在橡膠工業(yè)中，硫化是一個(gè)至關(guān)重要的工藝過(guò)程，它決定了橡膠制品的最終性能和應用范圍。本文將深入探討橡膠硫化的定義、過(guò)程、影響因素及其在各個(gè)領(lǐng)域的應用。

一、硫化的定義

硫化是膠料在一定條件下，橡膠大分子由線(xiàn)型結構轉變?yōu)榫W(wǎng)狀結構的交聯(lián)過(guò)程。這一過(guò)程中，橡膠分子鏈通過(guò)化學(xué)反應形成穩定的交聯(lián)鍵，使橡膠材料獲得優(yōu)良的物理機械性能、耐熱性、耐溶劑性及耐腐蝕性。

二、硫化過(guò)程的三階段

硫化過(guò)程可以分為三個(gè)階段：誘導階段、交聯(lián)反應階段和網(wǎng)絡(luò )形成階段。

1.誘導階段：在這一階段，硫磺分子與促進(jìn)劑體系反應生成活性更大的中間化合物，這些化合物進(jìn)一步引發(fā)橡膠分子鏈，產(chǎn)生可交聯(lián)的自由基或離子。這一階段的長(cháng)短取決于膠料配方和加工條件，主要受促進(jìn)劑影響。

2.交聯(lián)反應階段：可交聯(lián)的自由基或離子與橡膠分子鏈之間產(chǎn)生連鎖反應，生成交聯(lián)鍵。此階段橡膠的彈性和拉伸強度急劇上升，是硫化反應的核心部分。

3.網(wǎng)絡(luò )形成階段：此階段前期交聯(lián)反應已基本完成，產(chǎn)生的交聯(lián)鍵發(fā)生重排和裂解反應，最終得到網(wǎng)格穩定的硫化膠。這一階段中，交聯(lián)鍵的重排和熱裂解反應占主導，膠料的機械性能趨于穩定。

三、硫化歷程圖與硫檢參數

硫化歷程圖通過(guò)橡膠某一性能的變化與硫化時(shí)間的關(guān)系來(lái)表征硫化過(guò)程。圖中常見(jiàn)的參數包括：

1.ML（最低轉矩）：表示膠料的蠕變性，ML越低，蠕變性越好。

2.MH（最高轉矩）：表征膠料的剪切模數、硬度、定伸強度和交聯(lián)密度，MH越高，硬度越高。

3.TS2（剩余焦燒時(shí)間）：表征膠料在模腔中可以流動(dòng)的時(shí)間，對加工和配方設計具有重要意義。

4.TC90：評估膠料在成型生產(chǎn)時(shí)的一次加硫條件，TC90過(guò)長(cháng)表示硫化速度偏慢，會(huì )導致產(chǎn)品硬度低、產(chǎn)效低。

四、硫化條件的選擇

1.硫化溫度：硫化溫度直接影響硫化速度和產(chǎn)品質(zhì)量。提高硫化溫度可以加快硫化速度，但過(guò)高的溫度會(huì )導致橡膠分子鏈裂解和硫化返原，降低膠料力學(xué)性能。

2.硫化壓力：硫化壓力用于防止膠料產(chǎn)生氣泡，提高膠料的致密性和各層之間的粘著(zhù)力。壓力的選取應根據產(chǎn)品類(lèi)型、配方和可塑性等因素決定。

五、硫化方式

硫化方式主要有直接硫化、間接硫化和混氣硫化。

1.直接硫化：將制品直接置入熱水或蒸汽介質(zhì)中硫化。

2.間接硫化：制品置于熱空氣中硫化，適用于外觀(guān)要求嚴格的制品。

3.混氣硫化：先采用空氣硫化，后改用直接蒸汽硫化，結合了兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。

六、橡膠硫化劑的應用領(lǐng)域

橡膠硫化劑在多個(gè)領(lǐng)域有廣泛應用，包括汽車(chē)工業(yè)、電氣電子工業(yè)、建筑工業(yè)和航空航天工業(yè)等。

1.汽車(chē)工業(yè)：用于輪胎、密封件、減震器等部件的制造，提高耐磨性、抗撕裂性和抗老化性。

2.電氣電子工業(yè)：制造電線(xiàn)電纜、絕緣材料、密封墊等，確保電氣電子設備的安全可靠運行。

3.建筑工業(yè)：制造防水材料、密封材料、地板材料等，提高耐候性、耐水性和耐化學(xué)腐蝕性。

4.航空航天工業(yè)：制造密封件、減震器、傳動(dòng)帶等關(guān)鍵部件，確保航空航天器的安全可靠運行。

七、總結

橡膠硫化是橡膠制品生產(chǎn)中的最后一道關(guān)鍵工序，它通過(guò)復雜的化學(xué)反應使橡膠由線(xiàn)型結構轉變?yōu)榫W(wǎng)狀結構，從而獲得優(yōu)異的物理機械性能和化學(xué)穩定性。了解硫化的過(guò)程、條件和應用，對于提高橡膠制品的質(zhì)量和拓寬應用領(lǐng)域具有重要意義。

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