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橡胶硫化的基本知识

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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.硬度.拉伸强度. 伸长率.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. 扯断强度. 定伸强度. 撕裂强度. 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的热历史的影响较大 2) 焦烧时间既包括橡胶在加工过程中由于热积累消耗掉的焦烧时间 A1,称为操作焦烧时间;也包括胶料在模腔中保持流动性的时间 A2,称为剩余焦烧时间 硫化起步——硫化时,胶料开始变硬而后不能进行热塑 性流动的那一点时间(焦烧)。 焦烧期的长短:决定了胶料的焦烧性及操作安全性。 取决于方,特别是促进剂。可用迟效性促进剂:CZ 焦烧时间的起点:实际上是从混炼时加入硫磺的那一时刻开始 焦烧阶段的终点胶料开始发硬并丧失流动性 操作焦烧时间——混炼,停放,成型 残...

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