什么是橡膠硫化
什么是橡膠硫化?
硫化(交聯)是指橡膠的線型大分子鏈通過化學交聯而構成三維網狀結構的化學變化過程.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,使橡膠大分子發生化學反應產生交聯,使未硫化膠料轉變為硫化膠,從而賦予橡膠各種寶貴的物理性能,使橡膠成為廣泛應用的工程材料(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)過程是橡膠結構連續變化的過程,這使橡膠在物理及化學性質方面發生變化。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,不同結構的橡膠,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,其余指標均是提高的。這是因為生膠是線型結構,其分子鏈具有運動的獨立性,表現出可塑性大、伸長率高,并具有司浴性。經硫化后,在分子鏈之間形成交聯鍵而成為空間網狀結構,分子間除次價力外,在分子鏈彼此結合處還有主價力發生作用,交聯鍵的存在,使分子鏈間不能產生相對滑移,但鏈段運動依然存在。所以硫化膠比生膠的拉伸強度大、定伸應力高、扯斷伸長率小而彈件大,并失去可溶性而只產生有限溶脹。
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、促進劑所組成。硫化反應是一個多元組分參與的復雜的化學反應過程。它包含橡膠分子與硫化劑及其他配合劑之間發生的一系列化學反應,在形成網狀結構時伴隨著發生的各種副反應。其中,在硫黃硫化體系中,橡膠與硫黃的反應占主導地位,它是形成空間網絡的基本反應。整個硫化過程可分為三個階段,第一階段為誘導階段,在這個階段中,先是硫黃、促進劑、活性劑的相互作用,使氧化鋅在膠料中溶解度增加,活化促進劑,使促進劑與硫黃之間反應生成一種活性更大的中間產物;然后進一步引發橡膠分子鏈,產生可交聯的橡膠大分子自由基(或離子)。第二階段為交聯反應,即可交聯的自由基(或離子)與橡膠分子鏈產生反應,生成交聯鍵。第三階段為網絡形成階段,此階段的前期,交聯反應已趨完成,初始形成的交聯鍵發生排和裂解反應,最后網絡趨于穩定,獲得網絡相對穩定的硫化膠。