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      硫化對橡膠結構與性能的影響

      硫化對橡膠結構與性能的影響

      2022/05/18 13:53

      硫化對結構與性能的影響

        在橡膠制品生產過程中,硫化是最后一道加工工序。在這道工序中,橡膠經過一系列復雜的化學反應,由線型結構變成體型結構,失去了混煉膠的可塑性具有了交聯橡膠的高彈性,進而獲得優良的物理 機械性能、耐熱性、耐溶劑性及耐腐蝕性能提高橡膠制品的使用價值和應用范圍。

      硫化前:線性結構,分子間以范德華力相互作用;
      性能:可塑性大,伸長率高,具有可溶性;
      硫化時:分子被引發,發生化學交連反應;
      硫化后:網狀結構,分子間以已化學鍵結合;
      結構:(1)化學鍵;(2)交聯鍵的位置;(3)交聯程度;(4)交聯  ;       性能: (1)力學性能(定伸強度.硬度.拉伸強度. 伸長率.彈性) ;(2)物理性能(3)化學穩定性硫化后;

      橡膠的性能變化:
      以天然橡膠為例,隨硫化程度的提高;
      (1)力學性能的變化(彈性. 扯斷強度. 定伸強度. 撕裂強度. 硬度)提高(伸長率. 壓縮永久變形. 疲勞生熱)降低
      (2)物理性能的變化透氣率、透水率降低 不能溶解,只能溶脹 耐熱性提高
      (3)化學穩定性的變化

      化學穩定性提高,原因

      a. 交聯反應使化學活性很高的基團或原子不復存在,使老化反應難以進行
            b . 網狀結構阻礙了低分子的擴散,導致橡膠自由基難以擴散 

      橡膠硫化條件的選取及確定
        一、硫化壓力
      (1)橡膠制品硫化時都需要施加壓力,其目的是:
            a.防止膠料產生氣泡,提高膠料的致密性;
            b.使膠料流動,充滿模具,以制得花紋清晰的制品
           c.提高制品中各層(膠層與布層或金屬層、布層與布層)之間的粘著力,改善硫化膠的物理性能(如耐屈撓性能)。
      (2)一般來說,硫化壓力的選取應根據產品類型、配方、可塑性等因素決定。
      (3)原則上應遵循以下規律:可塑性大,壓力宜小些;產品厚、層數多、結構復雜壓力宜大些;薄制品壓宜小些,甚至可用常壓

      硫化加壓的方式有以下幾種:
      (1) 液壓泵通過平板硫化機把壓力傳遞給模具,再由模具傳遞給膠料
      (2) 由硫化介質(如蒸汽)直接加壓
      (3) 由壓縮空氣加壓
      (4) 由注射機注射

      二、硫化溫度和硫化時間
           硫化溫度是硫化反應的最基本條件。硫化溫度的高低,可直接影響硫化速度、產品質量和企業的經濟效益硫化溫度高,硫化速度快,生產效率高;反之生產效率低.
      提高硫化溫度會導致以下問題;
      (1) 引起橡膠分子鏈裂解和硫化返原,導致膠料力學性能下降
      (2) 使橡膠制品中的紡織物強度降低
      (3) 導致膠料焦燒時間縮短,減少了充模時間,造成制品局部缺膠
      (4) 由于厚制品會增加制品的內外溫差,導致硫化不均

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