橡胶硫化是橡胶制品加工过程中重要的一道工序,硫化能够大大提高橡胶制品的物理机械性能。传统的硫化方式主要是通过外加热源加热的方式,这样的加热方式导致橡胶硫化时间长而且硫化不均匀,微波加热是一种体加热的方式,将电磁能转化为热能,硫化高效快速均匀。橡胶的硫化过程比较复杂,会发生很多变化。因此,研究橡胶微波加热过程中的温度场具有重要的意义。将不同材料的胶片放入微波炉谐振腔中加热,研究不同介电性能参数对胶片温升规律的影响;实验测得帘线种类及层数对微波加热橡胶温度场的影响;模拟了微波加热频率与橡胶温度场的关系;研究了橡胶复合体微波场中金属放电现象的影响因素;研究了橡胶复合体内微波衰减规律;优化橡胶微波硫化工艺,使橡胶硫化效果更好。得出了以下结论:(1)用阻抗分析仪,测量得到了五种胶料的介电常数。胶料的吸波性能与它的介电常数有关,介电常数值越大,其吸波性能就越好。在微波作用下,加热时间越长,胶片的温度越高,胶片中间温度相对较高,胶片边缘部位温度相对较低。(2)随着胶片厚度的增加,胶片在厚度方向上存在着温度梯度,胶片上面部位测温点的温度高于胶片下面测温点的温度,这与波导口的位置有关。在竖直方向上,靠近波导口位置处的胶料,它越容易受热。波导口相当于是一个热源,橡胶越靠近波导口,加热速度越快,温度也越高。(3)在胶片中加入帘线,加热一段时间后,不加帘线胶片的平均温度略高于加帘线的橡胶片的平均温度。帘线的主要成分是纤维,几乎不吸收微波。橡胶片中加入纤维帘线以后,降低了橡胶片的整体的吸波性能。(4)钢丝能够影响胶片内的电磁场和电场,电磁波遇到钢丝时会发生反射。功率过大时会发生放电现象。微波功率越大,越容易发生放电现象。频率越大越容易发生放电现象。钢丝越细,金属有尖端部位也容易发生打火现象。(5)橡胶材料属于电介质损耗材料,在微波场中,橡胶分子吸收微波,将微波的电磁能转换成橡胶内的热能。橡胶的介电常数值和介电损耗角正切值越大,其微波吸收能力越强。橡胶材料在微波场中穿透深度根据材料不同穿透深度不同。微波加热橡胶制品时,胶料的厚度不要太厚,防止微波穿透深度不够导致的温度不均匀。(6)微波加热橡胶时也存在一定的温度梯度,为了降低橡胶复合体内的温差,在腔体中加入干扰器,加热时让胶料旋转,发现温度梯度减小,加热效果较好。