生胶是指没有经过任何加工的橡胶。橡胶是一种可以或已被改性为基本不溶(但能溶胀)于苯、甲乙酮、乙醇-甲苯共沸混合物等沸腾溶剂中的弹性体。
橡胶的硫化是橡胶加工的最后一道工序,在一定的温度、压力和时间作用下,使橡胶大分子发生化学反应产生交联,使未硫化胶料转变为硫化胶,从而赋予橡胶各种宝贵的物理性能,使橡胶成为广泛应用的工程材料。一个完整的硫化体系主要由硫化剂、活性剂、促进剂所组成。
生胶的种类很多,根据来源不同有天然橡胶和合成橡胶。按应用范围及用途,将橡胶分为两类:通用橡胶(NR、BR、SBR、NBR、IIR等)和特种橡胶(FPM、Q、PUR、AEM、T、CM、CSM等)。根据橡胶分子链上有无双键存在,分为不饱和橡胶与饱和橡胶两大类,可以直接加工。
橡胶硫化工艺配方
橡胶的硫化,使橡胶交联,制成制品!使得橡胶有一定的物化性能,达到使用性能。
1生橡胶 简称生胶,是指由天然采集、提炼或人工合成、未加配合剂而制成的原始胶料,为较硬的大块。生胶是一种不饱和的橡胶烃,未经配合的生胶性能较差,不能直接使用。
2软橡胶 是指在生胶中加入各种配合剂,经过塑炼、混炼、硫化等加工过程而制成为具有高弹性、高强度和其他实用性能的橡胶产品。一般所谓的橡胶就是这种软橡胶。根据各种工业制品的需要,软橡胶可用不同性能的天然或合成生橡胶,加入各种不同比率的配合剂,就可以制成不同硬度和具有特殊性能的橡胶制品。
3硬橡胶 又称硬质橡胶,它与软橡胶的不同之处是含有大量硫磺(25%~50%)的生胶经过硫化而制成的硬质制品。这种橡胶具有较高的硬度和强度,优良的电气绝缘性以及对某些酸、碱和溶剂的高度稳定性。广泛用于制作电绝缘制品和耐化学腐蚀制品。
硫化剂的作用是什么
硫化过程中发生了硫的交联,这个过程是指把一个或更多的硫原子接在聚合物链上形成桥状结构。反应的结果是生成了弹性体,它的性能在很多方面都有了改变,硫化剂可以是硫或者其它相关物质。
硫化中橡胶分子变化图
随着橡胶工业的发展,可以用多种非硫磺交联剂进行交联。因此硫化的更科学的意义应是“交联”或“架桥”,即线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程。硫化过程中发生了硫的交联,这个过程是指把一个或更多的硫原子接在聚合物链上形成桥状结构。反应的结果是生成了弹性体,它的性能在很多方面都有了改变,硫化剂可以是硫或者其它相关物质。从物性上即是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程。“硫化”的含义不仅包含实际交联的过程,还包括产生交联的方法。
硫化过程可分为四个阶段,各阶段的特点:
通过胶料定伸强度的测量(或硫化仪)可以看到,整个硫化过程可分为硫化诱导,预硫,正硫化和过硫(对天然胶来说是硫化返原)四个阶段。
诱导期
硫化诱导期(焦烧时间)内,交联尚未开始,胶料有很好的流动性。这一阶段决定了 胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点,胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶本身性质有关,主要取决于所用助剂,如用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间,且有较高的加工安全性。
预硫期
硫化诱导期以后便是以一定速度进行交联的预硫化阶段。预硫化期的交联程度低,即使到后期硫化胶的扯断强度,弹性也不能到达预想水平,但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。
到达正硫化阶段后,硫化胶的各项物理性能分别达到或接近最佳点,或达到性能的综全平衡。
正硫化
正硫化阶段(硫化平坦区)之后,即为过硫阶段,有两种情况:天然胶出现“返原”现象(定伸强度下降),大部分合成胶(除丁基胶外)定伸强度继续增加。
过硫
对任何橡胶来说,硫化时不只是产生交联,还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。这一现象贯穿整个硫化过程。在过硫阶段,如果交联仍占优势,橡胶就发硬,定伸强度继续上升,反之,橡胶发软,即出现返原。
硫化工艺主要是用来改善橡胶制品性能
橡胶在未硫化之前,分子之间没有产生交联,因此缺乏良好的物理机械性能,实用价值不大。当橡胶加入硫化剂以后,经热处理或其他方式能使橡胶分子之间产生交联,形成三维网状结构,从而使其性能大大改善,尤其是橡胶的定伸应力、弹性、硬度、拉伸强度等一系列物理机械性能都会大大提高。
硫化剂有的作用:适用于各类天然橡胶和合成橡胶,根据需要,不同的硫化剂品种可配合使用;硫化剂能使橡胶分子链交联成为硫化橡胶的配合剂。除了某些热塑性橡胶不需要硫化外,天然橡胶和各种合成橡胶都需配入硫化剂进行硫化。橡胶经硫化后才具有宝贵的使用价值,力学性能大大提高。
硫化剂分无机和有机两大类。前一类有硫黄、一氯化硫、硒、碲等。后一类有含硫的促进剂如促进剂TMTD、有机过氧化物如过氧化苯甲酰、醌肟化合物、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯、马来酰亚胺衍生物等。
橡胶硫化剂包括元素硫、硒、碲,含硫化合物,过氧化物,醌类化合物,胺类化合物,树脂类化合物,金属氧化物以及异氰酸酯等。用得最普遍的是元素硫和含硫化合物。
硫化过程主要经过230℃和370℃两次恒温阶段。硫化完成程度,一般以全程硫化剂加人量达到催化剂按金属计算理论硫含量的120%为准。恒温时问可通过测定反应器出口硫化氢浓度来确定。
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文章不错《生胶为什么要加工硫化?》内容很有帮助