硫化對橡膠結構與效能的影響

2022-06-27 18:21:02 字數 1463 閱讀 7866

在橡膠製品生產過程中,硫化是最後一道加工工序。在這道工序中,橡膠經過一系列複雜的化學反應,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效能、耐熱性、耐溶劑性及耐腐蝕性能提高橡膠製品的使用價值和應用範圍。

硫化前:線性結構,分子間以范德華力相互作用;

效能: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;

硫化後: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

效能: (1)力學效能(定伸強度.硬度.拉伸強度. 伸長率.彈性) (2)物理效能 (3)化學穩定性硫化後;

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橡膠的效能變化:

以天然橡膠為例,隨硫化程度的提高;

(1)力學效能的變化(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)物理效能的變化透氣率、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)橡膠製品硫化時都需要施加壓力,其目的是:

a.防止膠料產生氣泡,提高膠料的緻密性;

b.使膠料流動,充滿模具,以製得花紋清晰的製品

c.提高製品中各層(膠層與布層或金屬層、布層與布層)之間的粘著力,改善硫化膠的物理效能(如耐屈撓效能)。

(2)一般來說,硫化壓力的選取應根據產品型別、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、結構複雜壓力宜大些;薄製品壓宜小些,甚至可用常壓

硫化加壓的方式有以下幾種:

(1) 液壓幫浦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

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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,導致膠料力學效能下降

(2) 使橡膠製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,造成製品區域性缺膠

(4) 由於厚製品會增加製品的內外溫差,導致硫化不均

硫化溫度的選取應綜合考慮橡膠的種類、硫化體系及製品結構等因素

各種橡膠的最宜硫化溫度一般是:

nr<143℃;sbr<180℃;ir、br、cr<151℃;iir<170℃;nbr<180℃

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