在橡膠工業(yè)中，硫化是一個至關重要的工藝過程，它決定了橡膠制品的最終性能和應用范圍。本文將深入探討橡膠硫化的定義、過程、影響因素及其在各個領域的應用。

一、硫化的定義

硫化是膠料在一定條件下，橡膠大分子由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)過程。這一過程中，橡膠分子鏈通過化學反應形成穩(wěn)定的交聯(lián)鍵，使橡膠材料獲得優(yōu)良的物理機械性能、耐熱性、耐溶劑性及耐腐蝕性。

二、硫化過程的三階段

硫化過程可以分為三個階段：誘導階段、交聯(lián)反應階段和網(wǎng)絡形成階段。

1.誘導階段：在這一階段，硫磺分子與促進劑體系反應生成活性更大的中間化合物，這些化合物進一步引發(fā)橡膠分子鏈，產(chǎn)生可交聯(lián)的自由基或離子。這一階段的長短取決于膠料配方和加工條件，主要受促進劑影響。

2.交聯(lián)反應階段：可交聯(lián)的自由基或離子與橡膠分子鏈之間產(chǎn)生連鎖反應，生成交聯(lián)鍵。此階段橡膠的彈性和拉伸強度急劇上升，是硫化反應的核心部分。

3.網(wǎng)絡形成階段：此階段前期交聯(lián)反應已基本完成，產(chǎn)生的交聯(lián)鍵發(fā)生重排和裂解反應，最終得到網(wǎng)格穩(wěn)定的硫化膠。這一階段中，交聯(lián)鍵的重排和熱裂解反應占主導，膠料的機械性能趨于穩(wěn)定。

三、硫化歷程圖與硫檢參數(shù)

硫化歷程圖通過橡膠某一性能的變化與硫化時間的關系來表征硫化過程。圖中常見的參數(shù)包括：

1.ML（最低轉(zhuǎn)矩）：表示膠料的蠕變性，ML越低，蠕變性越好。

2.MH（最高轉(zhuǎn)矩）：表征膠料的剪切模數(shù)、硬度、定伸強度和交聯(lián)密度，MH越高，硬度越高。

3.TS2（剩余焦燒時間）：表征膠料在模腔中可以流動的時間，對加工和配方設計具有重要意義。

4.TC90：評估膠料在成型生產(chǎn)時的一次加硫條件，TC90過長表示硫化速度偏慢，會導致產(chǎn)品硬度低、產(chǎn)效低。

四、硫化條件的選擇

1.硫化溫度：硫化溫度直接影響硫化速度和產(chǎn)品質(zhì)量。提高硫化溫度可以加快硫化速度，但過高的溫度會導致橡膠分子鏈裂解和硫化返原，降低膠料力學性能。

2.硫化壓力：硫化壓力用于防止膠料產(chǎn)生氣泡，提高膠料的致密性和各層之間的粘著力。壓力的選取應根據(jù)產(chǎn)品類型、配方和可塑性等因素決定。

五、硫化方式

硫化方式主要有直接硫化、間接硫化和混氣硫化。

1.直接硫化：將制品直接置入熱水或蒸汽介質(zhì)中硫化。

2.間接硫化：制品置于熱空氣中硫化，適用于外觀要求嚴格的制品。

3.混氣硫化：先采用空氣硫化，后改用直接蒸汽硫化，結(jié)合了兩種方法的優(yōu)點。

六、橡膠硫化劑的應用領域

橡膠硫化劑在多個領域有廣泛應用，包括汽車工業(yè)、電氣電子工業(yè)、建筑工業(yè)和航空航天工業(yè)等。

1.汽車工業(yè)：用于輪胎、密封件、減震器等部件的制造，提高耐磨性、抗撕裂性和抗老化性。

2.電氣電子工業(yè)：制造電線電纜、絕緣材料、密封墊等，確保電氣電子設備的安全可靠運行。

3.建筑工業(yè)：制造防水材料、密封材料、地板材料等，提高耐候性、耐水性和耐化學腐蝕性。

4.航空航天工業(yè)：制造密封件、減震器、傳動帶等關鍵部件，確保航空航天器的安全可靠運行。

七、總結(jié)

橡膠硫化是橡膠制品生產(chǎn)中的最后一道關鍵工序，它通過復雜的化學反應使橡膠由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而獲得優(yōu)異的物理機械性能和化學穩(wěn)定性。了解硫化的過程、條件和應用，對于提高橡膠制品的質(zhì)量和拓寬應用領域具有重要意義。

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