橡膠及硫化基礎(chǔ)知識

一．名詞解釋
1.橡膠：它是一種有機(jī)高分子彈性化合物，具有：
(1)長鏈高分子（分子量在幾萬至幾十萬以上）
(2)分子鏈各鏈節(jié)的運(yùn)動活潑。
(3)分子鏈各鏈節(jié)間容易轉(zhuǎn)動，卷曲。
(4)分子間作用力小。
(5)常溫為無定型。
(6)分子間可以交聯(lián)，且交聯(lián)前后具有必要的性能。
2.硫化：混煉膠在一定條件下，橡膠分子由線形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)過程稱為硫化。
3.老化：橡膠制品在成型加工、長期儲存和使用過程中，由于受氧、臭氧、變價金屬離子以及其他化學(xué)物質(zhì)的作用，受機(jī)械應(yīng)力、光、高能輻射等物理作用以及霉菌、昆蟲等生物的作用和侵蝕，會逐漸變軟發(fā)粘、變硬、發(fā)脆或龜裂，物性降低，這種現(xiàn)象就稱為老化。
4.焦燒：在硫化以前的各個加工操作及貯存過程中，由于機(jī)械作用產(chǎn)生的熱量或高溫條件，使膠料產(chǎn)生早期硫化，導(dǎo)致塑性下降，從而使其后的操作難以進(jìn)行，這種現(xiàn)象為焦燒或早期硫化。
5.硫化三要素：硫化時間、硫化溫度、硫化壓力稱為硫化三要素。
二．關(guān)于硫化
1.硫化各階段：
從整個硫化時間來分，可分為四個階段，即：硫化誘導(dǎo)階段、熱硫階段、正硫階段、過硫階段。
1.1硫化誘導(dǎo)階段（焦燒期）
在這個階段內(nèi)，交聯(lián)尚未開始，橡膠在模腔中有良好的流動性，這個階段時間的長短決定膠料的焦燒性及操作安全性。
從這一階段的終點(diǎn)起，膠料開始發(fā)硬并喪失流動性，如在模壓硫化中，則膠料停止在模內(nèi)流動，根據(jù)所用助劑不同，這一階段可長可短。
1.2熱硫化階段
繼誘導(dǎo)階段之后，交聯(lián)便以一定的速度開始進(jìn)行，其初期交聯(lián)過程較低，各項性能也較低，但到了此階段后期，硫化膠的抗張強(qiáng)度，彈性等不能達(dá)到理想水平，但此時抗撕和動態(tài)裂口性能都超過正硫化階段的相應(yīng)值。
1.3正硫化階段
在這一階段，硫化膠的各項物理機(jī)械性能分別達(dá)到或接近最佳點(diǎn)或者說它們之間取得最佳綜合平衡。在這一階段所取的溫度、時間分別為正硫化溫度和正硫化時間，合稱正硫化條件。
1.4過硫階段
正硫化階段之后，繼續(xù)硫化便進(jìn)入過硫階段。對于一般橡膠來說，此階段一開始，各項物理性能基本上保持穩(wěn)定的階段，即硫化平坦期，過了平坦期以后，即為過硫階段，在這一階段會出現(xiàn)兩種情況：a:天然膠出現(xiàn)“復(fù)原”的現(xiàn)象。b:大部分合成膠（丁基膠除外）則變硬。
2.硫化三要素
2.1 硫化溫度：溫度是橡膠硫化工藝中最主要的控制條件之一。橡膠硫化溫度開始起步發(fā)展時一般控制在140℃-150℃的范圍內(nèi)。但為提高生產(chǎn)效率，縮短硫化時間，現(xiàn)在把溫度控制在180±5℃之間。
2.2 以下是硫化溫度與硫化時間的關(guān)系一般如下：
硫化溫度（℃）130 140 150 160 170
硫化時間（分） 30 15 7.5 3.75 1.8
從以上情況看，溫度每上升10℃，硫化時間將會縮短一半，但它還受以下因素的影響：
橡膠是不良導(dǎo)熱體，故對厚制品來說，采用高溫很難使內(nèi)外層膠料同時達(dá)到平坦范圍之內(nèi)。
2.3 各種橡膠的耐高溫能力高低不一（如天然膠需低溫長時間硫化）硫化溫度提高一定程度后對橡膠性能或多或少帶來影響。
2.4 高溫對橡膠制品中的纖維也起破壞作用，會使紡織物強(qiáng)度降低。例如：夾布產(chǎn)品在240℃連續(xù)加熱4小時，則其夾布將完全受到破壞，因此在提高和選定硫化溫度時，對膠種，硫化體系，硫化工藝方法及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都應(yīng)有所考慮。
3.硫化壓力
它是橡膠硫化的一個重要條件，對成品質(zhì)量起著重要的作用。本部各種壓機(jī)的極限壓力：臺灣200T（含真空）為21Mpa; 湖州150T為18.6 Mpa;湖州100T為20 Mpa。
3.1 硫化壓力在制品硫化時可以起到以下作用：
3.1.1 提高膠料的致密性，清除氣泡；
3.1.2 促進(jìn)膠料在模腔內(nèi)的流動，使其迅速填滿模腔；
3.1.3 使膠料與模具表面貼合緊密，得到光滑的表面及清晰的花紋；
3.1.4 提高橡膠與布層，金屬骨架的密著力和產(chǎn)品的耐曲擾性。
總之，硫化壓力對產(chǎn)品質(zhì)量起著重要作用，但對硫化速度的影響很小基本上不預(yù)考慮。
4.硫化時間
硫化的一個交聯(lián)過程必須在一定的時間內(nèi)才能完成。
硫化時間的長短必須服從于達(dá)到正硫化時間的硫化效應(yīng)，時間過短將會使制品欠硫。過長將導(dǎo)致制品過硫。
因此，在硫化生產(chǎn)過程中就必須嚴(yán)格遵守硫化時間，隨意延長或縮短硫化時間是工藝紀(jì)律絕對不允許的。