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              橡胶硫化工艺概述

              作者: 发布于:2021/5/1 15:03:43 点击量:

              硫化的定义:

              硫化又称交联、熟化,是在橡胶中加入硫化剂和促进剂等交联助剂,在一定的温度、压力条件下,使线型大分子转变为三维网状结构的过程。由于最早的天然橡胶制品采用硫磺作为交联剂,因此称为硫化。随着科技发展,交联剂也不再仅限于硫磺,硫化现今的含义就是交联或者架桥。

              影响硫化工艺过程的主要因素:

              ①硫化剂用量:用量越大,硫化速度越快,可以达到的硫化程度也越高。硫化剂在橡胶中的溶解度是有限的,过量的硫化剂会由胶料表面析出(喷硫)。为减少喷硫现象,同时达到硫化效果,需严格控制硫化剂的用量。

              ②硫化温度:硫化温度越高,硫化时间越短。由于橡胶是不良导热体,制品的硫化进程由于其各部位温度的差异而不同。为了保证比较均匀的硫化程度,厚橡胶制品一般采用逐步升温、低温长时间硫化。

              ③硫化时间:硫化工艺的重要环节。时间过短,硫化程度不足(欠硫)。时间过长,硫化程度过高(过硫)。只有适宜的硫化程度(正硫化),才能保证最佳的综合性能。

              反应过程可分为三个阶段:

              诱导阶段:硫化剂和促进剂在分子层面反应生成一种活性更大的中间化合物,然后进一步引发橡胶分子链,产生可交联的游离基。

              交联反应阶段:可交联的游离基与橡胶分子链之前产生连锁反应,生成交联键。

              网构成熟阶段:在这阶段中的前半阶段中,交联反应已趋于完成,已形成的交联键开始发生重排和裂解等反应,出现交联与裂解的两种过程,在这阶段的后半段,交联反应已基本停止,随之发生的主要是交联键重排和热裂解等的反应,最后得到硫化胶。

              硫化历程可分为四个阶段:

              橡胶的性能随硫化时间的增加而变化,橡胶的硫化历程可分为四个阶段:焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化阶段,过硫化阶段。

              焦烧阶段:相当于硫化反应中的诱导期,又称焦烧时间,即胶料从混炼开始加入硫化剂之后一直到停止了塑性流动这一段时间。在这段时间内,交联尚未开始,胶料具有流动性,可进行各种加工。

              热硫化阶段:硫化反应中交联反应阶段,橡胶逐渐生成网状结构,于是橡胶的弹性和强度急剧上升。这个阶段常作为硫化反应速度的标志。

              平坦硫化阶段:在这段时间里,硫化胶的各项性能分别达到或接近最佳点或取得最佳综合平衡,所以作为选取正硫化时间的范围。

              过硫化阶段:相当于硫化反应中网构形成的后期。这一阶段主要发生交联键的重排及交联键的裂解,因此胶料性能明显降低。

              硫化的作用:

              通过改变橡胶的空间结构,使线型大分子转变为三维网状结构,使其结构增强。如此,橡胶链段的自由活动能力下降,可塑性和伸长率下降,强度、弹性和硬度上升,压缩永久变形和溶胀度下降。

              硫化橡胶弹性、耐磨性、耐候性增强,能够适应大部分场景的使用性能要求,使橡胶成为更有价值的材料。


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