很久以前人們就希望有一種方法能夠在成型和硫化工序之間去掉半成品的貯存和運輸,亦即使這兩個工序連續進行。近幾年來,在提高合理化程度和減少手工操作的要求下,這一
問題顯得更加重要。因為連續操作意義重大,一些老的連續硫化方法在近幾年已和幾個至少從經濟觀點看來日趨重要的新方法結合起來應用。
以前人們滿足于一些連續方法,如制品通過一非常長的熱空氣室(如薄斷面的浸漬制品、有蓄布器的上膠膠布)或通過一蒸汽管(如電纜)進行硫化。現在又出現一些新方法,如鼓式硫化法、液體硫化法(包括使用熔融鹽、熔融低共熔金屬或其他液體)和流體化床(即沸騰床)硫化法等。在模型硫化中已經講過的注壓,也可說是一種連續硫化法。
1鼓式硫化
鼓式硫化機適用于硫化膠帶及類似膠帶的產品。這類硫化機有一無接頭鋼帶或鋼網圍繞一個用蒸汽加熱的鋼鼓,鋼帶繞經鋼鼓圓周的大約三分之二,并隨著鋼鼓慢慢轉動個用水壓機操縱的滾筒使鋼帶壓在鼓上。鋼帶又依次對硫化膠片加壓并使其與鼓緊緊貼住。鼓慢慢轉動,使膠片也連續運動。鋼鼓對膠片底面加熱,使膠片得以硫化。膠片受熱并經受鋼帶的壓力,而使一個膠片的末端得與下一膠片的首端連接起來。因為膠片只一面受熱,故其厚度盡可能不要超過5毫米。膠片雖然不是兩面受熱,但如果配方適當,使膠片與150~1600的鋼鼓接觸10分鐘便完全硫化。雖然鼓式硫化機的壓力比平板硫化機低,但由于鋼帶柔軟,也可使產品均勻硫化,而且表面光滑。
2熱空氣連續硫化
這里,半成品通過一個加熱室進行硫化。其行進速度和膠料硫化速度必須按照加熱室的長度適當控制。由于熱空氣連續硫化一般是在無壓情況下進行的,故只適用于薄斷面制品。由于空氣傳熱性能差,產品只能以慢速進行,所以熱空氣連續硫化的應用也受到限制。
一般來說,這種方法不能用升高溫度的辦法提高硫化速度,因為硫化膠會遭受到氧的嚴重破壞,甚至根本不能進行硫化。因此,熱空氣硫化方法的應用一般只限于含有超促進劑的膠料,諸如膠漿或膠乳膠料。
但是,硅橡膠產品是例外的,它的耐熱及抗氧性能特佳,甚至在高溫下也不為氧所破壞。例如用硅橡膠連續硫化制造電纜時,可在一簡單的管子中用電加熱至250℃。
3蒸汽管中連續硫化
這種方法主要用于制造電纜。外套經壓出并套上電纜以后,即進入與壓出機直接相連的蒸汽管中,管內蒸汽常在612大氣壓(表壓)之間,偶而也用20個大氣壓(表壓)以上的壓力。蒸汽管可用一適當的密封裝置與冷卻水管相連,也就是說,蒸汽管本身最后可以成為冷卻水管。
管子的長度不僅取決于電纜的尺寸及外套的厚度,而且在很大程度上也取決于促進劑的選擇,尤其依賴于蒸汽壓力的高低。
通常都采用水平式蒸汽管,但也有使用傾斜和垂直式蒸汽管的。
由于橡膠導熱性能差,電纜外套超過一定厚度時就不能使用連續硫化。但是用這種方法硫化中等厚度的電纜外套則不比硫化薄外套差。
為蒸汽管硫化而選擇的促進劑,必須具備硫化平坦線非常寬、操作安全性高、以及在高溫蒸汽中幾秒鐘以內就開始硫化等性能。次磺酰胺類就是這種促進劑。雖然在模壓中流動時間長,但在蒸汽中,特別是當它與秋蘭姆類或二硫代氨基甲酸鹽類促進劑并用時,作用特別快。
4液體硫化法
下篇文章詳細闡述。
5流體化床(即沸騰床)硫化
這種方法的原理與液體硫化很相似,存在的問題也幾乎相同。其原理如下:
如果使氣流向上通過一層固體顆粒,這些顆粒即被攪動起來。假若氣流相當快,則每個粒子都被運動的氣體漂浮起來,而每個粒子都有它自己的“氣墊”,所以它們都有相當大的活動性。這種狀態的體系即所謂流態化的床。對于很小而又浮動的顆粒來講,有很多性質像牛頓液體:這些顆粒的集合體形狀和它的容器一樣,具有水平表面,也可以用導管輸送,靜壓頭隨深度線性增高,熱傳也與液體相仿,大約比空氣大50倍。
上述類型的流體化床與液體硫化浴一樣,可以用于壓出制品的連續硫化。例如粒子可用直徑為0.13~0.25毫米的小玻璃珠:疏松的玻璃珠層含有40%的空氣。空氣流經該層時,使其膨脹10%,這時空氣比例可達45%左右。如果玻璃的密度是2.6克毫升,則此時流體化床的有效密度即為1.5克/毫升。當氣體流經粒子層而使壓力下降到與粒子底部表面單位面積的重量相等時,粒子層就變為流體化床。氣體壓力再高,床就產生膨脹。床的底部表面所需壓力取決于該層的深度,并隨深度線性增加。例如深度為15.2厘米時,有0.0176公斤/厘米2的壓力,而當深度為609.6米時,則有6.984公斤/厘米2的壓力。流動速度與粒子之間的流動阻力有關,而流動阻力又隨粒子大小的增加而上升。為了得到所需要的壓カ,就必須有足夠的阻力。在流體化床中用作熱傳遞介質的氣流大約是最低流體化所需氣流的兩倍。
流體化床的熱傳遞與粒子的組成材料無多大關系,而主要取決于流態化程度和支持氣體的比熱。
氣孔問題與液體硫化方法一樣,也可用同樣方法加以處理。
水平及垂直兩種類型的流體化床設備均有使用。