依據(jù)硫化進(jìn)程分析,可分四個(gè)期間,即焦燒期間、熱硫化期間、平整硫化期間和過(guò)硫化期間。
為抱負(fù)的橡膠硫化曲線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)意下列條件:
(1)硫化誘導(dǎo)期要滿(mǎn)意長(zhǎng).充沛保證出產(chǎn)加工的安全性
(2)硫化速度要快,進(jìn)步出產(chǎn)功率,下降能耗;
(3)硫化平整期要長(zhǎng)。
膠硫化過(guò)程中的功能改變
一)物理功能改變
化過(guò)程中,橡膠的物理機(jī)械功能改變很顯著,所以在出產(chǎn)技術(shù)中,常常以物性的改變來(lái)測(cè)量硫化程度。橡膠的物性通常是指強(qiáng)度(抗張強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度以及撕裂強(qiáng)度等)、扯斷時(shí)的伸長(zhǎng)率、硬度、彈性、持久變形、溶脹程度等。不一樣構(gòu)造的橡膠,在硫化過(guò)程中物理機(jī)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(guò)程中,可塑性顯著下降,強(qiáng)度和硬度顯著增大,而伸長(zhǎng)率、溶脹程度則相應(yīng)減小。這些景象都是線(xiàn)形大分子轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀構(gòu)造的特征。關(guān)于帶有側(cè)乙烯基構(gòu)造的橡膠,如丁苯橡膠,丁腈橡膠等,在硫化過(guò)程中也有相似的改變,只不過(guò)是在較長(zhǎng)的時(shí)刻內(nèi),各種功能的改變較為平整,曲線(xiàn)呈現(xiàn)的極大或極小值不甚顯著。
1、可溶性硫化過(guò)程會(huì)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(shí)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(jìn)步了橡膠的熱穩(wěn)定性,即橡膠的物理機(jī)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(shí),長(zhǎng)時(shí)刻儲(chǔ)存會(huì)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(kāi)始發(fā)作分化。但硫化后,擴(kuò)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(dòng)狀況。因此硫化大大地進(jìn)步天然橡膠的運(yùn)用溫度范為。
3、密度和氣透性 在必定的硫化時(shí)刻規(guī)模內(nèi),跟著交聯(lián)密度的增大,橡膠密度有所進(jìn)步,而氣透性則隨交聯(lián)密度的增大而下降。這是因?yàn)榇蠓肿渔湺蔚臒徇\(yùn)動(dòng)遭到必定約束引起的。
二)化學(xué)功能改變
化過(guò)程中,因?yàn)榻宦?lián)效果,使橡膠大分子構(gòu)造中的活性官能團(tuán)或雙鍵逐步減小,然后增加了化學(xué)穩(wěn)定性。另一方面,因?yàn)樯删W(wǎng)狀構(gòu)造,使橡膠大分子鏈段的運(yùn)動(dòng)削弱,低分子物質(zhì)的擴(kuò)散效果遭到嚴(yán)峻阻礙,成果進(jìn)步了橡膠對(duì)化學(xué)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(yùn)用生膠不能制得滿(mǎn)意各種運(yùn)用請(qǐng)求的橡膠制品。各種橡膠有必要參加適當(dāng)?shù)挠嘘P(guān)配合劑,才干制成有實(shí)用價(jià)值的橡膠制品。這除了是技術(shù)上的需求外,還因參加配合劑后可改進(jìn)橡膠的功能,使之滿(mǎn)意相應(yīng)的運(yùn)用請(qǐng)求,下降橡膠制品的本錢(qián)。
用硫化劑介紹
膠配合劑的資料種類(lèi)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(jìn)劑、防老劑、軟化劑、補(bǔ)強(qiáng)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(chǎng)上常用硫化劑做一要點(diǎn)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(chēng)為硫化劑,所謂硫化是使橡膠線(xiàn)性分子構(gòu)造經(jīng)過(guò)硫化劑的"架橋"而變成立體網(wǎng)狀組織,然后使橡膠的機(jī)械物理功能得到顯著的改進(jìn)。
1、硫磺:黃色固體物質(zhì),廣泛運(yùn)用于天然橡膠及有些合成橡膠中。常用的硫磺有硫磺粉、進(jìn)步硫磺(又稱(chēng)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(diǎn)是硫化橡皮耐熱性低、強(qiáng)度高、對(duì)銅線(xiàn)有腐蝕效果,適用于天然橡膠和某些合成橡膠。在電線(xiàn)電纜橡皮配方中,硫磺用量大約在0.2份到5份之間,但因?yàn)榇龠M(jìn)劑的參加,可使硫磺用量相應(yīng)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(wú)毒、無(wú)味。氧化鋅在橡膠中運(yùn)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(jìn)劑的活化劑。除此之外它還兼有補(bǔ)強(qiáng)效果。在耐日光老化的橡皮中起屏蔽紫外線(xiàn)的效果。氧化鋅在天然橡膠和丁基橡膠中用量為5~10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(yùn)用,混煉時(shí)能避免氯丁橡膠先期硫化。本品能進(jìn)步氯丁橡膠的抗拉強(qiáng)度、定伸強(qiáng)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(duì)氯磺化聚乙烯橡膠能賦予其杰出的物理機(jī)械功能,特別是持久變形比較小。但耐水性較差。通常用量為3~7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(yīng)嚴(yán)格密封保管。
3、樹(shù)脂類(lèi)硫化劑:樹(shù)脂類(lèi)硫化劑首要是一些熱固性的烷基酚醛樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂。用烷基酚醛樹(shù)脂硫化不飽和碳鏈橡膠和丁基橡膠可顯著進(jìn)步硫化膠的耐熱性。常用的首要種類(lèi)是苯酚甲醛樹(shù)脂,如叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂和叔辛基苯酚甲醛樹(shù)脂等。環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)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(xiàn)電纜橡皮中運(yùn)用比較廣的硫化劑,又可作硫化促進(jìn)劑。純品熔點(diǎn)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(jìn)劑,在100℃時(shí)可分化生成自由基,故可進(jìn)行橡膠交聯(lián)。 運(yùn)用秋蘭姆作硫化劑可改進(jìn)橡皮的耐熱性和耐老化功能。硫化曲線(xiàn)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2~3份,而在接連硫化橡皮配方中用量為2~5份,作促進(jìn)劑用時(shí)用量為0.3~0.5份。
5、過(guò)氧化物 過(guò)氧化物硫化指在橡膠配料中加人的硫化升溫時(shí)即放出自由基的有機(jī)過(guò)氧化物(如過(guò)氧化拌丙苯等)。過(guò)氧化物ur使橡膠高分子鏈之問(wèn)發(fā)作碳一碳鍵交聯(lián)。這類(lèi)過(guò)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(qiáng)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(guò)氧化物硫化劑為二烷基過(guò)氧化物、二醜基過(guò)氧化物和過(guò)氧酯等,能硫化大多數(shù)橡膠。選擇過(guò)氧化物,通常需求從過(guò)氧化物的半衰期、揮發(fā)性、氣味、酸堿性物質(zhì)對(duì)它的影響以及加工的安全性、硫化膠的物理機(jī)械功能等多方面思考。其間二垸基過(guò)氧化物取得廣泛運(yùn)用,如過(guò)氧化二異丙苯(DCP)適于160X:硫化,價(jià)格便宜'是目前運(yùn)用最多的一種硫化劑;1,1-二叔丁基過(guò)氧基-3,3,5-三甲基環(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(jī)過(guò)氧化物使橡膠制品分子發(fā)作化學(xué)交聯(lián)的物質(zhì)的量(mol)。若lmol的過(guò)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(guò)氧化物在熱或輻射效果下均裂發(fā)作自由基,如烷基過(guò)氧化物發(fā)作二個(gè)烷氧自由基,二酰基過(guò)氧化物發(fā)作兩個(gè)酰氧自由基,過(guò)氧酯則發(fā)作一個(gè)烷氧自由基和一個(gè)自由基。在橡膠制品熱交聯(lián)過(guò)程中,叔烷基和叔氧基也許進(jìn)一步裂解發(fā)作烷基自由基。