硫化对橡胶结构与性能的影响

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 硫化对结构与性能的影响：

  在橡胶制品生产过程中，硫化是最后一道加工工序。在这道工序中，橡胶经过一系列复杂的化学反应，由线型结构变成体型结构，失去了混炼胶的可塑性具有了交联橡胶的高弹性，进而获得优良的物理 机械性能、耐热性、耐溶剂性及耐腐蚀性能提高橡胶制品的使用价值和应用范围。

硫化前：线性结构，分子间以范德华力相互作用；
性能：可塑性大，伸长率高，具有可溶性；
硫化时：分子被引发，发生化学交连反应；
硫化后：网状结构，分子间以已化学键结合；
结构：（1）化学键；（2）交联键的位置；（3）交联程度；（4）交联  ；                
性能: （1）力学性能(定伸强度.硬度.拉伸强度. 伸长率.弹性)  （2）物理性能  （3）化学稳定性硫化后；
 

橡胶的性能变化：

以天然橡胶为例，随硫化程度的提高；
（1）力学性能的变化（弹性. 扯断强度. 定伸强度. 撕裂强度. 硬度）提高（伸长率. 压缩永久变形. 疲劳生热）降低
（2）物理性能的变化透气率、透水率降低 不能溶解，只能溶胀 耐热性提高
（3）化学稳定性的变化
 

化学稳定性提高，原因

a. 交联反应使化学活性很高的基团或原子不复存在，使老化反应难以进行
   b . 网状结构阻碍了低分子的扩散，导致橡胶自由基难以扩散

橡胶硫化条件的选取及确定

一、硫化压力

（1）橡胶制品硫化时都需要施加压力，其目的是：
a.防止胶料产生气泡，提高胶料的致密性；
b.使胶料流动，充满模具，以制得花纹清晰的制品
c.提高制品中各层（胶层与布层或金属层、布层与布层）之间的粘着力，改善硫化胶的物理性能（如耐屈挠性能）。
（2）一般来说，硫化压力的选取应根据产品类型、配方、可塑性等因素决定。
（3）原则上应遵循以下规律：可塑性大，压力宜小些；产品厚、层数多、结构复杂压力宜大些；薄制品压宜小些，甚至可用常压

硫化加压的方式有以下几种：
(1) 液压泵通过平板硫化机把压力传递给模具，再由模具传递给胶料
(2) 由硫化介质（如蒸汽）直接加压
(3) 由压缩空气加压
(4) 由注射机注射
 

二、硫化温度和硫化时间

硫化温度是硫化反应的最基本条件。硫化温度的高低，可直接影响硫化速度、产品质量和企业的经济效益硫化温度高，硫化速度快，生产效率高；反之生产效率低
提高硫化温度会导致以下问题；

(1) 引起橡胶分子链裂解和硫化返原，导致胶料力学性能下降
(2) 使橡胶制品中的纺织物强度降低
(3) 导致胶料焦烧时间缩短，减少了充模时间，造成制品局部缺胶
(4) 由于厚制品会增加制品的内外温差，导致硫化不均
硫化温度的选取应综合考虑橡胶的种类、硫化体系及制品结构等因素
 

各种橡胶的最宜硫化温度一般是：
NR<143℃；SBR<180℃；IR、BR、CR<151℃；IIR<170℃；NBR<180℃