什么是橡膠硫化
什么是橡膠硫化?
硫化(交聯(lián))是指橡膠的線型大分子鏈通過化學(xué)交聯(lián)而構(gòu)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化學(xué)變化過程.膠的硫化是橡膠加工的最后一道工序，在一定的溫度、壓力和時間作用下，使橡膠大分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生交聯(lián)，使未硫化膠料轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧z，從而賦予橡膠各種寶貴的物理性能，使橡膠成為廣泛應(yīng)用的工程材料(如:耐高溫O型圈,耐高壓O型圈,密封圈,橡膠墊,橡膠密封圈,密封條等橡膠制品)過程是橡膠結(jié)構(gòu)連續(xù)變化的過程，這使橡膠在物理及化學(xué)性質(zhì)方面發(fā)生變化。橡膠在硫化過程中物理機械性能的變化如圖l—2所示。由圖可知，不同結(jié)構(gòu)的橡膠，在硫化過程中物理機械性能的變化雖然有不同的趨向，但大部分性能的變化卻基本一致，即隨著硫化時間的增加，除了扯斷伸長率和永久變形是下降的外，其余指標(biāo)均是提高的。這是因為生膠是線型結(jié)構(gòu)，其分子鏈具有運動的獨立性，表現(xiàn)出可塑性大、伸長率高，并具有司浴性。經(jīng)硫化后，在分子鏈之間形成交聯(lián)鍵而成為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子間除次價力外，在分子鏈彼此結(jié)合處還有主價力發(fā)生作用，交聯(lián)鍵的存在，使分子鏈間不能產(chǎn)生相對滑移，但鏈段運動依然存在。所以硫化膠比生膠的拉伸強度大、定伸應(yīng)力高、扯斷伸長率小而彈件大，并失去可溶性而只產(chǎn)生有限溶脹。
1一拉伸強度2一扯斷伸長率;3一溶脹性能4一回彈性;5一硬度;6.伸應(yīng)力;7一永久變形
一個完整的硫化體系主要由硫化劑、活性劑、促進(jìn)劑所組成。硫化反應(yīng)是一個多元組分參與的復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程。它包含橡膠分子與硫化劑及其他配合劑之間發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)，在形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時伴隨著發(fā)生的各種副反應(yīng)。其中，在硫黃硫化體系中，橡膠與硫黃的反應(yīng)占主導(dǎo)地位，它是形成空間網(wǎng)絡(luò)的基本反應(yīng)。整個硫化過程可分為三個階段，第一階段為誘導(dǎo)階段，在這個階段中，先是硫黃、促進(jìn)劑、活性劑的相互作用，使氧化鋅在膠料中溶解度增加，活化促進(jìn)劑，使促進(jìn)劑與硫黃之間反應(yīng)生成一種活性更大的中間產(chǎn)物;然后進(jìn)一步引發(fā)橡膠分子鏈，產(chǎn)生可交聯(lián)的橡膠大分子自由基(或離子)。第二階段為交聯(lián)反應(yīng)，即可交聯(lián)的自由基(或離子)與橡膠分子鏈產(chǎn)生反應(yīng)，生成交聯(lián)鍵。第三階段為網(wǎng)絡(luò)形成階段，此階段的前期，交聯(lián)反應(yīng)已趨完成，初始形成的交聯(lián)鍵發(fā)生排和裂解反應(yīng)，最后網(wǎng)絡(luò)趨于穩(wěn)定，獲得網(wǎng)絡(luò)相對穩(wěn)定的硫化膠。
