恒定的閉合壓力（通常1-2MPa），壓力不足會導致數據漂移，過高則可能損壞儀器。
4.振蕩參數設置：根據橡膠硬度選擇適當的振幅（通常0.5°-1°）和頻率（1.67Hz），確保扭矩信號具有足夠的分辨率。
5.校準與維護：定期進行扭矩校準和溫度校準，保持模腔清潔并定期檢查密封圈狀態。
四、測試過程中的注意事項
1.測試前應進行充分預熱，確保模腔溫度均勻穩定。
2.樣品應快速放入模腔并立即閉合，減少熱歷史差異。
3.避免連續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，應調整適當的測試時間范圍，確保能完整記錄硫化全過程。
5.每次測試后應及時清理模腔殘留物，防止污染后續樣品。
五、數據解讀與應用
獲得的硫化參數可用于：
-評估不同配方硫化特性的差異
-優化硫化工藝條件（溫度、時間）
-預測膠料加工性能（焦燒安全性）
-控制產品質量一致性
-研究硫化反應動力學
特別需要注意的是，不同品牌和型號的無轉子硫化儀測試結果可能存在一定差異，因此比較數據時應使用同一臺儀器或進行數據校正。
