1.硫化對橡膠應(yīng)用的重要意義
人類對橡膠的發(fā)現(xiàn)可追溯至公元前1600年,但在很長的歷史時期內(nèi),橡膠得不到廣泛應(yīng)用,究其原因主要是生膠多數(shù)情況下在高溫時發(fā)粘而在低溫時發(fā)硬發(fā)脆,喪失了高彈性,這極大的限制了橡膠的使用。直到19世紀(jì)橡膠硫化技術(shù)的發(fā)明,使橡膠在高、低溫下也能保持高彈性,掃除了橡膠應(yīng)用上的一大障礙,使橡膠從此成為了一種正式的工業(yè)原料被廣泛應(yīng)用,也促進(jìn)了橡膠相關(guān)的許多行業(yè)蓬勃發(fā)展。
2.橡膠硫化的定義
硫化又稱交聯(lián)、熟化。在橡膠中加入硫化劑和促進(jìn)劑等交聯(lián)助劑,在物理或化學(xué)作用下,形成三維網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)的過程,也就是把塑性的膠料轉(zhuǎn)變成具有高彈性橡膠的過程。由于最早是采用硫磺實(shí)現(xiàn)天然橡膠的交聯(lián)的,故稱硫化。
3.硫化前后橡膠變化
?、俳Y(jié)構(gòu)變化
線性的大分子硫化后形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
②性能變化
拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、彈性等性能達(dá)到峰值后,隨硫化時間再延長,其值出現(xiàn)下降;
伸長率、永久變形等性能隨硫化時間延長而漸減,當(dāng)達(dá)到最低值后再繼續(xù)硫化又緩慢上升;
耐熱、耐磨、抗溶脹等性能隨硫化時間的增加而有所改善,并在最佳硫化階段為最好。
4.硫化過程
根據(jù)硫化歷程分析,可將硫化曲線分成四個階段,即焦燒階段、熱硫化階段、平坦硫化階段和過硫化階段。
?、俳篃A段
硫化焦燒階段 也稱為硫化的起步階段,是指從膠料放入模具至出現(xiàn)輕微硫化的整個過程,這個過程所需時間被稱為焦燒時間。焦燒時間反應(yīng)了膠料的加工安全性。焦燒時間短,加工安全性差;焦燒時間太長,會降低生產(chǎn)效率。
?、跓崃蚧A段
此階段初期膠料的交聯(lián)度低,其性能變化甚微,制品沒有實(shí)用意義。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(qiáng)度、彈性、伸長率等尚未達(dá)到預(yù)想的水平,但其抗撕裂性耐磨性和抗動態(tài)裂口性等則優(yōu)于平坦硫化揭短。因此,如果著重要求后幾種性能時,制品可以輕微欠硫。
?、燮教沽蚧A段
此階段制品達(dá)到適當(dāng)?shù)慕宦?lián)度,硫化膠的各項(xiàng)物理機(jī)械性能并非在同一時都達(dá)到最高值,而是分別達(dá)到或接近最佳值,其綜合性能最好。
?、苓^硫化階段
達(dá)到平坦硫化階段后,如果繼續(xù)硫化,硫化膠物性反而下降的過程叫過硫化。過硫化時,有的硫化膠變硬,有的則變軟,后者通常稱為硫化還原。從達(dá)到硫化到出現(xiàn)過硫化所經(jīng)過的時間稱為平坦硫化時間,在這段時間里硫化膠仍然保持良好的物性。平坦硫化時間越長,過硫化的危險性愈小,即硫化操作愈安全。
5.理想硫化曲線特征
焦燒期要足夠長,充分保證生產(chǎn)加工的安全性;
硫化速度要快,提高生產(chǎn)效率,降低能耗;
硫化平坦期要長(以保證硫化加工中的安全性,減少過硫危險,以及保證制品各部位硫化均勻一致)。