第9章橡胶加工2.ppt

* 9、3 橡胶制品的硫化（自学） 硫化——在一定条件下，生胶大分子由线形结构转变为网状结构的交联过程。 硫化过程中，随着时间的延长，胶料的一系列性能发生了变化，见图。 为什么随着时间的延长胶料的一系列性能发生了变化？ 9、2、1 硫化历程 硫化历程图 四个阶段：硫化诱导期、预硫阶段、正硫化阶段和过硫阶段。 1、硫化诱导期（焦烧阶段 ） 胶料开始硫化前的一段时间。或硫化的延迟作用时间。 a a—— 特点：胶料未开始交联，在模型内有良好的流动性。 如果该阶段过早交联，则胶料失去流动性——焦烧。 该阶段时间——焦烧时间。 焦烧时间短，操作安全性差，制品花纹不清，缺胶等。 焦烧时间长短确定： ①取决于配合剂(如促进剂)的种类和用量。 超促进剂（TMTD ）焦烧期较短； 亚磺酰胺类促进剂（促进剂CZ）具有延迟效应。 ②视成型工艺及制品而定 模型硫化制品（密封圈、杂件）——胶料的流动、充模，胶料焦烧期长。 非模型硫化制品（胶管、轮胎等）——防止制品受热软化变形，尽早硫化起步，胶料的焦烧期短。 2、预硫阶段 开始交联的阶段。 特点：①交联程度逐渐增加，并形成网状结构。 ②橡胶的物理机械性能逐渐上升，但尚未达到最佳值。 但抗撕裂性、耐磨性等却优良。 此段时间——橡胶硫化反应速度的快慢——取决于胶料的配方。 3、正硫化阶段 达到适当交联度的阶段。 特征： ①主要的物理机械性能均达到或接近最佳值，制品的综合性能最佳。 ②性能基本保持恒定，称为硫化平坦期。 达到此阶段的时间称为正硫化时间。 正硫化时间的确定： ①根据制品要求性能 根据胶料拉伸强度达到最高值略前一点的时间或以强伸积最高值的硫化时间确定。 ②制品的厚度 厚制品会产生后硫化 现象。 正硫化时间应较测定的正硫化时间稍短： 原因：橡胶是不良的导热体，散热降温慢，硫化后，交联仍在进行，导致某些性能（弹性）下降。 4、过硫阶段 特征：胶料物理机械性能出现下降。 原因：链氧化及热断链反应占主导地位。 ① 过硫化与橡胶品种有关 NR、IIR断链多于交联而出现硫化返原现象——橡胶变软。 硫化非返原性胶料——胶料的物理机械性能变化很小，甚至保持恒定。 在该阶段中易产生氧化支化反应和环化结构。 大部分合成橡胶，如SBR、NBR 。图b。 ②过硫化与硫化体系有关 硫磺与超促进剂(如TMTD)硫化体系： 硫化胶生成较多多硫键，键能较低，热稳定性差——产生硫化返原现象，如图。 非硫磺硫化体系、低硫高促硫磺硫化体系：形成的交联键多为无硫键和少硫键，热稳定性较好，有较长的平坦期，如图。 过氧化物硫化：出现过硫期性能上升的现象。见图。 专用仪器法 ——硫化仪 测定基本原理：胶料的剪切模量G与交联密度D成正比。 硫化仪在硫化过程中对胶料施一定振幅的剪切变形，通过剪切力的测定(硫化仪转矩)，即可反映硫化交联过程。 9、2、2 正硫化点的确定（T,t） 反映硫化性能的数据： ML——最小转矩：反映胶料在一定温度下的可塑性（流动变形难易） 。 MH——最大转矩：反映硫化胶的模量； t10——焦烧时间：转矩达到(MH-ML) ×10%+ML时所需的间； t90——正硫化时间：转矩达到(MH-ML) ×90%+ML时所需的时间； t90 － t10：为硫化反应速度。其值越小，硫化速度越快。 9、3、3 硫化方法和硫化介质 橡胶制品可依据不同成型加工工艺和加热加压方式采用不同的硫化方法。 1、高能辐射硫化法 将半成品置于高能射线(γ射线、X射线)或高能质点（β射线、高速运动的电子、质子)作用下，使橡胶分子受引发产生自由基而交联。 特点：不需加入硫化配合剂，不需加热，可以保证橡胶中不含杂质。 适用于医用橡胶制品，制品耐疲劳性、耐化学药品性、耐水性、耐热性和电绝缘性良好，但机械强度较差。 2、热硫化法 应用最广泛的硫化方法。使用水蒸汽、热空气、热水、电加热硫化橡胶制品。（1）直接水中硫化 水中