硫化对结构与性能的影响 在橡胶制品生产过程中,硫化是最后一道加工工序
在这道工序中,橡胶经过一系列复杂的化学反应,由线型结构变成体型结构,失去了混炼胶的可塑性具有了交联橡胶的高弹性,进而获得优良的物理机械性能、耐热性、耐溶剂性及耐腐蚀性能提高橡胶制品的使用价值和应用范围 硫化前:线性结构,分子间以范德华力相互作用 性能:可塑性大,伸长率高,具有可溶性 硫化时:分子被引发,发生化学交连反应 硫化后:网状结构,分子间以已化学键结合 结构:(1)化学键
(2)交联键的位置;(3)交联程度 (4)交联 性能: 1)力学性能(定伸强度
弹性) 2)物理性能 3)化学稳定性 硫化后橡胶的性能变化: 以天然橡胶为例,随硫化程度的提高 1) 力学性能的变化 (弹性
硬度)提高 (伸长率
压缩永久变形
疲劳生热)降低 2)物理性能的变化 透气率、透水率降低 不能溶解,只能溶胀 耐热性提高 2) 化学稳定性的变化 化学稳定性提高 原因 a
交联反应使化学活性很高的基团或原子不复存在,使老化反应难以进行 b
网状结构阻碍了低分子的扩散,导致橡胶自由基难以扩散 7
2 硫化历程 在硫化过程中,各种性能均会随硫化的进程而发生变化,这种变化曲线能够反映胶料的硫化历程,故称为硫化历程图
下图为用硫化仪测出的硫化历程曲线
该曲线反映胶料在一定硫化温度下,转子的转矩随硫化时间的变化
A 焦烧阶段;B
热硫化阶段;C
平坦硫化阶段;D
过硫化阶段 A1
操作焦烧时间;A2
剩余焦烧时间 1
焦烧阶段(焦烧期-硫化起步阶段,硫化诱导期) 1) 图中的 ab 段称为胶料的焦烧阶段,此时交联尚未开始,胶料在模腔内具有良好的流动性,也称为硫化诱导阶段
胶料焦烧时间的长短决定胶料的焦烧性能和操作安全性
胶料焦烧时间受胶料中硫化促进剂和胶料本身