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橡胶硫化基础知识

时间:2019-04-27 点击:

  1.硫化对橡胶应用的重要意义

  人类对橡胶的发现可追溯至公元前1600年,但在很长的历史时期内,橡胶得不到广泛应用,究其原因主要是生胶多数情况下在高温时发粘而在低温时发硬发脆,丧失了高弹性,这极大的限制了橡胶的使用。直到19世纪橡胶硫化技术的发明,使橡胶在高、低温下也能保持高弹性,扫除了橡胶应用上的一大障碍,使橡胶从此成为了一种正式的工业原料被广泛应用,也促进了橡胶相关的许多行业蓬勃发展。

  2.橡胶硫化的定义

  硫化又称交联、熟化。在橡胶中加入硫化剂和促进剂等交联助剂,在物理或化学作用下,形成三维网状体型结构的过程,也就是把塑性的胶料转变成具有高弹性橡胶的过程。由于最早是采用硫磺实现天然橡胶的交联的,故称硫化。

  3.硫化前后橡胶变化

  ①结构变化

  线性的大分子硫化后形成空间网状结构

  ②性能变化

  拉伸强度、定伸应力、弹性等性能达到峰值后,随硫化时间再延长,其值出现下降;

  伸长率、永久变形等性能随硫化时间延长而渐减,当达到最低值后再继续硫化又缓慢上升;

  耐热、耐磨、抗溶胀等性能随硫化时间的增加而有所改善,并在最佳硫化阶段为最好。

  4.硫化过程

  根据硫化历程分析,可将硫化曲线分成四个阶段,即焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化阶段和过硫化阶段。

  ①焦烧阶段

  硫化焦烧阶段 也称为硫化的起步阶段,是指从胶料放入模具至出现轻微硫化的整个过程,这个过程所需时间被称为焦烧时间。焦烧时间反应了胶料的加工安全性。焦烧时间短,加工安全性差;焦烧时间太长,会降低生产效率。

  ②热硫化阶段

  此阶段初期胶料的交联度低,其性能变化甚微,制品没有实用意义。但是到了此阶段的后期,制品轻微欠硫时,尽管制品的抗张强度、弹性、伸长率等尚未达到预想的水平,但其抗撕裂性耐磨性和抗动态裂口性等则优于平坦硫化揭短。因此,如果着重要求后几种性能时,制品可以轻微欠硫。

  ③平坦硫化阶段

  此阶段制品达到适当的交联度,硫化胶的各项物理机械性能并非在同一时都达到最高值,而是分别达到或接近最佳值,其综合性能最好。

  ④过硫化阶段

  达到平坦硫化阶段后,如果继续硫化,硫化胶物性反而下降的过程叫过硫化。过硫化时,有的硫化胶变硬,有的则变软,后者通常称为硫化还原。从达到硫化到出现过硫化所经过的时间称为平坦硫化时间,在这段时间里硫化胶仍然保持良好的物性。平坦硫化时间越长,过硫化的危险性愈小,即硫化操作愈安全。

  5.理想硫化曲线特征

  焦烧期要足够长,充分保证生产加工的安全性;

  硫化速度要快,提高生产效率,降低能耗;

  硫化平坦期要长(以保证硫化加工中的安全性,减少过硫危险,以及保证制品各部位硫化均匀一致)。