(一)橡膠硫化反應過(guò)程
(二)硫化歷程
根據硫化歷程分析,可分四個(gè)階段,即焦燒階段、熱硫化階段、平坦硫化階段和過(guò)硫化階段。
較為理想的橡膠硫化曲線(xiàn)應滿(mǎn)足下列條件:
(1)硫化誘導期要足夠長(cháng).充分保證生產(chǎn)加工的安全性
(2)硫化速度要快,提高生產(chǎn)效率,降低能耗;
(3)硫化平坦期要長(cháng)。
橡膠硫化過(guò)程中的性能變化
(一)物理性能變化
硫化過(guò)程中,橡膠的物理機械性能變化很顯著(zhù),所以在生產(chǎn)工藝中,常常以物性的變化來(lái)量度硫化程度。橡膠的物性一般是指強度(抗張強度、定伸強度以及撕裂強度等)、扯斷時(shí)的伸長(cháng)率、硬度、彈性、永久變形、溶脹程度等。不同結構的橡膠,在硫化過(guò)程中物理機械性能的變化雖然有不同的趨向,但大部分性能的變化基本一致。天然橡膠在硫化過(guò)程中,可塑性明顯下降,強度和硬度顯著(zhù)增大,而伸長(cháng)率、溶脹程度則相應減小。這些現象都是線(xiàn)形大分子轉變?yōu)榫W(wǎng)狀結構的特征。對于帶有側乙烯基結構的橡膠,如丁苯橡膠,丁腈橡膠等,在硫化過(guò)程中也有類(lèi)似的變化,只不過(guò)是在較長(cháng)的時(shí)間內,各種性能的變化較為平坦,曲線(xiàn)出現的極大或極小值不甚明顯。
1、可溶性硫化過(guò)程會(huì )使橡膠溶于溶劑的能力逐漸降低,而只能溶脹;硫化到一定時(shí)間后,溶脹性出現最小值,繼續硫化又有使溶脹性逐漸增大的趨向。
2、熱穩定性 硫化提高了橡膠的熱穩定性,即橡膠的物理機械性能隨溫度變化的程度減小,例如未硫化天然橡膠低于10℃時(shí),長(cháng)期貯存會(huì )產(chǎn)生結晶硬化;溫度超過(guò)70℃,塑性顯著(zhù)地增大;超過(guò)100℃,則處于粘流狀態(tài);200℃便開(kāi)始發(fā)生分解。但硫化后,擴大了高彈性的溫度范圍,脆性溫度可降低到-20~-40℃以下,且不出現生膠的塑性流動(dòng)狀態(tài)。因此硫化大大地提高天然橡膠的使用溫度范為。
3、密度和氣透性 在一定的硫化時(shí)間范圍內,隨著(zhù)交聯(lián)密度的增大,橡膠密度有所提高,而氣透性則隨交聯(lián)密度的增大而下降。這是由于大分子鏈段的熱運動(dòng)受到一定限制引起的。
(二)化學(xué)性能變化
硫化過(guò)程中,由于交聯(lián)作用,使橡膠大分子結構中的活性官能團或雙鍵逐漸減小,從而增加了化學(xué)穩定性。另一方面,由于生成網(wǎng)狀結構,使橡膠大分子鏈段的運動(dòng)減弱,低分子物質(zhì)的擴散作用受到嚴重阻礙,結果提高了橡膠對化學(xué)物質(zhì)作用的穩定性。
橡膠硫化劑
硫化劑是指在一定條件下使相鄰橡膠大分子鏈以化學(xué)鍵的形式連接起來(lái)的物質(zhì)。
硫化劑主要分為硫磺、硫給予體、有機過(guò)氧化物、金屬氧化物、有機醌、樹(shù)脂類(lèi)硫化劑、胺類(lèi)硫化劑等七類(lèi)。