Page 96 - 《橡塑技术与装备》2025年11期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

1.2 胶囊导热系数及厚度 硫。因为冬季气温低，所以才会多发。
轮胎的硫化过程是胶料吸收热量的过程，高压蒸 我司把硫化机后支沟高低压管道串联使冷凝水进
汽的热量通过胶囊传递给胎胚，热传递的效率与硫化 到低压蒸汽管道返回冷凝水回收管路重复利用，减少
时间正相关。而胶囊的厚度及导热系数均会对此有影 进入胶囊里的冷凝水。再在高压蒸汽管路末端增加排
响。 凝罐，进一步减少蒸汽里冷凝水含量。图 5 示出蒸汽
导热系数是指在稳定传热条件下，1 m 厚的材料， 冷凝水导致的欠硫。管路改造后一年都没有发生内衬
两侧表面的温差为 1 度（K，℃），在一定时间内，通 里欠硫。
2
过 1 m 面积传递的热量，单位为瓦 / 米 . 度 [ （W/(m . K)]
硫化胶囊所用的主体材料丁基橡胶是热的不良导
体，其自身的导热系数极低，仅有 0.09 W/m . K，经过
填充炭黑、树脂等材料硫化后的导热系数可以达到 0.25
W/m . K 左右。
对于硫化胶囊橡胶等材料来说，热能是通过结晶
固体借助声子（晶体点阵振动能的量子）传递并通过
固体或晶体内部的原子作用力控制的。对于炭黑来说， （a) （b)
图 5 蒸气冷凝水导致欠硫
声子的传送是各向异性的，这是由于在平面内（共价

键）和基面键之间（范德华力结合）的不同结合机理
2 硫化测温
导致。热能在基面上传递最有效，因此结构有序性（结
轮胎是多层材料逐层贴合的制品，组成的材料大
晶性）更高的材料传递热能的速度更快，在宏观上的
多为热的不良导体，其硫化过程是一个不等温的受热
表现就是测定的导热系数更高。
过程，硫化程度受时间和温度两个变量影响。故应充
高导热硫化胶囊与常规硫化胶囊的区别在于提升
分考虑硫化后的后硫化效应。
了导热系数，目前轮胎厂使用的常规硫化胶囊的一般
硫化测温就是先在轮胎内部指定部位预置热电
导热系数为 0.25 W/m . K，而高导热胶囊的导热系数一
偶，利用热电偶在一定温度下所产生的电势差反馈到
般在 0.34~0.38 W/m . K。更高的导热系数使胶囊具有
测温仪，再转换为相应的温度值来反映轮胎不同部位
更好的导热效率。
在不同硫化时间下的分布情况。
规格选取 205/55R16 91V 进行不同胶囊厚度及导
然后根据阿累尼乌斯公式计算出相应部位胶料在
热系数发泡实验，因为消泡在胎圈位置，所以胶囊厚
设定硫化温度下的累计等效硫化时间，再与相应温度
度只统计了相对应胎圈的位置。表 2 示出不同胶囊厚
下该部位胶料的正硫化时间相比较，判断该部位的硫
度及导热系数对发泡时间的影响
化程度。
表 2 胶囊厚度及导热系数对发泡时间的影响 根据阿累尼乌斯化学反应速度常数与温度间的经
-1
胶囊规格 导热系数 [W . (m . k) ] 厚度 /mm 发泡时间 /min
JFRB16-1 0.248 7.13 9.0 验公式导出等效硫化时间计算公式 ：
JFRB16-1/H 0.358 7.13 8.5
RB1604 0.252 6.55 8.5 t g =∫t m t s exp[E/R(1/T 0 -1/T)]d t
式中 ：
1.3 热工管路 t g —等效硫化时间，min ；
还有一种特殊的欠硫情况，是在内衬与胎体间发
t m —硫化终止时间，min ；
生欠硫，冬天尤为多发。通过分析后认为是蒸汽中含 t s —硫化起始时间，min ；
有冷凝水导致。蒸汽排凝间隔由 60 排 2 调整为 30 排 E— 化学反应活化能，kJmol -1
2 就可解决，确认是冷凝水原因。
R— 气体常数 ；
轮胎厂的高压蒸汽一般从锅炉房送出，通过一定 T 0 — 设定硫化基准温度，K ；
长度的管道送至硫化车间，再从硫化车间分开高低压 T— 硫化温度，K。
蒸汽送至硫化机。在管路输送过程中会损失热量产生
其中活化能 E 通过先用硫化测温仪测定胶料在不
冷凝水，在硫化时冷凝水会进到胶囊里，导致发生欠

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