硫化是橡膠工業(yè)生產(chǎn)加工的最后一個(gè)工藝過(guò)程。在這過(guò)程中，橡膠發(fā)生了一系列化學(xué)反應(yīng)，使線形高分子變成了三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而獲得了寶貴的物理機(jī)械性能，成為有使用價(jià)值的工程材料。
所謂硫化，是指在加熱或輻照的條件下，膠料中的生膠和硫化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有線型結(jié)構(gòu)的高分子交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，并使膠料的物理機(jī)械性能及其它性能隨之發(fā)生根本變化。
在工業(yè)生產(chǎn)中，硫化交聯(lián)反應(yīng)一般是在一定的溫度、時(shí)間和壓力的條件下完成的。這些條件硫化條件，通常稱為硫化三要素。在生產(chǎn)中實(shí)施硫化條件、正確選用硫化設(shè)備和選用加熱介質(zhì)等都是硫化工藝中的重要技術(shù)內(nèi)容。
在硫化的過(guò)程中，膠料的一系列性能發(fā)生了顯著的變化，取不同硫化時(shí)間的試片作各種物理機(jī)械性能，可以看到，拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、彈性等性能達(dá)到峰值后，硫化時(shí)間再延長(zhǎng)，其數(shù)值出現(xiàn)下降，而硬度則保持不變。伸長(zhǎng)率、永久變形等性能隨硫化時(shí)間的延長(zhǎng)而漸減，達(dá)道最低值后，繼續(xù)硫化又緩慢上升。其它性能如耐熱性、耐磨性、抗溶脹性等都隨硫化時(shí)間的增加而有所改善。
膠料的幾項(xiàng)主要物理機(jī)械性能(以天然橡膠為例)變化的一般規(guī)律如下：
1、定伸應(yīng)力
橡膠未硫化時(shí)，線型分子之間能較自由地流動(dòng)，在塑性范圍內(nèi)，顯示出非牛頓流動(dòng)特性。但隨硫化程度的加深，這種流動(dòng)自由性越來(lái)越小，對(duì)定長(zhǎng)拉伸所需的變形力則越來(lái)越大。這就是“定伸應(yīng)力”。
2、拉伸強(qiáng)度
軟質(zhì)橡膠的拉伸強(qiáng)度是隨交聯(lián)程度的增加而逐漸提高的，直到出現(xiàn)最高值為止。當(dāng)進(jìn)一步硫化時(shí)，在經(jīng)過(guò)一段平坦區(qū)，拉伸強(qiáng)度急劇下降。在硫磺用量很大的硬質(zhì)膠中，拉伸強(qiáng)度則下降后又上升，一直達(dá)到硬質(zhì)膠的水平為止。
3、伸長(zhǎng)率
橡膠的伸長(zhǎng)率隨交聯(lián)程度的增加而逐漸降低。
4、壓縮永久變形
橡膠的壓縮永久變形也是隨交聯(lián)程度的增加而逐漸減小的。對(duì)于存在硫化還原的橡膠，過(guò)了正硫化后，其壓縮永久變形又逐漸增大。
5、彈性
橡膠的彈性來(lái)源于大分子柔性鏈段微布朗運(yùn)動(dòng)位置的可逆變化，由于這一特性的存在，較小的外力就會(huì)使它發(fā)生較大的變形。
處于塑性狀態(tài)時(shí)，橡膠分子產(chǎn)生的位移是不可逆的，但橡膠分子交聯(lián)后，彼此間出現(xiàn)了相對(duì)定位，因而產(chǎn)生了強(qiáng)烈的復(fù)位傾向。但是當(dāng)交聯(lián)程度繼續(xù)增加時(shí)，大分子之間由于相對(duì)固定性過(guò)大，變形后的復(fù)位傾向有減少了。所以當(dāng)硫化膠嚴(yán)重過(guò)硫時(shí)，彈性減弱，由彈性體彈性變?yōu)閯傮w彈性。
6、硬度
硫化膠的硬度在硫化開始后迅速增大，在正硫化點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大值，此后則基本保持恒定。
7、抗溶脹性
未硫化膠和其它聚合物一樣，在某些溶劑中溶脹并吸收溶劑，直到喪失內(nèi)聚力為止。橡膠分子進(jìn)入到溶液中去，只有在溶劑對(duì)橡膠的滲透壓大于橡膠分子的內(nèi)聚力時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)溶脹。
8、透氣性
橡膠交聯(lián)程度增加后，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的空隙逐漸減少，氣體在橡膠中通過(guò)和擴(kuò)散的能力因阻力變大而減弱，所以，通常硫化充分的彈性體和硫化不足的相比，前者的耐透氣性比較好。
9、耐熱性
在正硫化時(shí)的耐熱性最好。
10、耐磨性
硫化開始后，耐磨性逐漸增大，到正硫化時(shí)達(dá)到最高水平。欠硫或過(guò)硫?qū)δ湍バ远疾焕?，但過(guò)硫所受的影響較小。
東莞市華奇密封件有限公司每天為大家?guī)?lái)各類硅橡膠制品的知識(shí)，歡迎您的關(guān)注，華奇多年來(lái)一直專注于研發(fā)銷售硅膠板、硅膠發(fā)泡板、太陽(yáng)能層壓硅膠板、覆膜機(jī)硅膠板、食品級(jí)硅膠板、高抗斯硅膠板、阻燃硅膠板等，可按客戶需求定制不同性能、任意尺寸的硅膠板。歡迎來(lái)電咨詢！硅膠板熱線：胡海波:136 3175 4988，唐龍:139 2949 6886。
所謂硫化，是指在加熱或輻照的條件下，膠料中的生膠和硫化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有線型結(jié)構(gòu)的高分子交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，并使膠料的物理機(jī)械性能及其它性能隨之發(fā)生根本變化。
在工業(yè)生產(chǎn)中，硫化交聯(lián)反應(yīng)一般是在一定的溫度、時(shí)間和壓力的條件下完成的。這些條件硫化條件，通常稱為硫化三要素。在生產(chǎn)中實(shí)施硫化條件、正確選用硫化設(shè)備和選用加熱介質(zhì)等都是硫化工藝中的重要技術(shù)內(nèi)容。
在硫化的過(guò)程中，膠料的一系列性能發(fā)生了顯著的變化，取不同硫化時(shí)間的試片作各種物理機(jī)械性能，可以看到，拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、彈性等性能達(dá)到峰值后，硫化時(shí)間再延長(zhǎng)，其數(shù)值出現(xiàn)下降，而硬度則保持不變。伸長(zhǎng)率、永久變形等性能隨硫化時(shí)間的延長(zhǎng)而漸減，達(dá)道最低值后，繼續(xù)硫化又緩慢上升。其它性能如耐熱性、耐磨性、抗溶脹性等都隨硫化時(shí)間的增加而有所改善。
膠料的幾項(xiàng)主要物理機(jī)械性能(以天然橡膠為例)變化的一般規(guī)律如下：
1、定伸應(yīng)力
橡膠未硫化時(shí)，線型分子之間能較自由地流動(dòng)，在塑性范圍內(nèi)，顯示出非牛頓流動(dòng)特性。但隨硫化程度的加深，這種流動(dòng)自由性越來(lái)越小，對(duì)定長(zhǎng)拉伸所需的變形力則越來(lái)越大。這就是“定伸應(yīng)力”。
2、拉伸強(qiáng)度
軟質(zhì)橡膠的拉伸強(qiáng)度是隨交聯(lián)程度的增加而逐漸提高的，直到出現(xiàn)最高值為止。當(dāng)進(jìn)一步硫化時(shí)，在經(jīng)過(guò)一段平坦區(qū)，拉伸強(qiáng)度急劇下降。在硫磺用量很大的硬質(zhì)膠中，拉伸強(qiáng)度則下降后又上升，一直達(dá)到硬質(zhì)膠的水平為止。
3、伸長(zhǎng)率
橡膠的伸長(zhǎng)率隨交聯(lián)程度的增加而逐漸降低。
4、壓縮永久變形
橡膠的壓縮永久變形也是隨交聯(lián)程度的增加而逐漸減小的。對(duì)于存在硫化還原的橡膠，過(guò)了正硫化后，其壓縮永久變形又逐漸增大。
5、彈性
橡膠的彈性來(lái)源于大分子柔性鏈段微布朗運(yùn)動(dòng)位置的可逆變化，由于這一特性的存在，較小的外力就會(huì)使它發(fā)生較大的變形。
處于塑性狀態(tài)時(shí)，橡膠分子產(chǎn)生的位移是不可逆的，但橡膠分子交聯(lián)后，彼此間出現(xiàn)了相對(duì)定位，因而產(chǎn)生了強(qiáng)烈的復(fù)位傾向。但是當(dāng)交聯(lián)程度繼續(xù)增加時(shí)，大分子之間由于相對(duì)固定性過(guò)大，變形后的復(fù)位傾向有減少了。所以當(dāng)硫化膠嚴(yán)重過(guò)硫時(shí)，彈性減弱，由彈性體彈性變?yōu)閯傮w彈性。
6、硬度
硫化膠的硬度在硫化開始后迅速增大，在正硫化點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大值，此后則基本保持恒定。
7、抗溶脹性
未硫化膠和其它聚合物一樣，在某些溶劑中溶脹并吸收溶劑，直到喪失內(nèi)聚力為止。橡膠分子進(jìn)入到溶液中去，只有在溶劑對(duì)橡膠的滲透壓大于橡膠分子的內(nèi)聚力時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)溶脹。
8、透氣性
橡膠交聯(lián)程度增加后，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的空隙逐漸減少，氣體在橡膠中通過(guò)和擴(kuò)散的能力因阻力變大而減弱，所以，通常硫化充分的彈性體和硫化不足的相比，前者的耐透氣性比較好。
9、耐熱性
在正硫化時(shí)的耐熱性最好。
10、耐磨性
硫化開始后，耐磨性逐漸增大，到正硫化時(shí)達(dá)到最高水平。欠硫或過(guò)硫?qū)δ湍バ远疾焕?，但過(guò)硫所受的影響較小。
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