硫變儀與硫化曲線

1.橡膠硫化測試儀，簡稱為硫變儀（也叫硫化儀），是指在橡膠硫化過程中連續(xù)測定膠料硫化性能的全部變化，并具有較高的測試精度的儀器，生產(chǎn)橡膠制品的廠家可以用它進(jìn)行橡膠的均勻性、重現(xiàn)性、穩(wěn)定性的測試。并且進(jìn)行橡膠配方設(shè)計和檢測，目前主要應(yīng)用于批量生產(chǎn)橡膠硫化特性的檢測和管控。
2.分類：
2.1硫變儀根據(jù)其有無轉(zhuǎn)子分為：有轉(zhuǎn)子流變儀、無轉(zhuǎn)子流變儀.
2.2有轉(zhuǎn)子流變儀及無轉(zhuǎn)子流變儀的主要區(qū)別：
2.2.1有轉(zhuǎn)子流變儀測試時試樣溫度達(dá)到穩(wěn)定所需要時間長；而無轉(zhuǎn)子則較快。
2.2.2有轉(zhuǎn)子的硫變儀轉(zhuǎn)子與膠料產(chǎn)生的磨擦力也計入膠料剪切模量的數(shù)據(jù)中，而無轉(zhuǎn)子硫變儀則避免此摩擦力的影響。
3、硫化曲線
3.1實驗原理
從流變學(xué)的觀點可以說，迄今為止，各種流變儀所采用的原理本質(zhì)上是一致的，即模壓在模腔內(nèi)的試樣連續(xù)的承受恒定的小振幅和低頻率的正弦剪切變形，由測力傳感器測定剪切應(yīng)力，以轉(zhuǎn)矩單位表示，即膠料的剪切模量，當(dāng)試樣規(guī)格、厚度、振幅角和實驗溫度一定時，所測定的剪切應(yīng)力與交聯(lián)點密度成正比關(guān)系，記錄下的剪切應(yīng)力—時間的曲線便是硫化曲線。
3.2.硫化曲線
硫化曲線ML——較低轉(zhuǎn)矩，N?m（kgf?cm）
硫化曲線MH——到達(dá)規(guī)定時間之后仍然不出現(xiàn)平坦曲線或較高轉(zhuǎn)矩的硫化曲線，所達(dá)到的較高轉(zhuǎn)矩N?m（kgf?cm）
硫化曲線TS1——從實驗開始到曲線由較低轉(zhuǎn)矩上升0.1 N?m（kgf?cm）時所對應(yīng)的時間，MIN
硫化曲線TS2——從實驗開始到曲線由較低轉(zhuǎn)矩上升0.2 N?m（kgf?cm）時所對應(yīng)的時間，MIN
硫化曲線TC（x）——試樣達(dá)到某一硫化程度所需要的時間，即試樣轉(zhuǎn)矩達(dá)到ML+X（MH-ML）時
所對應(yīng)的時間，MIN（注：如X取值0.5，即TC50，X取.9，即TC90）
3.4.硫檢參數(shù)的意義：
硫化曲線ML：表示膠料的流動性，ML越低，流動性越好，反之，越差。
硫化曲線MH：表征膠料的膠料的剪切模數(shù)、硬度、定伸強(qiáng)度和交聯(lián)密度，一般MH越低，硬度越低，MH越高，硬度越高。
硫化曲線TS2：表征膠料的操作**性，TS2越短，表示膠料越容易發(fā)生死料，產(chǎn)品在生產(chǎn)時容易產(chǎn)生缺料**。反之，TS2越長，雖然操作**性提高，但是產(chǎn)效會變低，成本會增加很多，故TS2對膠料的加工、配方設(shè)計具有很重要的意義。硫化曲線TC90：主要用來評估膠料在成型生產(chǎn)時的一次加硫條件,TC90過長表示硫化速度偏慢，會導(dǎo)致產(chǎn)品硬度低，產(chǎn)效低。       
4. 流變儀的試驗影響因素
4.1試驗溫度

硫化既然是一種化學(xué)反應(yīng)過程，無疑溫度對反應(yīng)速度是一個重要因素。隨著溫度提高其誘導(dǎo)期縮短，硫化速度加快.當(dāng)溫度相當(dāng)高時配方中原材料變量的信息受到掩蓋.膠料硫化過程是一個在一定溫度和壓力作用下受力的過程。如果溫度或壓力稍有變化，就會對測量的硫化曲線產(chǎn)生很大影響。目前，壓力一般較容易控制。通過帶有壓力表的硫化儀就可以達(dá)到穩(wěn)定的壓力。供給硫化儀的氣壓必須在任何時候都高于硫化儀所設(shè)定的額定氣壓。而溫度控制是各廠家一直強(qiáng)調(diào)的主要技術(shù)指標(biāo)。我廠硫化儀采用進(jìn)口溫控表，模腔溫度波動≤±0.1℃，溫度恢復(fù)時間≤2min。
4.2 硫化儀的測量頻率：

 大部分國內(nèi)使用的硫化儀都采用100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)動頻率。轉(zhuǎn)動速度對硫化儀的影響主要是使得測量的過程加快。相對于*早3轉(zhuǎn)/分鐘的設(shè)備來說，100轉(zhuǎn)/分鐘在測量時更加適用于高溫快檢等方面使用。各種頻率測量的硫化數(shù)據(jù)結(jié)果不同，但都可以用于橡膠硫化的檢測。
4.3硫化儀的擺動角度：
擺角應(yīng)為1°或3°；無轉(zhuǎn)子硫化儀的擺動角度應(yīng)為1°或0.5°，初配置均為1°。擺動角度對于硫化數(shù)據(jù)的影響和頻率相似，各種角度測量的硫化數(shù)據(jù)結(jié)果不同，但都可以用于  橡膠硫化的檢測。角度越大，施加于膠樣上的扭矩就越大，測量得到的數(shù)據(jù)就越大。對于特別軟的橡膠易采用大角度的擺動。反之，硬膠采用小一些的擺動角度就可。總之，選用不同擺角的目的都是為了能更清楚的顯示測量數(shù)據(jù)。現(xiàn)在所有數(shù)據(jù)都是計算機(jī)或單片機(jī)計算，數(shù)據(jù)再小也可以分辨，對于一般橡膠硫化來說，變化角度的實用性不大，標(biāo)配角度足以適用于所有橡膠。

 硫化儀數(shù)據(jù)解析
ML——較低轉(zhuǎn)矩，N?m（kgf?cm）
MH——到達(dá)規(guī)定時間之后仍然不出現(xiàn)平坦曲線或較高轉(zhuǎn)矩的硫化曲線，所達(dá)到的較高轉(zhuǎn)矩N?m（kgf?cm）
TS1——從實驗開始到曲線由較低轉(zhuǎn)矩上升0.1 N?m（kgf?cm）時所對應(yīng)的時間，MIN
TS2——從實驗開始到曲線由較低轉(zhuǎn)矩上升0.2 N?m（kgf?cm）時所對應(yīng)的時間，MIN
TC（x）——試樣達(dá)到某一硫化程度所需要的時間，即試樣轉(zhuǎn)矩達(dá)到ML+X（MH-ML）時
所對應(yīng)的時間，MIN（注：如X取值0.5，即TC50，X取.9，即TC90）
3.4.硫檢參數(shù)的意義：
ML：表示膠料的流動性，ML越低，流動性越好，反之，越差。
MH：表征膠料的膠料的剪切模數(shù)、硬度、定伸強(qiáng)度和交聯(lián)密度，一般MH越低，硬度越低，MH越高，硬度越高。
TS2：表征膠料的操作**性，TS2越短，表示膠料越容易發(fā)生死料，產(chǎn)品在生產(chǎn)時容易產(chǎn)生缺料**。反之，TS2越長，雖然操作**性提高，但是產(chǎn)效會變低，成本會增加很多，故TS2對膠料的加工、配方設(shè)計具有很重要的意義。
TC90：主要用來評估膠料在成型生產(chǎn)時的一次加硫條件,TC90過長表示硫化速度偏慢，會導(dǎo)致產(chǎn)品硬度低，產(chǎn)效低。