厚壁橡胶制品非等温硫化过程模拟与实验研究

摘要

橡胶的硫化反应过程对制品的最终性能起决定性作用,而厚壁橡胶的硫化是典型的非等温硫化过程,通常难以通过实验测得的等温硫化曲线来直接确定制品的最佳硫化工艺.因此,利用数值模拟技术来研究硫化过程对于橡胶的成型加工具有重要意义.鉴于此,基于传统硫化动力学模型,通过引入初始硫化参数并将反应级数视为温度的二次函数,构建了精度更高的改进硫化模型,同时将橡胶热物性参数视为硫化度和温度的函数,基于C语言和FLUENT预定义宏编写了 UDF子程序,实现了橡胶制品硫化过程传热与硫化的耦合模拟.针对典型厚壁橡胶制品的平板硫化成型,通过测温实验和不同硫化程度制品拉伸、DSC测试与断面形貌观测,验证了耦合算法对温度场和硫化度模拟的可靠性.该方法对指导厚壁且结构复杂橡胶制品硫化成型更具实际意义.