氯丁橡膠混煉膠的硫化工藝
發(fā)布時間:2012-12-08 11:13
硫化的基本特性
硫化是氯丁橡膠混煉膠制品加工的主要工藝過程之一。在加熱或輻照的條件下，膠料中生膠與硫化劑發(fā)生化學反應，使橡膠混煉膠由線形結構的大分子交聯(lián)成為立體網狀結構的大分子，從而導致膠料物理機械性能及其他性能得到明顯的改善，這一過程稱為硫化。隨著科技和生產的發(fā)展，硫化劑和高溫已不再是硫化的必要條件，有些膠料可在較低溫度下，甚至在室溫下進行硫化，有些膠料可用物理的方法如用?射線使膠料交聯(lián)而不需用硫化劑。所以廣義的硫化定義是，在一定條件下，氯丁橡膠混煉膠線形大分子轉變?yōu)榫W狀結構的過程。
硫化過程可分為四個階段，即硫化誘導階段、預硫化階段、正硫化階段及過硫階段。在硫化誘導階段，膠料交聯(lián)尚未開始，混煉膠氯丁橡膠的膠料在模內有良好的流動性，此階段的長短取決于膠料配方，它反映了膠料焦燒性能及操作的安全性。預硫化階段為硫化反應中的交聯(lián)階段，逐漸生成網狀結構，膠料性能開始發(fā)生變化。
正硫化階段，這時交聯(lián)反應已基本完成，膠料的主要物理機械性能均達到或接近最佳值，這段時間稱為正硫化時間或稱平坦硫化時間，其長短取決于膠料配方。過硫階段是在正硫化階段后繼續(xù)硫化，產生交聯(lián)鍵重排以及交聯(lián)鍵和鏈段裂解反應，膠料強伸性能下降，天然橡膠下降則更為顯著。
天然橡膠與合成橡膠的硫化特性存在著較大的差異，主要反映在三個方面：①天然橡膠含有較多的非橡膠烴物質，起加速硫化作用，而合成橡膠中無此類物質，相反還存在一定數(shù)量由聚合過程遺留下來的樹脂或脂肪酸，它們起著延遲硫化作用；②天然橡膠主鏈結構有較多的雙鍵，硫化速度比合成橡膠快，所以合成橡膠配合時必須使用較多的CPE促進劑及較少量的硫黃；③天然橡膠主要為線形大分子結構，而丁苯、丁腈等合成橡膠由于支鏈度高，容易產生內交聯(lián)—環(huán)化，使硫化膠發(fā)硬。
硫化過程中，氯丁橡膠混煉膠的膠料物理機械性能發(fā)生顯著的變化，以天然橡膠為例，性能如耐磨耗、耐熱、抗溶脹性及抗透氣性等，隨硫化時間增加而改善，在正硫化階段達到更佳值。
正硫化及其測定方法
正硫化為硫化過程中膠料綜合性能達到更佳值的階段，這段時間也稱為“硫化平坦時間”。達到正硫化所需的最短時間稱為“正硫化點”。在給定溫度條件下，氯丁橡膠混煉膠的膠料各項性能達到更佳值的時間不一，根據(jù)制品的主要性能指標及工藝特點來選擇最佳硫化時間，稱為“工藝正硫化時間”。
本文參考《橡膠制品生產手冊》一書 相關鏈接
