氯丁橡胶混炼胶的硫化工艺
发布时间:2012-12-08 11:13
硫化的基本特性
硫化是氯丁橡胶混炼胶制品加工的主要工艺过程之一。在加热或辐照的条件下，胶料中生胶与硫化剂发生化学反应，使橡胶混炼胶由线形结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，从而导致胶料物理机械性能及其他性能得到明显的改善，这一过程称为硫化。随着科技和生产的发展，硫化剂和高温已不再是硫化的必要条件，有些胶料可在较低温度下，甚至在室温下进行硫化，有些胶料可用物理的方法如用ϒ射线使胶料交联而不需用硫化剂。所以广义的硫化定义是，在一定条件下，氯丁橡胶混炼胶线形大分子转变为网状结构的过程。
硫化过程可分为四个阶段，即硫化诱导阶段、预硫化阶段、正硫化阶段及过硫阶段。在硫化诱导阶段，胶料交联尚未开始，混炼胶氯丁橡胶的胶料在模内有良好的流动性，此阶段的长短取决于胶料配方，它反映了胶料焦烧性能及操作的安全性。预硫化阶段为硫化反应中的交联阶段，逐渐生成网状结构，胶料性能开始发生变化。
正硫化阶段，这时交联反应已基本完成，胶料的主要物理机械性能均达到或接近最佳值，这段时间称为正硫化时间或称平坦硫化时间，其长短取决于胶料配方。过硫阶段是在正硫化阶段后继续硫化，产生交联键重排以及交联键和链段裂解反应，胶料强伸性能下降，天然橡胶下降则更为显著。
天然橡胶与合成橡胶的硫化特性存在着较大的差异，主要反映在三个方面：①天然橡胶含有较多的非橡胶烃物质，起加速硫化作用，而合成橡胶中无此类物质，相反还存在一定数量由聚合过程遗留下来的树脂或脂肪酸，它们起着延迟硫化作用；②天然橡胶主链结构有较多的双键，硫化速度比合成橡胶快，所以合成橡胶配合时必须使用较多的CPE促进剂及较少量的硫黄；③天然橡胶主要为线形大分子结构，而丁苯、丁腈等合成橡胶由于支链度高，容易产生内交联—环化，使硫化胶发硬。
硫化过程中，氯丁橡胶混炼胶的胶料物理机械性能发生显著的变化，以天然橡胶为例，性能如耐磨耗、耐热、抗溶胀性及抗透气性等，随硫化时间增加而改善，在正硫化阶段达到更佳值。
正硫化及其测定方法
正硫化为硫化过程中胶料综合性能达到更佳值的阶段，这段时间也称为“硫化平坦时间”。达到正硫化所需的最短时间称为“正硫化点”。在给定温度条件下，氯丁橡胶混炼胶的胶料各项性能达到更佳值的时间不一，根据制品的主要性能指标及工艺特点来选择最佳硫化时间，称为“工艺正硫化时间”。
本文参考《橡胶制品生产手册》一书 相关链接
