橡胶硫化反应活化能的测定

  • 时间: 2020-10-21 22:00
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  橡胶硫化相应活化能的测定_材料科学_工程科技_专业资料。49 8 橡胶工业 2005 年第 52 卷 橡胶硫化反映活化能的测定 丁剑平, 姚钟尧 ( 华南理工大学 资料科学与工程学院, 广东 广州 510640) 择要•: 欺骗胶料的硫化仪考查数据

  49 8 橡胶工业 2005 年第 52 卷 橡胶硫化反应活化能的测定 丁剑平, 姚钟尧 ( 华南理工大学 材料科学与工程学院••, 广东 广州 510640) 摘要: 愚弄胶料的硫化仪尝试数据组拟闭直线方程, 举行胶料硫化相应 活化能推算, 并 以此为根本系统 轮胎硫化 测温仪体系的硫化相应活化能推算模块。诳骗编制模块计算活化能简单、疾速, 其效果与用阿累尼乌斯方程阴谋取得 的成就基础宛若。模块操纵时数据点不得少于 5 个, 参比温度须与测定温度贴近。 关头词: 胶料硫化••; 活化能; 阿累尼乌斯方程; 最小二乘法 中图分类号: T Q330 6+ 7 文献标记码: B 作品编号: 1000-890X ( 2005) 08-0498- 03 轮胎和此外厚橡胶制品的硫化口角稳态的传 热经过•, 硫化历程中制品内部糊口温度宣传梯度, 各部位硫化水准均不宛如。因此, 胶料的硫化仪 曲线特 性年华( 如 t 90 ) 不能直接举止硫 化年华•。 当前一贯接受热电偶轮胎硫化测温法相信轮胎的 硫化韶华, 开始测定硫化技艺轮胎内里的温度变 化, 博得住址- 年华- 温度数据, 据此举办硫化秤谌 计算•。 掌握阿累尼乌斯方程阴谋硫化水准[ 1] •, 硫化 反响活化能( E ) 弗成枯槁。测定橡胶硫化反映活 化能的材干有多种, 把握轮胎胶料的硫化仪尝试 数据必定活化能是轮胎行业普及接管的本领。 1 测定原理 垄断阿累尼乌斯方程描摹硫化响应速度常数 ( k) 与温度( T ) 的关系: k= A e- E RT ( 1) 式中, A 是常数( 称为频率因子) , R 是气体常数。 对式( 1) 两边取对数得: lnk = lnA - E RT ( 2) 硫化仪考查曲线无妨必定某一恒定温度下胶 料的硫化特点岁月 t ( 如 t10 , t25 •, t50 , t75 和 t 90 等) 。 以 1/ t 表现 k , 令 Y = lnt , X = 1/ T , a = - lnA , b= E / R, 则式( 2) 改革成直线方程: Y = a + bX ( 3) 作者简介: 丁剑平( 1968- ) , 男, 湖南衡阳人, 华 南理工大学讲 师, 在读博士计议生, 主要从事轮胎机合安排和力学探究。 决定了斜率 b, 则可求出活化能 E••。 2 推算手段 采纳最小二乘法[ 2] •, 根据硫化仪检验数据组 ( T i , ti ) ( i= 1, 2, , N ) 拟合直线方程。 设 T i 为 X i , ti 为 Y i , 则 X i 及 Y i 的均匀值 X 和 Y 算计如下: N N X= 1 N Xi, i= 1 Y = 1 N i= Yi 1 ( 4) 坚信直线的法则是使该直线与总共张望数据 差错的平方和达到极小值。由最小二乘法可推知 截距 a 和斜率 b 的算计公式: a = Y - bX ( 5) N N N b= X i Yi - i= 1 N 1 N Xi Yi i= 1 i= 1 N = X 2 i - i= 1 1 N ( i= 1 Xi) 2 N (X i - X )( Yi - Y) i= 1 N ( 6) (X i- X)2 i= 1 令 l1 = X2 - 1 N ( X)2 ( 7) l2 = Y2 - 1 N ( Y)2 ( 8) l3 = XY- 1 N X Y ( 9) 将式( 7) , ( 8) 和( 9) 代入式( 6) •, 可得: 第8期 丁 剑一致 橡胶硫化呼应活化能的测定 49 9 b= l3 l1 ( 10) r = l3 ( 11) l1 l 2 式中, r 是合连因数。在直线问题的回归证据中, r 是形貌两个关连变量线性闭系亲昵水平的数量 性指标; 由于此处变量 Y ( lnt ) 和 X ( 1/ T ) 是必然 的函数相关•, 于是, 可用 r 来权衡实验镇定性( 试 验偏差、尝试数据破裂度) 。 3 实例 遵照上述意思和推算技艺体系程序, 使之成 为轮胎硫化测温仪体系的硫化反映活化能阴谋模 块[ 1] , 可能火速和方便地用胶料的硫化仪试验数 据必然硫化呼应活化能。 表 1 所示是韩雷等[ 3] 相信子午线轮胎各部位 胶料活化能的检验数据及 E 值阴谋奏效。摆布 测温仪编制求硫化呼应活化能模块阴谋的功劳也 示于表 1。由表 1 可见, 两组计算生效根基似乎。 表 1 子午线轮胎测温部位用胶的活化能计算结果 项目 胎面胶 胎侧胶 胎肩垫胶 胎体胶 带束层胶 上三角胶 t90/ min 151 161 171 181 E/ ( kJ m ol- 1) 算计值 1 算计值 2 合系因数 r 推算值 1 推算值 2 13. 55 7. 37 3. 55 1. 97 101. 7 104. 3 0 998 3 0. 999 1 18•. 52 9. 67 5. 07 2. 68 100. 8 103. 1 0. 999 1 0. 999 9 7. 27 3. 92 2. 20 1•. 27 90. 9 93. 0 0. 999 6 1. 000 0 11. 80 4•. 98 2. 57 1. 40 110. 9 113. 1 0. 999 1 0. 998 0 14. 87 7•. 47 3. 83 2. 08 103. 1 105. 1 0. 999 5 1. 000 0 11. 42 6. 00 3••. 30 1. 85 95. 0 97. 0 0 . 999 7 1•. 000 0 注•: 算计值 1 为阿累尼乌斯方程推算奏效, 算计值 2 为测温仪体例模块阴谋收效。 采取硫化仪测验数据确信活化能应精确以下 表观活化能, 即以为其在团体硫化相应温度界线 几个题目•。 ( 1) 遵从考试数据组举办直线方程拟合, 巡视 内恒定不变。因此, 该当尽没关系挑选有代表性的 考核点做硫化仪考试。 点应不少于 5 个。凡是在 100~ 180 范围内选 ( 6) 活化能随胶料配方转变, 所以各部位胶料 择四五个别离的温度做检验。在试验前断定计算 应垄断各自的活化能阴谋硫化水平。 等效硫化韶光的参比温度•, 最亏得参比温度下做 浸复考试。 表 2 所示是某厂轮胎胶料经区分工序后的硫 化仪考试数据。应用测温仪编制模块推算获得原 ( 2) 为了将热电偶测温数据蜕变为等效硫化 时间, 参比温度的抉择应庄敬, 温差过大, 则计算 谬误大。 胶 片 的 活 化 能 为 8 3 3 0 4 5 7 J mol- 1 , r 为 0. 989 0; 挤出胶活化能为 70 601. 57 J mol- 1 , r 为 0. 983 5; r 0. 05 ( 16) = 0. 468, r0•. 01 ( 16) = 0. 590 ( 3) 团结批胶料而坐蓐工序判袂时, 所测定的 ( 0. 05 和 0 01 是明白性程度值•, 16 是剩余平方和 硫化特征岁月时时离别, E 值也分袂。 自由度) •。由此可见•, 统一胶料经不 同工序后的 ( 4) 选用 t10 和 t90 相信活化能均可能, 国内通 常选取 t90 。海外感觉硫化机硫化锦纶载浸轮胎, t90 明显划分, 由此算计的活化能也差别。 授与尝试编号 1, 7•, 13 和 18 的检验数据实行 启模时硫化程度来到 70% 以上较适关; 看待子午 线轮胎, 则提出用气泡点( 与轮胎不闪现气泡的最 小硫化岁月对应的等效硫化年光) 作为在硫化机 中的加压硫化年光。 活 化能阴谋, 得出原胶片活化能为81 87 2. 8 J mo l- 1 •, r为0. 964 2; 挤出胶活化能为69 541. 9 J m ol- 1 , r 为 0 . 3 3 8 9 ; r0. 05 ( 2 ) = 0 . 9 5 0 , r0. 01 ( 2) = 0. 990。可能看到, 由于数据样本数少 ( 5) 本手腕测定的活化能是橡胶硫化反应的 ( N = 4) •, 计算 所得E 和r 值 与18个 数据点 的计 50 0 橡胶家产 2005 年第 52 卷 项目 测验温度/ t90/ min 原胶片 挤出胶 项目 测验温度/ t90/ min 原胶片 挤出胶 表 2 某厂轮胎胶料经辨别工序后的 t90 测定效果 测验编号 1 2 3 4 5 6 140 140 140 140 140 140 30•. 75 23. 00 10 150 32. 50 22. 00 11 150 35•. 00 2•. 25 12 150 30. 85 21. 75 13 160 32. 40 28. 00 试验编号 14 160 34•. 80 27. 50 15 160 19•. 00 15. 90 19•. 70 16. 50 18. 80 16. 00 10. 20 9. 25 10. 70 9. 50 11. 13 9. 00 7 150 16. 75 14. 75 16 160 10. 00 9••. 00 8 150 22. 00 14. 90 17 160 11. 25 9. 50 9 150 21. 00 15. 30 18 160 10. 65 9. 30 算值昭着辨别。挤出胶的 r 仅为 0. 338 9•, 远小于 干系因数临界值 0. 950 和 0. 990•, 叙明数据样本 数过少, 测验数据太分裂, 尝试过失大。 4 结语 哄骗胶料的硫化仪试验数据组拟合直线方程 实行胶料硫化反应活化能推算, 其成果与用阿累 尼乌斯方程推算得到的成效底子肖似。掌管活化 能模块举行算计时数据点不得少于 5 个•, 参比温 度须与测定温度亲切。 参考文献: [ 1] 姚钟尧•, 罗超云, 姚耀文•. 3. 2 版轮胎硫 化测温仪[ J] . 橡胶 工 业, 2003, 50( 12) : 743-750. [2] 华夏科学院数学研 究所统 计组. 常用数 理统计 工夫[ M ] . 北 京: 科学出版社, 1974. 83-93. [ 3] 韩 雷•, 沈 世 刚, 栗 波, 等. 子 午线 轮胎 硫化 温 度的 测 定 [ J ] . 轮胎财产, 1999, 19( 7) : 427- 431. 收稿日期: 2005-02- 13 2005 华夏 责任体谅 增长大会在京进行 中图分类号: T Q 330 文献象征码: D 2005 年 6 月 14~ 16 日, 2005 华夏 仔肩爱护 ( Responsible Care) 增加大会在北京召开。来自世 界各地 100 余家石油与化工合联企业和单位的近 500 位代表参预了蚁关。宇宙人大常务委员会副 委员长成思危、华夏火油和化学财富协会会长李勇 武、国际化学品缔造商协会( AICM) 主席和副主席 参加了开张式并说话•。这次会议由中国火油和化 学物业协会与国际化学品制造商协会闭伙主持。 义务合切对许多橡胶企业来叙依旧个陌生的 概想。它开首于 20 世纪 80 年月, 是一种企业经 营理想。其中枢是火油和化工企业从自己动身, 自愿地为改变环境、矫健和自在举行事迹。它的 宗旨是前进化工企业的运行轨范并取得集体的信 任•。今朝其首要工作内容包罗社区意识和应急响 应、配送( 运输与仓储) 、员工结实与幽静、坐蓐工 艺安稳、濡染防治和产品监禁。责任谅解不然而 一种理念, 也是化工行业对社会的一种首肯 其本身将自觉并踊跃地在环保、刚强和镇静鸿沟 接续创新其展现•。 很多国际驰名化工企业派代表参与了这次会 议。其中国内橡胶行业相比熟悉的有巴斯夫、德 固萨、陶氏化学、拜耳、埃克森- 美孚•、阿克苏- 诺贝 尔等公司, 华夏火油天然气股份有限公司和中原 火油化工股份有限公司也派代表插足了集结•, 并 在聚集上介绍了大家方在负担合注方面的经验。本 次集闭的中枢是 共享全球最佳体验 。在这次大 会上, 与会代表还就任务优待的管理编制和手段•、 仔肩谅解的践诺、太平与结实••、产品清闲处分、化 学品运输、社区意识、济急响应系统、临盆经过的 清闲处理、感染防治、宝贝解决、责任关注与可持 续兴旺中分中心进行了广泛的计划与交流。 仔肩眷注是化工企业自愿创议的一种举动, 其基本起点是化工企业要在陆续为人类社会发 展供给产品的同时, 还自愿地为人类社会的接续 荣华和环保、振兴与安乐负责负担, 也籍此转换人 们如今对化工企业的不信托态度。 北京橡胶资产研讨安排院举动一家化工干系 企业十分珍惜企业在环保、坚硬和稳固方面的动 向和工作•, 于是就寝 3 位代表出席了这回集中•。 ( 北京橡胶家产接头安排院 黄向前供稿)

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