硫化是橡胶加工过程中的最后一道工序,也是最重要的工序,其目的在于使橡胶各部位的物理机械性能达到最佳。传统的硫化方式主要是外加热方式,依靠热传导将热量由外向内传递,硫化时间长、硫化不均匀且能源浪费严重,而微波加热是一种体加热方式,内外分子在电磁波的作用下一起运动,将机械能转化为热能,硫化时间短、硫化均匀且节约能源。然而,橡胶的硫化过程较为复杂,有关橡胶微波硫化的研究还未将其应用在整个硫化过程中。在橡胶的硫化过程中,温度是硫化三要素之一,若温度设定不合适,橡胶容易出现欠硫或过硫的现象,严重影响其性能,故研究橡胶微波硫化过程中的温度场具有重要的意义。本文依据电磁场理论,将HNCD橡胶放置在微波加热腔体的不同放置点处,研究其温度加热历程,得到了胶片在各放置点、各层以及整个腔体内的温度场;将具有不同介电常数的胶片放入微波加热腔体中加热,研究其温升规律,并分析了介电常数与胶片温升规律之间的关系;结合橡胶硫化理论,采用功率时间组合的方式制得微波硫化胶,并研究其比热特性及硫化程度,用硫化程度表征微波硫化胶的硫化效果,可以得到以下结论:(1)胶片在微波加热腔体内加热时,温度呈非线性增长,大部分胶片的中心区域温度偏高,边缘区域温度偏低,越接近波导的位置,胶片的整体温度越高;(2)使用200 W的功率对HNCD胶片加热20 min的过程中,各测温点的温升规律可以用一元三次函数来表示;(3)在微波硫化橡胶的过程中,发生硫化反应放出的热量加快了各测温点的温升速率,加热后温度分布均匀,130~140℃温度范围内的面积占到了总面积的80%以上;(4)微波加热过程中胶料的最高温度随着介电常数的增大而增大;(5)使用功率时间组合的方式对胶料进行加热,使用高低功率的不断变换完成对胶料的保温,胎面胶、子口耐磨胶、内衬层和胎侧软胶的微波硫化程度均达到了90%以上,和平板硫化胶硫化程度一致。