橡膠硫化是橡膠制品生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵工序,通過(guò)硫化,橡膠分子由線(xiàn)型結構轉變?yōu)榫W(wǎng)狀結構,從而獲得優(yōu)良的物理機械性能和化學(xué)穩定性。硫化過(guò)程通??梢苑譃橐韵聨讉€(gè)階段:
一、焦燒階段(誘導期)
定義:焦燒階段是硫化反應開(kāi)始前的延遲作用時(shí)間段,也稱(chēng)為誘導期。在這個(gè)階段,硫黃分子和促進(jìn)劑體系之間反應生成一種活性更大的中間化合物,然后進(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。
特點(diǎn):此階段膠料開(kāi)始變硬,到不能進(jìn)行熱塑性流動(dòng)的那一段時(shí)間。焦燒時(shí)間的長(cháng)短取決于膠料配方和加工條件,主要受促進(jìn)劑的影響。包括操作焦燒時(shí)間和剩余焦燒時(shí)間,前者指加工過(guò)程中熱積累效應所消耗的焦燒時(shí)間,后者是指膠料在模腔加熱時(shí)保持流動(dòng)性的時(shí)間。
二、熱硫化階段(交聯(lián)反應階段)
定義:熱硫化階段是硫化反應的交聯(lián)階段,是硫化反應的主要階段。
特點(diǎn):在這一階段,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,逐漸生成交聯(lián)鍵,形成網(wǎng)狀結構。這一過(guò)程促使橡膠的彈性和抗張強度急劇上升。熱硫化時(shí)間的長(cháng)短同樣取決于膠料配方,是衡量硫化反應速度的重要標志。
三、平坦硫化階段(網(wǎng)構形成前期)
定義:平坦硫化階段是網(wǎng)構形成的前期,也被稱(chēng)為正硫階段。
特點(diǎn):此時(shí)交聯(lián)反應已趨于完成,但交聯(lián)鍵會(huì )進(jìn)一步發(fā)生重排、裂解等反應。由于這些反應的存在,膠料的強度曲線(xiàn)在這一階段出現平坦區。此時(shí),制品達到適當交聯(lián)度,硫化膠綜合機械性能最好。
四、過(guò)硫化階段(網(wǎng)構形成后期)
定義:過(guò)硫化階段是硫化反應中網(wǎng)構形成的后期。
特點(diǎn):在這一階段,主要是交聯(lián)鍵的重排作用以及交聯(lián)鍵和鏈段的熱裂解反應占據主導地位。由于這些反應的存在,橡膠的性能可能會(huì )發(fā)生變化,如因斷鏈多于交聯(lián)而導致橡膠變軟,或因交聯(lián)繼續占優(yōu)勢和環(huán)化結構增多而使橡膠變硬,伸長(cháng)率降低,從而損害橡膠的性能。
綜上所述,橡膠硫化過(guò)程是一個(gè)復雜的化學(xué)反應過(guò)程,通過(guò)這四個(gè)階段的轉變,橡膠分子由線(xiàn)型結構轉變?yōu)榫W(wǎng)狀結構,從而獲得優(yōu)良的物理機械性能和化學(xué)穩定性。在硫化過(guò)程中,需要嚴格控制各個(gè)階段的條件,以確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
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