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[color=#DC143C][B]微波橡胶硫化技术原理及优点[/B][/color] 1. 橡胶硫化的原理及微波橡胶硫化的优点 生橡胶受热变软,遇冷变硬、发脆,不易成型,容易磨损,易溶于汽油等有机溶剂,分子内具有双键,易起加成反应,容易老化。为改善橡胶制品的性能,生产上要对生橡胶进行一系列加工过程,在一定条件下,使胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应,使其由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子,使从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等等优良性能。这个过程称为橡胶硫化。一般将硫化过程分为四个阶段,诱导-预硫-正硫化-过硫。为实现这一反应,必须外加能量使之达到一定的硫化温度,然后让橡胶保温在该硫化温度范围内完成全部硫化反应。 橡胶硫化可以采用各种方法。传统方法是将胶料采用蒸汽或远红外加热等硫化工艺。但由于加热温度是由介质外部向内部慢慢地热传导,因为橡胶物料是不良导热材料,对橡胶来说加热依靠物料表面向里层其传热速率是很慢的,大部分时间耗费在让橡胶达到硫化温度上。所以加热时间长、效率低、硫化均匀性不好。尤其旧工艺为消除橡胶粘连而使用硅酸镁(滑石粉),致使橡胶生产车间中粉尘弥漫,空气中粉尘含量远超过国家环保部门规定的标准。而且橡胶整体硫化状态并不理想,这是因为,常规热传导情况下,被硫化胶料表面升温与里层的时间不一,出现硫化不均匀的现象。 微波加热与传统加热方式完全不同,是将微波能量穿透到被加热介质内部直接进行整体加热,因此加热迅速,高效节能,大大缩短了橡胶硫化时间,使其加热均匀性更好,硫化质量较高。可以在较短的时间内越过橡胶极易发生粘连的诱导阶段进入预硫阶段,革除了旧工艺过程中使用滑石粉的操作,达到环保要求,该生产工艺可使大多数生产工序集中在一条生产线上完成,自动化程度高,能耗低,节省人力,生产稳定,产品质量均匀等,大大改善了生产劳动条件。2. 微波橡胶硫化技术的应用现状: 微波橡胶硫化技术自20世纪70年代问世以来得到迅速推广,特别是橡胶微波连续硫化生产线在橡胶挤出制品生产中的推广应用,其发展之迅速是史无前例的。日本是微波连续硫化技术发展较快的国家,至今已累计生产450多条微波连续硫化生产线,并向世界各国出口100余条。微波硫化技术在国外工业化国家已成为普遍的生产方式。不仅广泛用于各种挤压胶条、胶管的硫化预热,而且已用于各类轮胎的硫化预热。我国已从德国、日本、西班牙、英国等国家引进了几十条微波密封条连续硫化生产线。但进口的微波硫化生产线也存在很多问题,如价格高、维修成本高,微波箱体设计不合理、微波效率低,控制的自动化程度不够。随着国内微波能应用技术的发展,国内相继仿造和改造了多条采用微波硫化橡胶工艺的设备,有些引进设备的厂家与微波能应用厂家合作,开始着手对进口橡胶硫化设备所存在的问题进行改造,使其产品质量和产量有了较大提高。2000年以来随着多管型微波硫化设备的开发成功,使得设备成本及维修难度降低,目前橡胶的微波硫化技术已日益走向成熟,设备不断完善,向着高度自动化、省能源、减少环境污染方向努力,以满足广大用户不断提高的需求,有着巨大潜力和广阔的市场。[color=#00008B][font=楷体_GB2312]来源:网络[/font][/color]
向大家求助一下轮胎橡胶如何用微波消解呢?以前用的灰化法然后酸消解的,但是现在要用微波消解了,不知道该用什么酸以及比例比较好呢?橡胶消解压力应该会比较大吧,消解时应注意些什么呢?请大家多多指教,多谢了!
微波消解轮胎橡胶http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/emyc1009.gif http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09510.gif轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。通常安装在金属轮辋上,能支承车身,缓冲外界冲击,实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用,它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用,因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时,还要求具备高耐磨性和耐屈挠性,以及低的滚动阻力与生热性。世界耗用橡胶量的一半用于轮胎生产,可见轮胎耗用橡胶的能力。随着汽车数量的增加,产生大量的废旧轮胎,但在自然条件下难以降解,随之而来的则是严重的环保问题。http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09507.gif本文采用微波消解技术,研究轮胎的使用不同酸体系和不同消解温度来进行微波消解,以满足重金属以及其它指标的检测。 1 实验准备 1.1 主要试剂与仪器设备 1.1.1 试剂 硝酸(优级纯),硫酸(优级纯),盐酸(优级纯),氢氟酸(优级纯),双氧水(30%),超纯水 1.1.2 仪器 Hanon TANK 微波消解仪(济南海能仪器股份有限公司)http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09505.gif 2 实验方法 2.1 样品前处理 首先将样品剪成细条,再将其剪碎成颗粒。或者使用橡胶粉碎机,将其粉碎。粉碎效果越好消解难度越低。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015081115435325_01_0_3.jpg http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015081115435429_01_2762510_3.jpg 2.2 微波消解样品 取适量样品,加入混酸,静止3min-15min,观察反应状况,如无明显反应,组装消解罐,进行微波消解。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015081115445018_01_0_3.jpg http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015081115445159_01_2762510_3.jpg左侧为加酸之初,右侧为静止15分钟之后 2.3 探究单纯硝酸的消解条件 硝酸是重金属消解最常用的酸,也是很多消解实验的基础酸。硝酸具有很强的酸性和氧化性,且绝大多数硝酸盐易溶于水,为后续测试带来方便。据了解,有操作者消解橡胶过程中只允许添加硝酸,所以我针对硝酸做了大量实验。 2.3.1 消解温度 硝酸消解样品常用温度为180℃,这个温度下硝酸具有极强的氧化性,可以消解大多数有机样品。但消解橡胶时发现180℃消解效果不好,最佳温度在210℃左右。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015081115453316_01_0_3.jpg http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015081115453451_01_2762510_3.jpg 180℃ 210℃ 2.3.2 取样量 硝酸虽然消解能力很强,但是毕竟单一酸的消解能力有限,尤其是针对橡胶这种组成极为复杂的高分子有机物。所以经过试验,单一硝酸的消解能力在0.15-0.2g左右。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015081115453451_01_2762510_3.jpg http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015081115453579_01_2762510_3.jpg0.3g 0.15g 2.4 混酸消解探究混酸方案消解效果8ml硝酸+2ml双氧水清8ml硝酸+2ml盐酸较多沉淀8ml硝酸+2ml氢氟酸较多沉淀8ml硝酸+2ml硫酸少量沉淀6ml硫酸+2ml硝酸清备注:取样量0.15g-0.2g左右,温度均为210℃。http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09503.gif 3 结果讨论 硝酸是微波消解最常用的酸,单纯硝酸消解橡胶样品温度要210℃以上,取样量在0.1-0.2g之间。如果增大取样量,可以延长时间或者二次消解。 氢氟酸主要用于消解含有硅酸盐或者二氧化硅的样品,对于土壤晶格也有很强的破坏能力。但是对于消解高分子材料帮助较小。如果消解过程中出现灰白色沉淀则建议加氢氟酸进行消解。 盐酸主要用于金属和地矿类样品的消解,和硝酸配成王水消解效果还不错,对于一些贵金属的测试有很大帮助。 硫酸消解有机样品的能力很强,但是硫酸沸点太高,不利于微波消解控制温度,也不利于消解完成后的赶酸。 消解完成如果剩余大多为黑色颗粒,建议添加双氧水,帮助氧化,也可以添加硫酸、高氯酸等氢氧性酸。经过实验,推荐消解橡胶类样品使用硝酸和双氧水,消解温度大概210℃,消解实验在20-30min,取样量在0.2g左右,消解效果最佳。http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09505.gif