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测试与分析 饶翼·浅析橡胶密封件硫化收缩率及测定方法

浅析橡胶密封件硫化收缩率及测定方法

饶翼
( 中国民航广汉长空橡胶密封件厂，四川 广汉 618300)

摘要 ： 文中介绍了模压橡胶密封件硫化后收缩率和测定方法，在生产过程中硫化工艺的改变、产品结构、模具结构等因素对
收缩率的影响等。相关文献对橡胶收缩率的研讨很少，笔者结合多年工作经验，对橡胶的收缩率变化因素进行了梳理与总结。
关键词 ： 收缩率 ；橡胶密封件 ；测定方法
中图分类号 ： TQ336.42 文章编号 ： 1009-797X(2019)15-0039-03
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.15.009

目前，国内有关书刊、资料对橡胶密封件模具的 黑对胶料收缩率的影响也随橡胶的类型而异。
设计制造介绍相对较少，而橡胶密封件在工业中起着 影 响收 缩 率 的主 要 因素 有 橡 胶的 种 类， 每种 橡
重要作用。长期以来，国内密封件行业都采用模具来 胶由于分子结构特性不同，按种类排序来看，收缩率
生产制造，模具对密封件外观和尺寸又有着直接影响， 大小顺序是天然橡胶＜氯丁橡胶＜丁腈橡胶＜氟橡胶
要生产出合格品就必须保证产品尺寸的稳定性，稳定 ＜硅橡胶。只是在选择收缩率大小时，最终根据硬度
性又取决于橡胶硫化收缩率。 的不同而略有差异。一般来讲，含胶率越大，硬度越
低，收缩率越大。反之，含胶率越小，硬度越大，收
1 橡胶硫化后收缩率的确定 缩率越小。在设计模具型腔尺寸的时候一般将橡胶硬
橡胶在加热硫化的过程中内部发生形变和交联， 度作为选择收缩率的一个参考值，见表 1。
内部分子由线型结构变成立体网状结构，由此产生应 表 1 两种丁腈橡胶收缩率范围对比表
力，在硫化冷却过程中趋于消除，产品的线性尺寸也 牌号 含胶率 硬度 收缩率范围
P214 45% 邵氏 80±5 1.3~1.5%
成比例的缩小。因此，设计模具之前型腔尺寸需要相 5260 53% 邵氏 67±5 1.6~2.0%
应加大比例，即为橡胶收缩率，收缩率的单位一般采
2.2 硫化工艺对收缩率的影响
用百分比。收缩率的确定是模具型腔尺寸设计的一个
在实际生产中，优化工艺提高生产效率，降低产
关键环节，在实际生产中由于设计者没有选择好合适
品成本，这已成为企业的生产模式。一般采用提高硫
的收缩率而造成模具的返修甚至报废。
化温度和缩短时间，增加硫化剂和促进剂的用量、进
行二段硫化等方式。硅胶和氟橡胶一般需要二段硫化，
2 影响橡胶收缩率变化的因素 包括部分丁腈橡胶也在试用二段硫化工艺来代替传统
笔者在设计密封件模具过程中，发现影响橡胶收
的一次硫化成型。二段硫化也称补充硫化，二段硫化
缩率的因素很多，不同种类橡胶自身的物理性能（配
的目的是为了让剩余的未反应交联基团完成反应，除
合剂类型与用量比例等），硫化工艺（时间、温度、压
去一段硫化中的交联反应残余物，从而改善产品的力
力），产品结构（纯胶、夹织物、金属骨架），模具结
学性能和压缩永久变形，使产品的质量进一步提高。
构等。
橡胶在模具型腔内所受压力并不是一直不变的，
2.1 橡胶自身物理性能
在移至烘箱内是可实现的，烘箱内硫化可以成千上万
由于橡胶的种类繁多，不同种类的橡胶受配方的
的进行，这样可以极大的提高设备利用率，节省能源，
影响，包括配合剂的类型和用量的比例，配合剂中影
响最大的是填充剂和炭黑，填充剂用量增加，收缩率
作者简介 ：饶翼（1987-），男，助理工程师，现从事橡胶
将变小。而炭黑也能有效的降低胶料收缩率，炭黑用 密封制品模具设计与制造工艺改进研究。
量增加，收缩率减小，模压产品尺寸稳定性增加。炭 收稿日期 ：2019-01-25

2019 第 45 卷 ·39·
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