橡膠硫化培訓教材-文庫吧在線文庫
【正文】 段 膠料在硫化時，其性能隨硫化時間變化而變化的曲線，稱為硫化曲線。永久變形也有同樣的規(guī)律。 抗 張 強 度 抗張強度與定伸強度和硬度不同，它不隨交聯(lián)點數(shù)目的增加而不斷地上升。橡 膠 硫 化 橡膠或膠料在硫化過程中，它的很多性能都要發(fā)生變化，特別是定伸強度、彈性、硬度等的變化很大。 硬 度 與定伸強度一樣，隨交聯(lián)度的增加，橡膠的硬度也逐漸增加，測量硬度是在一定形變下進行的，所以有關(guān)定伸強度的上述情況也基本適用于硬度。 伸長率和永久變形 橡膠的伸長率隨交聯(lián)度的增加而降低。 橡膠彈性和交聯(lián)度之間的關(guān)系 式中 w為彈性， ρ 為橡膠密度； T為絕對溫度， Mc為兩個相鄰交聯(lián)隨間橡膠分子的平均分子量； R為氣體常數(shù)； λ λ 2 、 λ 3為試片在三個拉伸方向上的伸長率。在使用遲效性促進劑 (如亞硫酰胺 )或與少許秋蘭姆促進劑并用時，均可取得較長的焦燒期和良好的操作安全性。但是到了此階段的后期，制品輕微欠硫時，盡管制品的抗張強度、彈性、伸長率等尚未達到預想水平，但其抗撕裂性、耐磨性和抗動態(tài)裂口性等則優(yōu)于正硫化膠科。 ，在選擇正硫化時間時，尚需將 “ 后硫化 ” 考慮進去。當過平坦期之后，天然橡膠和丁基橡膠由于 斷鏈多于交聯(lián) (如圖 )。所以來用高溫硫化隊必須選取能使硫化平坦期較長的促進劑。其關(guān)系可表示為： T絕對溫度 因此，通過剪切模量的測定，即可反映交聯(lián)或硫化過程的情況。從 F點以后，曲線按不同膠料可能有三種走向：圖中的OA、 OB、 OC。在硫化過程中，橡膠分子由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。通過試驗和對硫化結(jié)構(gòu)的分析，目前傾向于認為：含有機促進劑的硫黃硫化是依次進行的很多雙分子反應(yīng)的總和。此時，側(cè)基間的相互作用成為主要反應(yīng)。 (1)交聯(lián)鍵變短的反應(yīng) 交聯(lián)鍵變短，即是多硫交聯(lián)鍵中硫原子被脫出，使交聯(lián)鍵的硫原子數(shù)減少，交聯(lián)鍵因之變短。 在硫化過程中，交聯(lián)和裂解成為一對主要矛盾。 2．與多硫化氫側(cè)基作用 在硫化過程中，交聯(lián)鍵特別是多硫交聯(lián)鍵容易發(fā)生斷裂，在高溫條件下更為顯著。 (一 )有機過氧化物硫化 目前，有機過氧化物幾乎能夠硫化除丁基橡膠和異丁橡膠以外的所有已知的橡膠。例如：過氧化二異丙苯的兩種分解形式： 這說明用作交聯(lián)橡膠的有機過氧化物，按游離基型裂解才有意義。這在選擇過氧化物或決定硫化溫度時是必須考慮的。對于交聯(lián)效率大于 10的丁苯橡膠和順丁橡膠， DCP的用量可再降至 0． 005克分子。如若必須使用，需加入少量 (如 1． 5— 1份 )堿性物 (如氧化鎂、二苯胺、六次甲基四胺、三乙醇胺等 )或增加過氧化物的用量予以補償。特別是 DTBP的半衰期比前二者長，故其焦燒性能優(yōu)良。 5. 硫化工藝 一、硫 化 條 件 硫化條件通常是指橡膠硫化的溫度、時間和壓力。 1．硫化溫度與硫化時間的計算 硫化溫度和硫化時間的關(guān)系，可用以下方程表示： 式中 t1當硫化溫度為 T1，時所需要的硫化時間； t 2為當硫化溫度為 T2時，所耍的硫化時間， K為硫化溫度系數(shù)，它表示在一定硫化溫度下，硫化膠獲得某一性能的時間和硫化溫度相差 10℃ 時獲得的相同性能的時間之比，其值可用試驗方法求得。因而，此類橡膠的硫化溫度不宜高于 160℃ 。也可以對厚制品進行預熱后，進行硫化。硫化介質(zhì)在某些場合下又兼為熱媒，目前，國內(nèi)廣泛使用飽和蒸汽、過熱水、熱空氣和熱水作為硫化介質(zhì)。 (2)使膠料流散且充滿模型 模型制品特別是花紋比較復雜的模型制品，在硫化時，必須施加一定壓力使膠料在硫化起步之前能很好地流散而充滿模型，防止出現(xiàn)缺膠現(xiàn)象，保證制品的花紋完整清晰。對于需要高溫硫化的不飽和橡膠．根據(jù)具體悄況可以考慮采用低硫高促硫化體系，或無硫硫化體系以及亞磺酰胺 (主促進刑 )與秋蘭姆 (副促進劑 )并用體系，稱為活化亞磺 l酰胺體系等。 為了便于計算，在生產(chǎn)上大多取 K值為 2左右已能滿足要求。說明可以通過提高硫化溫度來提高生產(chǎn)效率。＝ 1／ 32，經(jīng)過 10分鐘陣為 1／ 210＝ 1／ 1024，即是說在 171℃ 下經(jīng)過 5－ 10分鐘， DCP已基本耗盡。但是，硫化溫度又必須根據(jù)所用過氧化物的性質(zhì)及硫化方法來確定。胺類防老劑的阻化作用比酚類防老劑大。為了獲得適當交聯(lián)度的硫化膠，過氧化物的用量有一定范圍。一般用它來表示過氧化物的分解速度。 用有機過氧化物硫化的硫化膠，其主要特點是熱穩(wěn)定性較高，這是因為其交聯(lián)鏈是 C— C之故。在有氧化鋅時，它可與硫化氫作用，從而防止多硫鍵的斷裂。后一個游離基用以交聯(lián)，另一個游離基與橡膠反應(yīng)又生成多硫側(cè)基，再次參予交聯(lián)反應(yīng)。 含促進劑的硫磺硫化，其硫化膠的結(jié)構(gòu)可示意表示如下： 以噻唑類促進劑，硫磺硫化的交聯(lián)反應(yīng)過程可以簡單歸結(jié)如下： (二 )活性劑的作用 在硫黃硫化體系中，活性劑通常是不可缺少的。 4．交聯(lián)鍵的繼續(xù)反應(yīng) 在第二節(jié)中已簡述過硫化是一動態(tài)過程，并非所生成的硫黃交聯(lián)鍵在硫化過程中都保持不變，而是要發(fā)生各種變化。 2．中間化合物與橡膠的化學反應(yīng) 所生成的中間化合物，雖是事實上的硫化劑，但并非立即使橡膠分子鏈交聯(lián)，而是先與橡膠分子鏈作用，分兩步使橡膠分子鏈上生成含有硫和促進劑基團的活性例基。 硫磺硫化
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