硫化时间不够,制品撕裂强度会偏低
撕裂强度随交联完善而提高,硫化时间不够时网络没有形成,强度就低。延长时间后强度上升还是下降,能把欠硫和过硫分开。

撕裂强度跟着交联走
橡胶撕裂强度依赖交联网络是否已经形成。硫化时间不够时,分子之间的连接点太少,裂纹容易沿未交联的区域撕开,测到的撕裂强度偏低。时间延长到网络基本形成,强度会明显上升。这个上升是欠硫的直接证据:若时间再加长而强度不升,原因就不再是时间不够。上升的一段还没走完,就还停留在时间不够的阶段。
时钟上的时间不等于胶料真正经历的硫化时间。模具温度偏低时,同样的合模时间,胶料内部到达反应温度更晚,有效时间变短。制品表面看起来已经定形,撕裂强度仍然低。提高模温以后,不延长时钟时间,强度也能上来,说明原来缺的是温度下的反应时间,不是配方里没有硫化剂。模温偏低时,时钟时间再长,胶料内部仍可能没有进入反应。
厚制品的热量传进中心更慢,表面已经交联,中心仍欠硫。从中心取样的撕裂强度低,从表面取样可以合格。把总时间延长,中心强度上升,表面若还没有过硫,两者会接近。只测整件随便一处,会把中心欠硫当成整批配方问题。取样位置要固定在最厚的中心。只延长到表面不再发粘,中心试样的撕裂强度仍可能偏低。
欠硫的制品往往压缩永久变形也大,溶剂里溶胀得更厉害,有时还有粘手的感觉。这些现象和撕裂强度低同时出现,都指向网络不够。若撕裂低但溶胀和永久变形都已经正常,就要怀疑是试样有缺口、夹杂,而不是硫化时间不够。几个指标一起偏低,才支持欠硫。只有撕裂低、溶胀已经正常,更可能是试样缺口或夹杂,不是整件没有硫化。
过硫或返原时,网络被破坏,撕裂强度也会偏低,但方向和欠硫相反。继续延长时间,欠硫的强度上升,过硫的强度下降。用同一模具、同一温度做两档时间,强度随时间升高就是时间不够,随时间降低就是已经过了头。只做一档时间,这两种偏低分不开。两档时间的模温必须相同,否则强度变化里混进了温度差。
和分散不良、接痕分开
填料或硫化剂分散不良时,局部没有形成均匀网络,撕裂强度偏低,延长硫化时间也升不上去。断面上能看到团块、白点或明显的分层。欠硫的断面比较均匀,只是整体偏软,时间加长后变韧。断面有团块且加时无效,去查混炼,而不是把硫化时间一再延长。
熔接或流动接痕处的撕裂强度只在接痕上偏低,离开接痕的部位可以合格。欠硫是整件或整个厚截面都低。把试样避开接痕再测,强度恢复,就可以排除时间不够。接痕强度低且与硫化时间关系不大,要改胶料流动和接痕位置。
配方中硫化剂不足时,时间延长到一定程度强度就不再上升,平台低于正常配方。时间不够则还没有走到这个平台,继续加时仍会上升。先把时间延长到强度不再变化,看平台高不高。平台够高,原来只是时间没到;平台本身就低,再查硫化剂和分散。
试片在试验机上的割口深度不一致,会使撕裂数值偏低,而且重复性差。硫化时间不够造成的偏低,同一条件做出的几片都低,延长时间后一起升高。割口造成的偏低,重新按同一深度割口后数值会散开或回升。先确认割口,再解释硫化。
制品在模具里受压不足,内部有微孔,撕裂时沿气孔展开,强度也低。断面能看到孔,加长硫化时间不能把孔消除。欠硫断面密实,只是撕开所需的力小。有孔先解决充模和排气,密实而强度随时间上升,才是时间不够。
判断时用两档硫化时间比较撕裂强度,并固定取样位置和割口。强度随时间上升,就是时间或有效模温不够。强度随时间下降,是过硫。强度不随时间变、断面有团块或只在接痕上低,则不是时间问题。厚制品必须测中心,表面合格不能代表中心已经硫化完成。表面合格只说明热已经到达表面,中心的反应可以还没有开始。两档时间隔得太近,强度变化也会被测量波动盖住。