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硫化介质和硫化工艺方法

2.1硫化介质

橡胶硫化多数情况下是在加热条件下进行的，除了用电加热板传导磨具再加

热胶料外，对胶料加热还需要一种能传递热能的介质，这种介质称为硫化介质。

作为优良的硫化介质的条件是：（1）具有优良的导热性和传热性；（2）具有较高

的蓄热能力；（3）具有比较宽的温度范围；（4）对橡胶制品及硫化设备没有污染

性和腐蚀性。硫化介质的种类很多，常见的有饱和蒸汽、过热水、热空气、热水、

过热蒸汽、熔融盐、固体微粒、红外线、远红外线、γ射线、微波等。

2.1.1饱和蒸汽

饱和蒸汽是橡胶工厂应用最为广泛的一种高效能硫化介质。饱和蒸汽的热量

主要来源于汽化潜能。汽化潜能是指在一定压力下在沸点时单位质量的气体转化

为同温度的液体所释放出的热量，所以无需温度发生变化，就能放出大量能量。

其蓄能大[150℃时的汽化潜热达2118.5kJ/kg]，给热系数(传热系数)大[150℃时，

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为1200～1770W/(m·K)，给热系数是指当冷热两种流体温差为1K时在单位时

间内通过单位面积所传递的热量]，并可以通过改变压力准确地调节加热温度(见

表2-1)，操作方便，成本低廉。但所加热的温度受压力的限制，要想得到较高的

温度，就必须具有较高的蒸汽压力。这对于那些相对要求高温低压或高压低温的

硫化工艺条件难以实行。另外，由于容易产生冷凝水，造成局部低温产生局部欠

硫，如果制品直接在饱和蒸汽中硫化会对制品外观产生不利影响，使表面发污和

产生水渍，这就限制了它在要求外观光洁制品中如涂有亮油的胶面胶鞋硫化的使

用。

2.1.2过热水

过热水是指温度在100℃以上的热水，由于为了防止水的汽化必须施加较高

的压力，因而有时也称为高压过热水。过热水也是常用的一种硫化介质，主要通

过温度的降低来供热，其密度大(150℃时为4312)，质量热容大，质量热容是指

单位质量的物质当温度变化1K时所吸收或放出的热量，热导率大，热导率是指

当壁面积为1，厚度为1，两壁间的温差是1K时，单位时间内以热传导的方式

所传递的热量，给热系数大。采用过热水硫化可赋予制品以很高的硫化压力，适

用于高压硫化。如轮胎外胎硫化时，将过热水充满水胎或胶囊中，以保持内温度

在160～170℃，内压在2.2～2.7MPa范围内。其主要缺点是，传热是通过降温

实现的，因此硫化温度不易控制均匀；为保证恒温，必须对过热水进行强制循环

同时不断补充热量。此外，过热水在一些场合下，不宜与硫化制品直接接触。

2.1.3热空气

热空气与过热水一样，也是靠温度的降低来传热的，因而在硫化过程中也需

要以风机强制使其循环，同时需要不断补充热量以防止硫化介质温度的降低。热

空气是一种低效能的硫化介质，其质量热容小，密度小，热导率小。其主要特点

是加热温度不受压力的影响，可以实现高温低压/也可以实现低温高压。另外，

热空气比较干燥，不含水分，对制品的表面质量无不良影响，制品表面光亮。但

是，热空气中含有氧气，易使制品氧化，因此热空气硫化过程同时也是橡胶的老

化过程，在高温高压下尤为明显。

2.1.4固体熔融液

固体熔融液是指低熔点共熔金属和共熔盐的熔融液。共熔金属常用

2.2硫化工艺方法

硫化工艺方法很多，根据硫化温度的不同，可分为热硫化工艺和室温硫化工

艺及冷硫化工艺，热硫化工艺是指在加热条件下进行的硫化工艺，室温硫化是指

在室温条件进行的硫化工艺，冷硫化是指在一氯化硫溶液进行的硫化工艺。根据

硫化工艺是否连续可分为间歇式硫化工艺和连续式硫化工艺。另外，还可以按硫

化介质、硫化设备和加压设备和加压方式等进行分类。常见的硫化方法分类见图

2-1.

2.2.1室温硫化法

室温硫化法用于需要在室温及不加压的条件下进行硫化的场合。室温硫化通

常将硫化剂与溶剂、惰性配合剂等配成一个组分，橡胶、树脂等与其他配合剂配

成另一组分，使用时进行混合。或者利用空气中的水分、氧气等吸入胶料中进行

的室温硫化。

天然橡胶或通用合成橡胶可制成室温硫化胶浆(称为自硫胶浆)，胶浆中加入

二硫代氨基甲酸盐等超促进剂，不需要硫化设备。这类胶浆常用于硫化胶的粘接、

制品修补工艺等，例如运输带的冷接工艺、力车胎的彩色标志线等。室温硫化型

硅橡胶(缩合硫化型)是指在一定条件下，不需要加热分子主链的活性基团就能发

生缩合反应形成交联结构。

2.2.2冷硫化法

冷硫化法即一氯化硫溶液硫化法，把制