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橡胶硫化的历程

发布时间:2017-02-28    点击次数:


在硫化过程中,各种性能均会随硫化的进程而发生变化,这种变化曲线能够反映胶料的硫化历程,故称为硫化历程图。下图为用硫化仪测出的硫化历程曲线。该曲线反映胶料在一定硫化温度下,转子的 转矩随硫化时间的变化。

A焦烧阶段;B.热硫化阶段;C.平坦硫化阶段;D.过硫化阶段

A1.操作焦烧时间;A2.剩余焦烧时间

1. 焦烧阶段(焦烧期-硫化起步阶段,硫化诱导期)

(1) 胶料的焦烧阶段,此时交联尚未开始,胶料在模腔内具有良好的流动性,也称为硫化诱导阶段。胶料焦烧时间的长短决定胶料的焦烧性能和操作安全性。胶料焦烧时间受胶料中硫 化促进剂和胶料本身的热历史的影响较大

(2) 焦烧时间既包括橡胶在加工过程中由于热积累消耗掉的焦烧时间

硫化起步——硫化时,胶料开始变硬而后不能进行热塑 性流动的那一点时间(焦烧)。

焦烧期的长短:决定了胶料的焦烧性及操作安全性。 取决于方,特别是促进剂。可用迟效性促进剂:CZ

焦烧时间的起点:实际上是从混炼时加入硫磺的那一时刻开始

焦烧阶段的终点胶料开始发硬并丧失流动性

操作焦烧时间——混炼,停放,成型

残余焦烧时间——进入模具后加热开始到开始硫化这段时间

若:操作焦烧时间 > 焦烧时间,就发生焦烧

防止焦烧的办法:

A 具有较长的焦烧时间:配方

B 混炼、停放要低温,成型时要迅速,5J简支梁冲击试验机即减少操作焦烧时间

2. 热硫化阶段(欠硫期-预硫阶段)

(1)热硫化阶段即图中的bc段,在该阶段橡胶的交联以一定的速度开始进行。诱导期后,开始交联,至正硫化。

(2)热硫化的速度和时间取决与胶料的配方和硫化的温度。

(3)在此阶段,交联度低,即使在此阶段的后期,性能(主要是拉伸强度、弹性等)尚未达到预期的要求

(4)但其抗撕性、耐磨性,则优于正硫化胶料,若要求这些性能时制品可以轻微欠硫。

3.硫化平坦阶段(正硫期-正硫化阶段)

硫化平坦阶段, 此时交联反应已趋于完成,反应速度已较为缓和。硫化胶的综合物理机械性能已达到或接近最佳值。

正硫化:在平坦硫化阶段,橡胶制品的综合物理机械性能达到最佳值,这种硫化状态称为正硫化,也称最宜硫化。正硫化前期成为欠硫;正硫化后期则成为过硫,欠硫或过硫,橡胶的物理机械性能均较差。

正硫化时间:正硫化时间是指达到正硫化状态所需的最短时间,也称为“正硫化点”。

工艺正硫化时间:在实际操作中,往往是从制品的某些主要性能指标进行选择,从而确定正硫化时间,与理论上的综合物理性能有所区别,具有工艺上的概念。因此,将通过这种确定的正硫化时间称为 工艺正硫化时间。一般橡胶制品的“工艺正硫化时间’ 应取其胶料的应力、应变最高值稍前一点制品达到适当的交联度的阶段,此时各项力学性能均达到或接近最佳值,其综合性能最好。

正硫化是一个阶段——各项性能基本上保持恒定或变化很少,也称硫化平坦期。

硫化平坦期的宽窄取决于:配方、温度等。

正硫化时间的选取:拉伸强度达到最高值略前的时间.

主要是考虑“后硫化”。

4. 过硫阶段(过硫期)

在这一阶段中,不同的橡胶表现的情况不同:6寸炼胶机天然橡胶由于氧化断链反应程度较强,其各项物理机械性能下降;而大部分的合成橡胶,如SBR、NBR由于热交联和热氧化断链两种作用程度接近,因此, 物理机械性能变化甚小或基本保持恒定。

(1)正硫化后,继续硫化进入过硫化。

进入过硫化后:

性能下降 :硫化返原(断链多于交联,NR、IIR)

性能恒定甚至上升 : 非返原(交联占优、环化)

(2)交联和氧化断链两种反应贯穿于橡胶硫化过程的始终90度剥离试验机。只是在硫化过程的不同阶段两种反应优势不同。

(3)进入过硫的早晚,即硫化平坦期的宽窄,主要取决于两个方面:a、配方(如TMTD);b、温度


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