劉 殷，劉鶴鳴，樓志學(xué)

（浙江天樂和樂電子有限公司，浙江 嵊州 312400）

近年來，隨著電動式揚聲器技術(shù)的發(fā)展，對揚聲器折環(huán)的技術(shù)要求越來越高，既要求折環(huán)能使振膜在振動軸向的順性大，使振膜橫向剛性強，又要求折環(huán)具有良好的耐高低溫和耐老化性能[1-2]。報道[3-6]稱發(fā)泡材料和彈性體材料制作揚聲器折環(huán)能滿足上述要求，但發(fā)泡材料應(yīng)用于揚聲器折環(huán)批量化生產(chǎn)技術(shù)還不成熟，而彈性體材料價格昂貴，均未廣泛推廣。橡膠材料由于具有很好的彈性和長的使用壽命，被廣泛應(yīng)用于揚聲器折環(huán)中，汽車喇叭和室外音響領(lǐng)域應(yīng)用較多的折環(huán)有丁腈橡膠（NBR）折環(huán)、丁苯橡膠（SBR）折環(huán)等，但這些橡膠折環(huán)在高溫和低溫環(huán)境中耐老化性能較差。

本工作以常規(guī)物理性能和聲學(xué)性能為指標，以NBR、SBR和三元乙丙橡膠（EPDM）為原材料制作揚聲器折環(huán)并進行對比研究，以判定不同品種橡膠應(yīng)用于揚聲器折環(huán)中適合的場合和環(huán)境。

1 實驗

1.1 主要原材料

NBR，牌號3305E，中國石油蘭州石化分公司產(chǎn)品；SBR，牌號1502，中國石化齊魯分公司產(chǎn)品；EPDM，牌號J-4045，中國石油吉林石化分公司產(chǎn)品；炭黑，上海博卡化工有限責(zé)任公司產(chǎn)品。

1.2 試驗配方

試驗配方如表1所示。

表1 試驗配方 份

1.3 主要設(shè)備和儀器

YS-55-100D型密煉機和YM-MR-18型開煉機，無錫陽升機械有限公司產(chǎn)品；XLB-0型平板硫化機，浙江湖州宏固橡膠機械廠產(chǎn)品；UR-2030SD型硫化儀，中國臺灣優(yōu)肯科技股份有限公司產(chǎn)品；LX-A型邵氏橡膠硬度計，揚州市精卓試驗機械廠產(chǎn)品；LDS-2B型電子拉力試驗機，濟南鑫光試驗機制造有限公司產(chǎn)品；ECE-02型共振頻率（F0）測試儀，益德電子科技（杭州）有限公司產(chǎn)品；EXT250L型高低溫試驗箱，安吉拉通力增達（上海）試驗設(shè)備有限公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

煉膠工藝：按照配方稱取適量的生膠以及炭黑、碳酸鈣等大料，置于密煉機中混煉均勻，然后加入氧化鋅、硬脂酸等小料，混煉均勻后出片，冷卻，存放一定時間后加入硫黃和促進劑在密煉機中密煉均勻，卸料至開煉機，薄通翻煉3次后按規(guī)定厚度出片，冷卻，放入料架備用。

硫化工藝：設(shè)定好平板硫化機的上下模具溫度和硫化時間，將橡膠薄片剪成條狀，置于平板硫化機下模內(nèi)，啟動平板硫化機進行熱硫化，達到時間后取出產(chǎn)品，撕去廢邊即制得揚聲器橡膠折環(huán)。1#，2#和3#配方膠料的硫化時間分別為30，35和40 s，硫化溫度均為（195±10） ℃，硫化壓力均為（12.5±2） MPa。

音盆成型工藝：將按照規(guī)格制作好的橡膠折環(huán)上膠，干燥后與對應(yīng)規(guī)格的紙錐經(jīng)過熱壓機熱壓復(fù)合即可制得揚聲器音盆，放置1 d后測其聲學(xué)性能。

1.5 性能測試

以NBR，SBR和EPDM為主要原材料，分別按規(guī)定工藝制作邵爾A型硬度為60度的橡膠折環(huán)，按照相應(yīng)國家標準測試其各項性能。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫化特性

橡膠品種對膠料硫化特性的影響見表2。

表2 橡膠品種對膠料硫化特性的影響

從表2可以看出，與NBR膠料和SBR膠料相比，EPDM膠料的焦燒時間（ts1和ts2）最長，操作安全性最好，模壓硫化制作揚聲器折環(huán)時膠料不易焦燒，成品率高；EPDM膠料的FL最小，說明EPDM膠料在相同硫化溫度下流動性最好，膠料可塑性最大；而EPDM膠料的轉(zhuǎn)矩上升緩慢，硫化時間最長，硫化速率指數(shù)最小，說明EPDM膠料折環(huán)模壓硫化成型時間稍長，相比NBR和SBR膠料經(jīng)模壓硫化制作揚聲器折環(huán)時效率較低。

2.2 物理性能

橡膠品種對膠料物理性能的影響見表3。

表3 橡膠品種對膠料物理性能的影響

從表3可以看出：對于邵爾A型硬度相同的硫化膠，NBR膠料的拉伸強度最大，EPDM膠料次之，SBR膠料最小，說明NBR膠料制作的揚聲器折環(huán)壽命比其他兩種膠料稍長，適合于長時間大功率的揚聲器系統(tǒng)；EPDM膠料的拉斷伸長率和拉斷永久變形最大，NBR膠料次之，SBR膠料最小，說明EPDM膠料制作的揚聲器折環(huán)彈性最好，對揚聲器靈敏度影響最小。

2.3 聲學(xué)性能

2.3.1 低溫環(huán)境

橡膠品種對揚聲器音盆置于低溫環(huán)境中10 min的聲學(xué)性能的影響如表4所示。

表4 橡膠品種對揚聲器音盆低溫環(huán)境下聲學(xué)性能的影響

從表4可以看出，在低溫環(huán)境下，采用EPDM折環(huán)制作的揚聲器音盆共振頻率平均變化率最小，說明EPDM折環(huán)適合用于在低溫環(huán)境下使用的揚聲器系統(tǒng)。

2.3.2 高溫環(huán)境

橡膠品種對揚聲器音盆高溫環(huán)境下聲學(xué)性能的影響如表5所示。

從表5可以看出，在高溫環(huán)境下，EPDM折環(huán)制作的揚聲器音盆共振頻率變化率最小，說明EPDM折環(huán)耐高溫老化性能較好，適合用于在高溫環(huán)境下長時間使用的揚聲器系統(tǒng)。

表5 橡膠品種對揚聲器音盆高溫環(huán)境下聲學(xué)性能的影響

3 結(jié)論

（1）EPDM膠料經(jīng)模壓硫化制作揚聲器折環(huán)的工藝操作性優(yōu)于NBR膠料和SBR膠料，但生產(chǎn)效率稍低。

（2）EPDM膠料經(jīng)模壓硫化制作的揚聲器折環(huán)彈性優(yōu)于NBR膠料和SBR膠料，對揚聲器振動系統(tǒng)的靈敏度影響較小。

（3）EPDM膠料經(jīng)模壓硫化制作的揚聲器折環(huán)耐高溫和耐低溫性能均優(yōu)于NBR膠料和SBR膠料，更適合用于在高溫和低溫環(huán)境下使用的揚聲器系統(tǒng)。