橡膠的微波硫化技術(shù)

橡膠的微波硫化技術(shù)

一、微波橡膠硫化技術(shù)原理及優(yōu)點(diǎn)：

1、橡膠硫化的原理及微波橡膠硫化的優(yōu)點(diǎn)：

生橡膠受熱變軟，遇冷變硬、發(fā)脆，不易成型，容易磨損，易溶于汽油等有機溶劑，分子內具有雙鍵，易起加成反應，容易老化。為改善橡膠制品的性能，生產(chǎn)上要對生橡膠進(jìn)行一系列加工過(guò)程，在一定條件下，使膠料中的生膠與硫化劑發(fā)生化學(xué)反應，使其由線(xiàn)型結構的大分子交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結構的大分子，使從而使膠料具備高強度、高彈性、高耐磨、抗腐蝕等等優(yōu)良性能。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為橡膠硫化。一般將硫化過(guò)程分為四個(gè)階段，誘導－預硫－正硫化－過(guò)硫。為實(shí)現這一反應，必須外加能量使之達到一定的硫化溫度，然后橡膠保溫在該硫化溫度范圍內完成全部硫化反應。

橡膠硫化可以采用各種方法。傳統方法是將膠料采用蒸汽或遠紅外加熱等硫化工藝。但由于加熱溫度是由介質(zhì)外部向內部慢慢地熱傳導，因為橡膠物料是不良導熱材料，對橡膠來(lái)說(shuō)加熱依靠物料表面向里層其傳熱速率是很慢的，大部分時(shí)間耗費在讓橡膠達到硫化溫度上。所以加熱時(shí)間長(cháng)、效率低、硫化均勻性不好。尤其舊工藝為消除橡膠粘連而使用硅酸鎂（滑石粉），致使橡膠生產(chǎn)車(chē)間中粉塵彌漫，空氣中粉塵含量遠超過(guò)國家環(huán)保部門(mén)規定的標準。而且橡膠整體硫化狀態(tài)并不理想，這是因為，常規熱傳導情況下，被硫化膠料表面升溫與里層的時(shí)間不一，出現硫化不均勻的現象。

微波加熱與傳統加熱方式完全不同，是將微波能量穿透到被加熱介質(zhì)內部直接進(jìn)行整體加熱，因此加熱迅速，高效節能，大大縮短了橡膠硫化時(shí)間，使其加熱均勻性更好，硫化質(zhì)量較高?？梢栽谳^短的時(shí)間內越過(guò)橡膠極易發(fā)生粘連的誘導階段進(jìn)入預硫階段，革除了舊工藝過(guò)程中使用滑石粉的操作，達到環(huán)保要求，該生產(chǎn)工藝可使大多數生產(chǎn)工序集中在一條生產(chǎn)線(xiàn)上完成，自動(dòng)化程度高，能耗低，節省人力，生產(chǎn)穩定，產(chǎn)品質(zhì)量均勻等，大大改善了生產(chǎn)勞動(dòng)條件。

2、微波橡膠硫化技術(shù)的應用現狀：

微波橡膠硫化技術(shù)自20世紀70年代問(wèn)世以來(lái)得到迅速推廣，特別是橡膠微波連續硫化生產(chǎn)線(xiàn)在橡膠擠出制品生產(chǎn)中的推廣應用，其發(fā)展之迅速是史無(wú)前例的。日本是微波連續硫化技術(shù)發(fā)展較快的國家，至今已累計生產(chǎn)450多條微波連續硫化生產(chǎn)線(xiàn)，并向世界各國出口100余條。微波硫化技術(shù)在國外工業(yè)化國家已成為普遍的生產(chǎn)方式。不僅廣泛用于各種擠壓膠條、膠管的硫化預熱，而且已用于各類(lèi)輪胎的硫化預熱。

我國已從德國、日本、西班牙、英國等國家引進(jìn)了幾十條微波密封條連續硫化生產(chǎn)線(xiàn)。但進(jìn)口的微波硫化生產(chǎn)線(xiàn)也存在很多問(wèn)題，如價(jià)格高、維修成本高，微波箱體設計不合理、微波效率低，控制的自動(dòng)化程度不夠。

隨著(zhù)國內微波能應用技術(shù)的發(fā)展，國內相繼仿造和改造了多條采用微波硫化橡膠工藝的設備，有些引進(jìn)設備的廠(chǎng)家與微波能應用廠(chǎng)家合作，開(kāi)始著(zhù)手對進(jìn)口橡膠硫化設備所存在的問(wèn)題進(jìn)行改造，使其產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量有了較大提高。2000年以來(lái)隨著(zhù)多管型微波硫化設備的開(kāi)發(fā)成功，使得設備成本及維修難度降低，目前橡膠的微波硫化技術(shù)已日益走向成熟，設備不斷完善，向著(zhù)高度自動(dòng)化、省能源、減少環(huán)境污染方向努力，以滿(mǎn)足廣大用戶(hù)不斷提高的需求，有著(zhù)巨大潛力和廣闊的市場(chǎng)。

二、微波橡膠硫化設備及生產(chǎn)工藝：

目前微波橡膠硫化最實(shí)用的基本工藝流程為：從擠出機擠出的成型品通過(guò)輸送帶或輥道傳送，進(jìn)入微波硫化裝置，在此處橡膠迅速升溫到硫化溫度，然后進(jìn)入二次硫化的熱風(fēng)槽，橡膠在熱風(fēng)槽內一定溫度下，保持一定時(shí)間，即完成該產(chǎn)品的發(fā)泡及硫化過(guò)程。此時(shí)如果不用熱風(fēng)槽，硫化全在微波槽中進(jìn)行，則太浪費能量，而與熱風(fēng)槽結合起來(lái)，就比較經(jīng)濟。

微波橡膠硫化生產(chǎn)線(xiàn)的組成包括擠出機、高溫定型設備、微波硫化設備、熱風(fēng)硫化設備、冷卻段、牽引機、裁斷機、打孔機等組成。

擠出機：用來(lái)把橡膠原料擠壓成需要的形狀和結構，擠壓成型的橡膠分為單層橡膠（海綿或實(shí)芯膠）、二層復合橡膠（海綿和實(shí)芯膠）、三層復合橡膠（鋼芯、海綿和實(shí)芯膠）、四層復合橡膠等，對應不同的橡膠種類(lèi)和規格所使用擠出機的結構和性能也有所不同。

高溫定型設備：主要用來(lái)把剛擠壓成型的橡膠采用高溫迅速將其表面硫化定型，防止其變形或與輸送帶粘連而破壞其表面。

微波硫化設備：利用微波加熱速度整體加熱到硫化所需要的溫度，這一過(guò)程只需要幾十秒到一兩分鐘的時(shí)間。

熱風(fēng)硫化設備：使橡膠條保持在硫化所需要的溫度范圍內繼續硫化。

冷卻段：用來(lái)把橡膠條冷卻到可進(jìn)行裁斷收集等操作的溫度。

牽引機：提供橡膠條前進(jìn)的動(dòng)力。

以上只是硫化一般橡膠條的基本配置。當硫化帶骨架的橡膠條時(shí)，在擠出機的前段還配有鋼芯供給設備，在后段根據需要有時(shí)還配有打孔機、鋼芯成型機等設備；當硫化非條狀連續式產(chǎn)品時(shí)不需要裁斷機。

微波加熱設備是整個(gè)微波硫化工藝的核心環(huán)節。微波加熱設備的均勻熱設計顯得特別重要，微波加熱器加熱均勻性設計是橡膠均勻硫化的前提，此外膠料的成分組成比例、色澤深淺和表面的光潔度都會(huì )對微波吸收性能產(chǎn)生影響，都需要加以考慮在微波加熱工藝中做適當的協(xié)調，以適應工藝的要求。