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技术文章 / article
如何利用无转子硫化仪准确测定橡胶硫化参数
2025-04-21 浏览次数：49
无转子硫化仪作为现代橡胶工业中重要的测试设备，为橡胶制品的研发和生产提供了重要的硫化特性数据。与传统的转子硫化仪相比，无转子硫化仪具有测试精度高、重复性好、操作简便等优势。
一、工作原理
无转子硫化仪采用振荡模腔设计，通过下模腔的线性振荡运动来测量橡胶样品在硫化过程中的扭矩变化。当橡胶样品置于上下模腔之间并加热时，随着硫化反应的进行，橡胶的弹性模量逐渐增加，导致振荡模腔所受到的阻力（即扭矩）相应变化。仪器通过高精度传感器记录这一变化过程，并绘制出硫化曲线（扭矩-时间曲线），从中可以提取出各种硫化参数。
二、关键硫化参数的测定方法
1.最小扭矩（ML）：代表橡胶在未硫化状态下的流动性，读取硫化曲线起始阶段扭矩的低点。
2.最大扭矩（MH）：反映橡胶硫化后的交联程度，取硫化曲线平台区的扭矩最大值。
3.焦烧时间（ts1或ts2）：通常以扭矩从最小值上升1或2个单位的对应时间表示，指示橡胶加工安全性。
4.正硫化时间（t90）：扭矩达到最大扭矩90%时所需的时间，是确定最佳硫化时间的关键参数。
5.硫化速率指数（CRI）：计算公式为CRI=100/(t90-ts2)，反映硫化反应的速度。
三、提高测定准确性的关键因素
1.样品制备：确保样品重量符合标准（通常5±0.1g），无气泡、杂质，且形状规则以保证与模腔充分接触。
2.温度控制：精确控制模腔温度（±0.3℃以内），温度波动会显著影响硫化反应速率和测试结果。
3.模腔压力：保持恒定的闭合压力（通常1-2MPa），压力不足会导致数据漂移，过高则可能损坏仪器。
4.振荡参数设置：根据橡胶硬度选择适当的振幅（通常0.5°-1°）和频率（1.67Hz），确保扭矩信号具有足够的分辨率。
5.校准与维护：定期进行扭矩校准和温度校准，保持模腔清洁并定期检查密封圈状态。
四、测试过程中的注意事项
1.测试前应进行充分预热，确保模腔温度均匀稳定。
2.样品应快速放入模腔并立即闭合，减少热历史差异。
3.避免连续测试时模腔温度累积升高，必要时增加冷却间隔。
4.对于不同配方的橡胶，应调整适当的测试时间范围，确保能完整记录硫化全过程。
5.每次测试后应及时清理模腔残留物，防止污染后续样品。
五、数据解读与应用
获得的硫化参数可用于：
-评估不同配方硫化特性的差异
-优化硫化工艺条件（温度、时间）
-预测胶料加工性能（焦烧安全性）
-控制产品质量一致性
-研究硫化反应动力学
特别需要注意的是，不同品牌和型号的无转子硫化仪测试结果可能存在一定差异，因此比较数据时应使用同一台仪器或进行数据校正。
