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新书连载·橡胶试验方法（二十九）——摘自日本《ゴム試驗法》王作龄，张卓娅 编译4.6 动态试验 4.6.1 动态性能试验[1～9]动态性能试验是用于研究硫化橡胶动态粘弹性能的试验，原理上是给予振动的刺激，读取弹性应答和粘性应答。
振动波形虽然也有短形波和三角波等，但一般使用正弦波。
粘弹性体有限性区和非线性区，而本章以线性粘弹性论为基础进行处理。
4.6.1.1 动态试验方法分类硫化橡胶的动态试验方法按振动方法和测定方法可分为如表4-6-1所示的几种。
对于强迫振动法，系统的振动由外力维持稳定状态，根据位移和力的大小及其相位差求出动态性能。
自动振动法是给予系统初位移或初速度，使其自由衰减振动，根据该衰减波形求出动态性能的方法。
波动传播法是根据试样长度给予充分短的波长的振动，由其传播速度和衰减率求出动态性能的方法。
表4-6-1 动态试验方法分类振 动 形 式 分 类例附加质量 Dupont DMA [10] 共振振动无附加质量振动超前法[11][12]RAPPA 正弦变形试验机[13] 强迫振动 非共振振动Rheo Vibron [14] Yerzley oscillograph 自由振动 自由衰减振动Torsion pendulumWitte ，Mrowca and Guth 装置[15] 声波、超声波法、波动传播法SRCC 装置[16]此外，作为变形的样式有扭转、剪切、拉伸、压缩、弯曲等，开发了与表4-6-1的振动形式组合各种各样的试验机[17~19]。
扭转自由衰减振动装置比较简单，测定也简单，虽然早就使用，但最近在粘弹性测定装置中使用非共振强迫振动的测定装置在增多。
压缩方法一般需要大载荷容量。
而弯曲、扭转和拉伸方法，载荷容量小，试样制作简单。
动态试验方法按试验目的分类，分为用于研究材料的动态性能（弹性模量、损耗因数等）或用于制品设计进行的材料试验，以及研究防振材料、减振材料等制品本身动态性能的制品试验。
概述:之马矢奏春创作时间：二O二一年七月二十九日橡胶大分子在加热下与交联剂硫磺产生化学反应,交联成为立体网状机关的进程.经由硫化后的橡胶称硫化胶.硫化是橡胶加工中的最后一个工序,可以得到定型的具有实用价值的橡胶成品.在橡胶的网状机关中,硫磺交联键（个中硫的原子数n≥1；而未交联的硫原子数为Sx或Sy）的密度,决定着橡胶的硫化程度.后者在工艺实践中,是以胶料宏不雅的物理机械机能或橡胶粘度的变更来判断的.硫化前提：影响硫化进程的主要成分是硫磺用量、硫化温度及硫化时间.①硫磺用量.其用量越大,硫化速度越快,可以达到的硫化程度也越高.硫磺在橡胶中的消融度是有限的,过量的硫磺会由胶料概略析出,俗称“喷硫”.为了削减喷硫现象,要求在尽可能低的温度下,或者至少在硫磺的熔点以下加硫.按照橡胶成品的应用要求,硫磺在软质橡胶中的用量一般不超出3％,在半硬质胶顶用量一般为20％旁边,在硬质胶中的用量可高达40％以上.②硫化温度.若温度高10℃,硫化时间约缩短一半.因为橡胶是不良导热体,成品的硫化进程因为其各部位温度的差别而不合.为了包管比较平均的硫化程度,厚橡胶成品一般采取慢慢升温、低温长时间硫化.③硫化时间.这是硫化工艺的主要环节.时间过短,硫化程度缺乏（亦称欠硫）.时间过长,硫化程度过高（俗称过硫）.只有适合的硫化程度(俗称正硫化),才干包管最佳的分化机能.硫化方法：按硫化前提可分为冷硫化、室温硫化和热硫化三类.冷硫化可用于薄膜成品的硫化,成品在含有2％～5％氯化硫的二硫化碳溶液中浸渍,然后洗净、死板即可.室温硫化时,硫化进程在室温和常压下进行,如应用室温硫化胶浆（混炼胶溶液）进行自行车内胎接头、修补等.热硫化是橡胶成品硫化的主要方法.按照硫化介质及硫化方法的不合,热硫化又可分为直接硫化、间接硫化和混气硫化三种方法.①直接硫化,将成品直接置入热水或蒸汽介质中硫化.②间接硫化,成品置于热空气中硫化,此法一般用于某些外不雅要求严格的成品,如胶鞋等.③混气硫化,先采取空气硫化,此后再改用直接蒸汽硫化.此法既可以克服蒸汽硫化影响成品外不雅的缺点,也可以克服因为热空气传热慢,而硫化时间长和易老化的缺点. 上述硫化方法均属于间歇分娩,有些长度不限的橡胶成品可以中断硫化,如压出成品的盐浴硫化、沸腾床硫化、微波或高频硫化、胶带及胶板的鼓式硫化机硫化等.除硫磺硫化外,橡胶成品还可采取无硫硫化、高能射线硫化等,但其应用面均有限.热硫化的工艺方法:反应性打针模压硫化法：是指在高压(14-20MPa)下撞击混淆两种或种以上组分,然后将按一定比例混淆平均的物料经打针机定量打针到有必定温度的模腔中进行硫化,成型为成品,因为在分娩进程中将原料的聚合反应和成品的模塑成型合二为一,混淆速度快,混淆质量高,并优化了分娩步调,提高了分娩效率,例如多元醇类的共混物和异氰酸酯在约14MPa的压力下经由进程计量泵进入混淆室,在混淆室内产生湍流,充分混淆后由打针口进入模腔,在80-100℃间保压硫化必定的时间；室温硫化法：在室温及常压下对成品进行硫化的工艺方法常日称室温硫化法,如室温硫化的胶黏剂,胶黏剂常日制成双组分：促进剂及惰性合营剂与溶剂配成一组分,橡胶、硫化剂等配成另一组分,用时按比例混淆应用,室温硫化胶浆经常应用于皮带硫化胶的接头或产业橡胶板产品的补缀等；冷硫化法：硫化法又称一氯化硫溶液硫化法,即将半成品浸入含2-5%的一氯化硫的二硫化碳、苯或四氯化碳的溶液中经由一准时间的浸泡完成硫化；电子束辐射中断硫化：。
第34卷第7期2007年7月世界橡胶工业World Rubber Industry Vol.34No.7:48~50
Jul.2007
新书连载
橡胶的硫化与成型技术(十四)
王作龄
编译
摘要: 该书系编译自由日本橡胶协会模具分会编写、日本工业调查会于2004年11月出版的 !∀ 用金型技术 一书。
全书共分10章:模具工业动向、橡胶与弹性体、橡胶与弹性体的硫化方法及其进步、模具内胶料流动和硫化行为与模具设计的关系、配炼与配方设计、模具设计、橡胶制品模具、模具制作、脱模与防止污染、硫化事故与对策。
关键词: 橡胶;硫化;成型;模具设计;模具制作
中图分类号:TQ 330.4,TQ 330.6,TQ 330,TQ 334文献标识码:E 文章编号:1671 8232(2007)07 0048 03
作者简介:王作龄(1938 ),男,山东青岛人,高级工程师,长期
从事橡胶科技情报研究,日文科技文献翻译及审定工作。
8.1 前言
橡胶模具的制造方法基本上与塑料模具的制造方法相同。
但是,熟悉模具制造工艺及其加工方法有助于模具的改进。
8.2 模具制造的标准工艺
在叙述模具加工方法之前,先以图示形式绘出模具生产工艺流程(图8-1)。
但是,定做模具的橡胶企业过去也有采取委托模具生产厂家的做法,因此,下文站在模具生产厂家的立场上进行叙述。
图8-1 模具生产工艺流程
CAD 计算机辅助设计;CA M 计算机辅助制造
8.3 各种模具加工8.3.1 下料
橡胶模具用材料开始是使用多种材料,一般以使用S50C 材料为主的模具生产厂家居多。
但是,近年来,考虑到模具的耐久性和加工性以及可焊性等,模腔大多使用以NAK 材料或HPM 材料为代表的预硬钢,或者使用防腐蚀的不锈钢类材料。
此外,在需要镜面电火花加工或镜面研磨时,通常要有效地利用材料的特性。
通常在筹备这些材料时,模具厂多数是购
进市售的标准材料,虽然这样做,交货期和质量有所保证,但有时也会使模具成本蒙受影响。
也有些橡胶企业为了降低成本,通过模具厂购进铸件(坯料),用自己厂的旧设备在厂内下料,但这需要有某种刚性的设备和大直径铣刀及工件的专用刀夹,处理全部下料的生产厂家较少。
无论如何,由于材料价格也依行情变化而变动,因此在采购材料和选择材质时最好慎重些。
8.3.2 自动换刀数控机床加工
高速多功能机床在增多,与其相应,刀具技术也在进步,加工速度在不断地提高。
至于五轴五面加工的自动换刀数控机床,一次安置完成便能进行无程序加工的方法正在日益完善。
如图8-2的照片所示,自动换刀数控机床
一边加切削液一边进行加工,而在此前由C AD C AM 设定加工程序,使加工基准的原点伸出(如图8-3所示),与所谓的 定位传感器 接
图8-2 自动换刀数控机床
触,将附带斜坡的部分安装在主轴端头上,确定X 、Y 、Z 轴的原点。
特别是在沿着费时间的Z 向(垂直方向)上,用无反动式锤等在四角上仔
细进行同样的安装。
图8-3 加工原点设定
作为其他加工前的顺序,就是像制定加工程序那样在自动换刀装置(ATC)上按照刀具序号设定由刀具夹具起始的越程并固定下来。
(刀具预调装置可以预先调整刀具的越程)
然后进行全自动加工,刀具会自动变换。
但是,无论何处的模具生产厂家,由于都担心加工程序编程错误,因此采取一个刀具加工结束后停止,然后再起动的方法。
这是因为担心万一存在加工残余,或刀具损伤加工件,或刀具碰到了什么,对机器施以高负荷,造成机器故障。
对于小型模具厂,操作者通常是一次一次地调整刀具,每个刀具都是操作者与机器以对话方式编程进行加工的。
另一方面,将工件固定在工作台上的方法主要有压板法和老虎钳法两种。
图8-4所示的压板法是在用老虎钳加工时,老虎钳受干扰不能工作而使用的一种方法。
其它固定方法则维持所谓双稳态角度。
图8-4
压板方法示例
图8-5 倾斜加工用角度维持示例
下面对制造低价模具时降低机械加工成本的建议举例加以说明。
(1)准备工序
1)压板法因程序调整等费时较长,所以不再深入研究;
2)努力取消倾斜加工工序;
3)致力于不进行表里两面加工。
[例] 对于如图8-6所示的贯通加工,也不应中途停止。
图8-6 贯通加工
(2)加工
忽视外观质量不进行加工。
[例1] 有时对外观较好的头部进行锪孔使内六角螺栓隐藏,但锪孔加工很费时间,因此以重视功能进行设计的方法为宜。
[例2] 在对图8-7所示的R 进行加工时,如果结构允许而变成大的R,则可用大直径刀具加工,加工速度快且价格便宜。
[例3] 螺丝类要尽量使用较大的,不能用通用铣刀等进行加工,机械加工中与其它加工一起进行加工的方法较便宜。
图8-7 R 加工
8.3.3 电火花加工
电火花加工用于以下情况,即:
1)不能进行凹底形状等切削加工时,或者电火花加工方法明显快时;
2)用切削加工法不能对深棱等进行稳定加工时;
3)加工形状不是刀具R 而是棱边时;
4)根据制品的特性和外观需要,要求放电面时。
在进行图8-8的电火花加工时,在加工液槽中的铜电极与加工件之间进行放电,对加工件进行熔融加工。
旧设备有的用油槽边加油边进行加工,也有用石墨电极进行加工的设备。
电极至少要有粗加工用和精加工用两种。
49 第34卷第7期王作龄.橡胶的硫化与成型技术(十四)
图8-8 电火花加工
而且电极用机械等进行加工制作,而加工费用必须包括电极制作费和电火花加工费两项,因此从制品设计和模具设计阶段开始尽量不采用电火花加工的办法,以便降低模具成本。
从近年的全球生产看,随着模具向海外出口增多,为了消除海外用户对电极制作精度和控制难度的担心,电火花加工似乎以少为宜。
8.3.4 数控(NC)车床加工
这是一种编制数控程序进行加工的方法,用该法完成的成品尺寸和形状可靠性(数据处理)都较好,在制造相同的多模腔模具时能发挥有利作用。
(未完待续)
[责任编辑:邬宜梁]
信息传真 欧盟REACH法规正式生效
6月1日正式生效的欧盟RE AC H法规对中国橡胶工业影响最大的行业,当首推橡胶助剂行业。
由于RE ACH法规将详细评估产品对人类健康的影响,更严格地限制有毒有害助剂向欧盟的出口,市场对产品的需求类型和各产品的需求量都将发生变化,因此很可能会引发橡胶助剂行业的重新洗牌。
主要有毒有害橡胶助剂及其替代产品
类别会产生亚硝胺的促进剂主要可选择替代品
次磺酰胺2 吗啉基硫代苯并噻唑次磺酰胺(NOBS)
N,N 二异丙基 2 苯并噻唑次磺酰胺(DIBS)
N,N 二环己基 2 苯并噻唑次磺酰胺(DZ)
N 氧联二亚乙基硫代氨基甲酰 N 氧联二亚乙基次
磺酰胺(OTOS)
N 叔丁基 2 苯并噻唑次磺酰胺(NS)
N 环己基 双(2 巯基苯并噻唑)次磺酰胺(CBBS)
N 叔丁基 2 双苯并噻唑次磺酰亚胺(TBSI)
N 叔丁基 2 吡啶次磺酰亚胺(TPSI)
N 环己基 2苯并噻唑次磺酰胺(CZ)
其他伯胺类次磺酰胺,如X T 580
秋兰姆二硫化四甲基秋兰姆(T MTD)
一硫化四甲基秋兰姆(T MTM)
四乙基秋兰姆双(二乙基硫化氨基甲酰)二硫化物
(TETD)
二硫化四苄基秋兰姆(TBz TD)
二硫化四异丁基秋兰姆(IT)
一硫化四异丁基秋兰姆(IU)
二基硫甲代酸氨盐二甲基二硫代氨基甲酸锌(PZ)
二乙基二硫代氨基甲酸锌(ZDC)
硫代磷酸盐,如EDBP
黄原酸盐,如ZIX
二苄基二硫代氨基甲酸锌(DBZ)
硫给黄予 体二硫化二吗啉(D TD M)
四硫化二吗啉等含吗啉基物质
无吗啉基给硫体,如二硫化 N,N 二己内酰胺(D TDC)
硅烷偶联剂,如Si 69
抗硫化返原剂,如HTS、PK900、V PKA9188
主要清洁生产工艺
促进剂M新工艺
R T 培司(4 氨基二苯胺)清洁生产工艺
防老剂RD一步法新工艺
采用过氧化氢作为氧化剂制备促进剂新工艺促进剂NS中间体叔丁胺新工艺
造粒和复配技术
废水处理技术的改进
工艺过程自动化和循环利用以苯胺、硝基苯和二硫化碳为原料的新的合成路线
以苯胺与硝基苯为原料的绿色工艺
固体酸为催化剂的新技术
替代硝酸钠、次氯酸钠、氯气等氧化剂
异丁烯氧化法的清洁工艺
湿法造粒、干法造粒、充油熔融造粒和预分散造粒等
采用膜分离技术、催化氧化技术、蒸发蒸馏技术、络合萃取技术和生化处理技术、树脂吸附技术等新技术
实现全封闭生产
(摘自中国化工报)
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世 界 橡 胶 工 业2007。
