立式硫化罐的工作原理是基于橡膠硫化的化學(xué)反應(yīng)需求,通過(guò)提供特定的溫度、壓力和時(shí)間條件,使橡膠分子鏈發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),具體如下:
1. 加熱原理:立式硫化罐通常采用蒸汽加熱或電加熱方式。蒸汽加熱時(shí),蒸汽通過(guò)管道進(jìn)入硫化罐內(nèi),與罐內(nèi)的橡膠制品進(jìn)行熱交換,使橡膠制品升溫。電加熱則是利用電加熱元件產(chǎn)生熱量,加熱罐內(nèi)的熱介質(zhì)(如空氣等),進(jìn)而使橡膠制品受熱。熱量傳遞到橡膠制品上,使橡膠分子獲得足夠的能量開(kāi)始運(yùn)動(dòng),為后續(xù)的硫化反應(yīng)創(chuàng)造條件。
2. 加壓原理:隨著加熱過(guò)程的進(jìn)行,罐內(nèi)的氣體(如蒸汽或空氣)受熱膨脹,導(dǎo)致罐內(nèi)壓力升高。此外,也可通過(guò)向罐內(nèi)充入壓縮空氣或其他氣體來(lái)增加壓力。適當(dāng)?shù)膲毫δ苁瓜鹉z制品在硫化過(guò)程中更好地保持形狀,防止出現(xiàn)變形等問(wèn)題,同時(shí)促使橡膠與硫化劑充分接觸和反應(yīng),使硫化反應(yīng)更均勻、更充分地進(jìn)行。

3. 硫化反應(yīng)原理:當(dāng)橡膠制品被加熱到合適的硫化溫度并處于一定壓力下時(shí),橡膠中的雙鍵與硫化劑(如硫、硫化物等)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種交聯(lián)結(jié)構(gòu)使橡膠分子從線(xiàn)性或支鏈型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而提高橡膠的強(qiáng)度、彈性、耐磨性、耐熱性和耐老化性等物理機(jī)械性能。
4. 冷卻原理:硫化完成后,需要對(duì)橡膠制品進(jìn)行冷卻。通常是停止加熱,并通過(guò)冷卻介質(zhì)(如水或空氣)對(duì)硫化罐進(jìn)行降溫,使橡膠制品溫度降低到可以取出的溫度范圍。冷卻過(guò)程可以使橡膠的交聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步穩(wěn)定,防止在后續(xù)處理或使用過(guò)程中出現(xiàn)性能變化。
立式硫化罐對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在以下方面:
1. 溫度控制對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響
溫度均勻性:若硫化罐內(nèi)溫度不均勻,會(huì)導(dǎo)致橡膠制品不同部位的硫化程度不同。溫度高的區(qū)域可能硫化過(guò)度,使橡膠變硬變脆,降低產(chǎn)品的柔韌性和抗疲勞性能;溫度低的區(qū)域則可能硫化不足,橡膠的強(qiáng)度、彈性等性能達(dá)不到要求,產(chǎn)品容易出現(xiàn)變形、撕裂等問(wèn)題。
溫度穩(wěn)定性:溫度波動(dòng)過(guò)大,會(huì)使橡膠的硫化反應(yīng)進(jìn)程不穩(wěn)定,影響交聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成??赡軐?dǎo)致產(chǎn)品性能波動(dòng)大,批次之間的質(zhì)量一致性差,降低產(chǎn)品的整體質(zhì)量水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
2. 壓力控制對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響
壓力大小:壓力不足,橡膠制品在硫化過(guò)程中可能無(wú)法充分壓實(shí),內(nèi)部可能存在氣泡、空隙等缺陷,降低產(chǎn)品的致密性和強(qiáng)度。壓力過(guò)大,則可能使橡膠制品產(chǎn)生過(guò)度變形,甚至損壞模具或設(shè)備,同時(shí)也可能導(dǎo)致橡膠分子鏈過(guò)度交聯(lián),使產(chǎn)品變硬變脆,影響其使用性能。
壓力均勻性:罐內(nèi)壓力分布不均勻,會(huì)使橡膠制品各部位受到的壓力不同,導(dǎo)致產(chǎn)品厚度不均勻,或在壓力大的部位出現(xiàn)局部過(guò)硫現(xiàn)象,影響產(chǎn)品的外觀(guān)和性能。
3. 硫化時(shí)間對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響
時(shí)間過(guò)短:橡膠分子鏈的交聯(lián)反應(yīng)不充分,產(chǎn)品的物理機(jī)械性能無(wú)法達(dá)到最佳狀態(tài),如強(qiáng)度、彈性、耐磨性等較差,產(chǎn)品使用壽命短。
時(shí)間過(guò)長(zhǎng):會(huì)使橡膠發(fā)生過(guò)硫現(xiàn)象,橡膠分子鏈過(guò)度交聯(lián),產(chǎn)品變硬變脆,失去良好的柔韌性和彈性,同時(shí)也會(huì)增加生產(chǎn)成本,降低生產(chǎn)效率。
4. 冷卻過(guò)程對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響
冷卻速度:冷卻速度過(guò)快,橡膠制品內(nèi)部可能產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致產(chǎn)品在后續(xù)使用過(guò)程中出現(xiàn)開(kāi)裂、變形等問(wèn)題。冷卻速度過(guò)慢,則會(huì)延長(zhǎng)生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)效率。
冷卻均勻性:冷卻不均勻會(huì)使橡膠制品各部位收縮不一致,產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,影響產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性和外觀(guān)質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。