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橡膠硫化進程,原來是這樣??!

   2017-05-24 6830
核心提示:依據(jù)硫化進程分析,可分四個期間,即焦燒期間、熱硫化期間、平整硫化期間和過硫化期間。較為抱負的橡膠硫化曲線應滿意下列條件:(1)硫化誘導期要滿意長.充沛保證出產(chǎn)加工的安全性(2)硫化速度要快,進步出產(chǎn)功率,下降能耗;(3)硫化平整期要長。

依據(jù)硫化進程分析,可分四個期間,即焦燒期間、熱硫化期間、平整硫化期間和過硫化期間。

為抱負的橡膠硫化曲線應滿意下列條件:

(1)硫化誘導期要滿意長.充沛保證出產(chǎn)加工的安全性

(2)硫化速度要快,進步出產(chǎn)功率,下降能耗;

(3)硫化平整期要長。

膠硫化過程中的功能改變

一)物理功能改變

化過程中,橡膠的物理機械功能改變很顯著,所以在出產(chǎn)技術中,常常以物性的改變來測量硫化程度。橡膠的物性通常是指強度(抗張強度、定伸強度以及撕裂強度等)、扯斷時的伸長率、硬度、彈性、持久變形、溶脹程度等。不一樣構造的橡膠,在硫化過程中物理機械功能的改變雖然有不一樣的趨向,但大多數(shù)功能的改變根本共同。天然橡膠在硫化過程中,可塑性顯著下降,強度和硬度顯著增大,而伸長率、溶脹程度則相應減小。這些景象都是線形大分子轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀構造的特征。關于帶有側(cè)乙烯基構造的橡膠,如丁苯橡膠,丁腈橡膠等,在硫化過程中也有相似的改變,只不過是在較長的時刻內(nèi),各種功能的改變較為平整,曲線呈現(xiàn)的極大或極小值不甚顯著。

1、可溶性硫化過程會使橡膠溶于溶劑的能力逐步下降,而只能溶脹;硫化到必定時刻后,溶脹性呈現(xiàn)最小值,繼續(xù)硫化又有使溶脹性逐步增大的趨向。

2、熱穩(wěn)定性 硫化進步了橡膠的熱穩(wěn)定性,即橡膠的物理機械功能隨溫度改變的程度減小,例如未硫化天然橡膠低于10℃時,長時刻儲存會發(fā)作結(jié)晶硬化;溫度超越70℃,塑性顯著地增大;超越100℃,則處于粘流狀況;200℃便開始發(fā)作分化。但硫化后,擴展了高彈性的溫度規(guī)模,脆性溫度可下降到-20~-40℃以下,且不呈現(xiàn)生膠的塑性活動狀況。因此硫化大大地進步天然橡膠的運用溫度范為。

3、密度和氣透性 在必定的硫化時刻規(guī)模內(nèi),跟著交聯(lián)密度的增大,橡膠密度有所進步,而氣透性則隨交聯(lián)密度的增大而下降。這是因為大分子鏈段的熱運動遭到必定約束引起的。

二)化學功能改變

化過程中,因為交聯(lián)效果,使橡膠大分子構造中的活性官能團或雙鍵逐步減小,然后增加了化學穩(wěn)定性。另一方面,因為生成網(wǎng)狀構造,使橡膠大分子鏈段的運動削弱,低分子物質(zhì)的擴散效果遭到嚴峻阻礙,成果進步了橡膠對化學物質(zhì)效果的穩(wěn)定性。

然橡膠具有許多優(yōu)秀功能,但生膠自身仍存在著許多缺陷,單純運用生膠不能制得滿意各種運用請求的橡膠制品。各種橡膠有必要參加適當?shù)挠嘘P配合劑,才干制成有實用價值的橡膠制品。這除了是技術上的需求外,還因參加配合劑后可改進橡膠的功能,使之滿意相應的運用請求,下降橡膠制品的本錢。

用硫化劑介紹

膠配合劑的資料種類許多,在橡膠中的效果也很雜亂。依據(jù)配合劑在橡膠中的首要效果,又可分為硫化劑、硫化促進劑、防老劑、軟化劑、補強劑、填充劑、著色劑以及特別用途的配合劑。硫化劑是配合劑中比較主要的一種,現(xiàn)就市場上常用硫化劑做一要點介紹。

化劑 能在必定條件下使橡膠發(fā)作硫化的物質(zhì)統(tǒng)稱為硫化劑,所謂硫化是使橡膠線性分子構造經(jīng)過硫化劑的"架橋"而變成立體網(wǎng)狀組織,然后使橡膠的機械物理功能得到顯著的改進。

1、硫磺:黃色固體物質(zhì),廣泛運用于天然橡膠及有些合成橡膠中。常用的硫磺有硫磺粉、進步硫磺(又稱硫磺華)和沉淀硫磺三種。硫磺不溶于水,稍溶于乙醇和乙醚,溶于二硫化碳和四氯化碳。它的特點是硫化橡皮耐熱性低、強度高、對銅線有腐蝕效果,適用于天然橡膠和某些合成橡膠。在電線電纜橡皮配方中,硫磺用量大約在0.2份到5份之間,但因為促進劑的參加,可使硫磺用量相應削減。

2、金屬氧化物:金屬氧化物首要用于氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯等的硫化劑。常用的有氧化鋅、氧化鎂、氧化鉛、四氧化三鉛等。 氧化鋅 比重為5.6,是一種白色粉末,無毒、無味。氧化鋅在橡膠中運用比較廣泛,在通用型氯丁橡膠中常與氧化鎂并用作為主硫化劑。在天然橡膠及別的烯烴橡膠中它可作為促進劑的活化劑。除此之外它還兼有補強效果。在耐日光老化的橡皮中起屏蔽紫外線的效果。氧化鋅在天然橡膠和丁基橡膠中用量為510份,在氯丁橡膠中與氧化鎂并用通常用量為5份。氧化鎂 氧化鎂在氯丁橡膠中作為副硫化劑運用,混煉時能避免氯丁橡膠先期硫化。本品能進步氯丁橡膠的抗拉強度、定伸強度和硬度。能中和鹵化橡膠等在硫化期間或在別的氧化條件下所發(fā)作的少量硫化氫。對氯磺化聚乙烯橡膠能賦予其杰出的物理機械功能,特別是持久變形比較小。但耐水性較差。通常用量為37份。氧化鎂為白色疏松粉末,比重為3.2,在空氣中能逐步吸收水分和二氧化碳變成堿或碳酸鎂而使活性下降,故應嚴格密封保管。

3、樹脂類硫化劑:樹脂類硫化劑首要是一些熱固性的烷基酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂。用烷基酚醛樹脂硫化不飽和碳鏈橡膠和丁基橡膠可顯著進步硫化膠的耐熱性。常用的首要種類是苯酚甲醛樹脂,如叔丁基苯酚甲醛樹脂和叔辛基苯酚甲醛樹脂等。環(huán)氧樹脂對羧基橡膠及氯丁橡膠均有較好的硫化效果,其硫化橡皮耐屈繞性好。

4、秋蘭姆:全名為二硫化四甲基秋蘭姆,商品名為TMTD。是電線電纜橡皮中運用比較廣的硫化劑,又可作硫化促進劑。純品熔點為147℃~148℃,比重為1.29,為灰白色粉末。它是天然橡膠的超速促進劑,在100℃時可分化生成自由基,故可進行橡膠交聯(lián)。 運用秋蘭姆作硫化劑可改進橡皮的耐熱性和耐老化功能。硫化曲線平整,不易焚燒。適用于天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠以及全部富含雙鍵的不飽和橡膠。在通常的耐熱橡皮中,秋蘭姆的用量為23份,而在接連硫化橡皮配方中用量為25份,作促進劑用時用量為0.30.5份。

5、過氧化物 過氧化物硫化指在橡膠配料中加人的硫化升溫時即放出自由基的有機過氧化物(如過氧化拌丙苯等)。過氧化物ur使橡膠高分子鏈之問發(fā)作碳一碳鍵交聯(lián)。這類過氧化物能夠硫化大多數(shù)橡膠(J一基橡膠、氯丁橡膠等除外),是主要的非硫硫化系統(tǒng)。白于所得硫化膠的強度和耐撕裂功能較差,工業(yè)上多用少硅橡膠、乙內(nèi)橡膠、丁脂橡膠的硫化,還叮用作某些并用橡膠的共硫化。常用的過氧化物硫化劑為二烷基過氧化物、二醜基過氧化物和過氧酯等,能硫化大多數(shù)橡膠。選擇過氧化物,通常需求從過氧化物的半衰期、揮發(fā)性、氣味、酸堿性物質(zhì)對它的影響以及加工的安全性、硫化膠的物理機械功能等多方面思考。其間二垸基過氧化物取得廣泛運用,如過氧化二異丙苯(DCP)適于160X:硫化,價格便宜'是目前運用最多的一種硫化劑;1,1-二叔丁基過氧基-3,35-三甲基環(huán)己烷(3M),適于較低溫度硫化。氧化物的交聯(lián)功率是指lmol的有機過氧化物使橡膠制品分子發(fā)作化學交聯(lián)的物質(zhì)的量(mol)。若lmol的過氧化物能發(fā)作lmol的橡膠交聯(lián)鍵,交聯(lián)功率為1

氧化物硫化是過氧化物在熱或輻射效果下均裂發(fā)作自由基,如烷基過氧化物發(fā)作二個烷氧自由基,二?;^氧化物發(fā)作兩個酰氧自由基,過氧酯則發(fā)作一個烷氧自由基和一個自由基。在橡膠制品熱交聯(lián)過程中,叔烷基和叔氧基也許進一步裂解發(fā)作烷基自由基。

 
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