《发泡点分析中的硫化程度计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发泡点分析中的硫化程度计算.docx（5页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、发泡点分析中（BPA）硫化程度的计算王朱遗，张庆华摘要：BPA是专门分析橡胶硫化发泡的临界时间。采用标准的楔形断面试样，以标准 测试环境来捕捉硫化中的BP （发泡点时间），同时将此时间准确计算出BP的硫化程度， 运用Excel软件，用多项式（二次式）拟合，计算出发泡点的硫化程度。改变了以正硫化 点t90来计算硫化程度。明显提高了判定水平，此方法也适用于轮胎等橡胶的硫化测温。关键词:发泡点分析仪BPA；硫化测温；发泡点时间；硫化程度；多项式BPA橡胶试样为楔形，在标准作业后，观察到气孔位置可计算出硫化时间（等效硫化 时间），此外还需对已知硫化时间确定其在硫化过程中处于什么阶段，即硫化程度（Cur
2、e Degree以下简称CD），这对胶料性能的分析很重要。行业内一直沿用以正硫化时间为基准 的方法，随着软件对数理统计功能的发展，智能化程度较高的Excel数据表，可以对散点进 行趋势线选择，其中线性和多项式基本满足要求（其中线性为一次函数，多项式为二次函数）。 两者相比较，以散点分布接近的是多项式曲线的拟合，因此用多项式曲线可以有效准确的表 征硫化程度的值。1当前的CD的计算1.1 BPA测试时CD的计算：表1 BPA各测温点的硫化时间与硫化程度测温点Ch1Ch2Ch3Ch4tEQ266.15168.5593.2745.49CD (%)57.9136.6720.299.90*摘自201406
3、17测试胎面胶试样时的数据，t90=459.6s表1中表示了四个测温点的硫化时间和硫化程度（皆以正硫化时间的比值）1.2 TBR测温时CD的计算表2轮胎测温时的硫化程度的表示通道部件名称及位置胶名t90/mintEQ/minCD/%12包布外端点（下）带束层胶20.342.441214反包端点（下）带束层胶20.342.641313反包端点（上）带束层胶20.344.272111包布外端点（上）带束层胶20.345.292612包布外端点（下）胎侧胶13.292.922212包布外端点（下）上三角胶10.212.35233胎肩中（上模）胎面胶19.377.363810胎侧（下模）外护胶19.9
4、05.97634胎肩中（下模）胎面胶19.375.8130*摘自：131023 12R22.5-XXX的TBR ,、为测温后计算的等效硫化时间（卸除内压时的硫化时间）表2为某厂12R22.5硫化测温时所测试并计算的硫化时间和CD, CD的计算同上， 国内外某些企业用195为正硫化时间计算的。2硫化时间与CD的关系为了解流变曲线中硫化时间所反映的CD，究竟是否合理，特对已知CD的硫化时间作 以下表，如下：表3 TBR中四个胶料的151C下的流变数据单位：分110So60%胎面6.18.19.310.111.2带束层4.216.99.0910.512.3垫胶4.35.56.36.87.5胎侧5.4
5、7.28.39.09.8对表3数据用Excel作散点图，来观察各胶料在同一温度下硫化时间与CD间的关系， 共分两个图，左面为线性（一次函数），右面为多项式（二次函数）详图如下：线性多项式贻血胶各硫化时间的CD图1胎面胶的各硫化时间所对应的硫化程度图2胎面胶的各硫化时间所对应的硫化程度图4带束层胶的各硫化时间所对应的硫化程度图3带束层胶的各硫化时间所对应的硫化程度肩垫胶各硫化时间的CD图5垫胶的各硫化时间所对应的硫化程度胎侧胶各硫化时间的CD的胎侧胶各硫化时间的CD70T = 1.3 flJbK1 .敬1501D *-GlD7.DSjg*IDlD11 即Tim* ffiki图6垫胶的各硫化时间所
6、对应的硫化程度图7胎侧胶的各硫化时间所对应的硫化程度图8胎侧胶的各硫化时间所对应的硫化程度以上两种趋势方法、公式再立表4如下：表4趋势曲线拟合程度的比较线性多项式胶名公式R2公式R2胎面y = 12.303%-66.2320.9916y = 0.0831X2 + 10.876% - 60.3760.9917带束层y = 7.6128%- 21.470.9936y = -0.164x2 + 1O.3O5X 一 31.1860.9964垫胶y = 19.011X- 71.5840.9931y = 0.169x2 + 20.992 - 77.1670.9932胎侧y = 14.035%-67.547
7、0.9923y = 0.3706x2 + SA217x - 47.2110.9936表4为图中拟合曲线的对比，相关性R2,两者差距不大，都能表达任意硫化时间所对 应的CD3与原计算CD的方法进行比较以胎面、垫胶为例，对已知CD的计算结果比较列表，如下:表5新旧两法CD计算的对比巳知CD%1030506070旧法胎面CD%36.5348.5055.6860.4767.07垫胶CD%38.7349.5556.7661.2667.57新法胎面CD%8.9433.3048.5558.0371.19垫胶CD%9.4032.6048.3858.0771.57注：旧法以胎面及垫胶的t90分别为16.7m,1
8、1.1m，新法以线性方程计算表6新旧两法CD计算的绝对差之比巳知CD%1030506070旧法胎面MD%26.5318.505.680.47-2.93垫胶ACD%28.7319.556.761.26-2.43新法胎面MD%-1.063.30-1.45-1.971.19垫胶ACD%-0.602.60-1.62-1.931.57注：数中的差=计算值-巳知值表5以已知CD硫化时间的t10, t30分别对不同计算CD方法进行对比。以t90作基准 计算CD （简称旧法）及用表4中线性公式计算CD （简称新法）。表6表示新旧计算方法反映的差异，旧法计算的数据在硫化最初期阶段相差悬殊，到达硫化程度60%后相
9、差减少；新法计算数据在硫化阶段相差值较小，相对比较平稳。而发泡 时间基本发生于最初阶段，旧法此阶段差异大，因此采用旧法来表征CD值是不可取的。从表5可知，当处于10%的CD时，按照旧法计算达到26.5%28.7%。表2（按旧法计 算）中大部分部位的CD都接近30%或30%以下，反包端点,包布外端点仅12%，13% （其 确切的CD应该为5%左右）。显然许多部件处于欠硫状态，旧法的计算方法很不科学。4 BPA中CD的计算4.1 BPA不同位置的CD.下图为BPA所用试样的断面图，其上下为热源，因是楔形，中心线上下表示厚度，从左 至右厚度增加，位置与厚度是相关的（因此在表示与温度等相关性上可直接以
10、位置表示）， 圆点分别表示埋设的热电偶热端点（各端点间距离相等）。不同位置的CD值不同，随着位置值（厚度）的增加，CD值下降，即CD是位置的函数， 且是个减函数。位置向右，CD值下降。硫化时间从七降至t8。4.2 BPA实例根据BPA试样的楔形中心不等厚的特点，先计算出四个热电偶测温点的（等效）硫化 时间，然后按照表4所述的公式分别计算出四个测温点的CD（1）列表 将发泡点位置和四个测温点的位置列表如下：表7测温点与发泡点的水平位置与硫化程度项目Ch1Ch2Ch 3Ch 4L BPL /mm205080110105.8CD /%35.2624.6516.9011.20注：L表示水平位置间的距离
11、，Ch1- Ch4为四个测温点，LBp为BP点的距离（2）作图并画趋势线图10四个测温点的硫化程度及多项式趋势线根据多项式公式 y=0.0014x2-0.4437x+43.549求得发泡点的（Lbp）硫化度 CD%=0.0014X105.82-0.4437X 105.8+43.549=12.27 （Excel中数据计算要小些，其精度较高），正如图中两虚线所交汇点，这就是 发泡点的硫化度即tBp=t12 27说明硫化度在12.27%前胶料会发泡。5结语BPA发泡点分析仪是分析硫化中发泡点的时间，轮胎硫化测温是需获得轮胎各部件的 硫化时间。但仅知道硫化时间并不能满足要求，CD的确认很是必要。但旧法的确认已经落 伍，尤其是当硫化中的起硫阶段，彻底改变此过时的判断方法对于当今日益发展的橡胶工业 来说越来越显得有必要，相信新法的启用和发展会越来越广。
