硫化细节的完整收集
“硫化”得名于最初的天然橡胶制品是用硫磺作为交联剂进行交联的。随着橡胶工业的发展，各种非硫交联剂可用于交联。所以硫化更科学的含义应该是“交联”或“桥接”，即线性聚合物通过交联形成网络聚合物的工艺过程。
中文名:硫化mbth:硫化属性:原天然橡胶产品对象:橡胶产品用途:实现天然橡胶交联原料:硫磺定义、概述、硫化条件、硫化工艺、硫化方法、设备、硫化促进剂、过氧化物硫化、定义:在生胶中加入硫磺和炭黑，在高压下加热使之成为硫化橡胶。这个过程叫做硫化。然而，要实现理想的硫化工艺，除了选择最佳的硫化条件外，配合剂尤其是促进剂的选择具有决定性的意义。随着合成橡胶品种的增加和对硫化方法及硫化剂研究的深入，发现许多非硫化合物也具有硫化作用。因此，这个术语已经发展成为一个延伸的工业术语。硫化后改变了橡胶固有的强度低、弹性小、冷硬、热粘、易老化等缺陷，耐磨性、耐溶胀性、耐热性明显提高，扩大了应用范围。概述了橡胶大分子与交联剂硫磺在加热下的化学反应以及交联成三维网络结构的过程。硫化橡胶被称为硫化橡胶。硫化是橡胶加工的最后一道工序，可以得到具有实用价值的成型橡胶制品。在橡胶的网络结构中，硫交联键(其中硫原子数n≥1；未交联的硫原子(S x或S y)的密度决定了橡胶的硫化程度。后者通过混炼胶的宏观物理力学性能或工艺实践中橡胶粘度的变化来判断。化学硫化是橡胶工业中最常用的硫化方法，可分为室温硫化和加热硫化。加热硫化是橡胶制品的主要生产方法。硫化后橡胶的物理机械性能明显提高，强度、弹性和拉伸模量增加，塑性变形减少，成为不溶性弹性体(仅有限溶胀)。除了硫之外，过氧化物、脂肪胺或芳香胺、磺酸盐、芳香二醇和季鏻(铵)盐也可以用作硫化剂。影响硫化过程的主要因素是硫磺用量、硫化温度和硫化时间。①硫磺消耗。用量越大，硫化速度越快，可以达到的硫化程度越高。硫在橡胶中的溶解度有限，过量的硫会从胶料表面析出，俗称“喷硫”为了减少喷硫，要求在尽可能低的温度下，或至少低于硫的熔点下加硫。根据橡胶制品的使用要求，软橡胶中的硫含量一般不超过3%，半硬橡胶中一般在20%左右，硬橡胶中可高达40%以上。②硫化温度。如果温度高于10℃，固化时间会缩短一半左右。因为橡胶是不良导热体，不同部位的温度不同，产品的硫化过程也不同。为了保证相对均匀的硫化程度，厚橡胶制品一般在低温下长时间硫化。③固化时间。这是硫化过程中的一个重要环节。时间太短，硫化程度不足(也称缺硫)。久而久之，硫化程度过高(俗称过硫)。只有适当的硫化程度(俗称正硫化)才能保证最佳的综合性能。硫化条件硫化过程可分为四个阶段，各有特点。通过测量橡胶(或硫化机)的拉伸强度可以看出，整个硫化过程可以分为四个阶段:硫化诱导、预硫化、正常硫化和过硫化(对天然橡胶来说，就是硫化返原)。在硫化时间恒定拉伸强度的硫化诱导期(焦烧时间)内，交联尚未开始，胶料流动性好。这一阶段决定了胶料的焦烧性能和加工安全性。在这一阶段结束时，化合物开始交联并失去流动性。硫化诱导期的长短不仅与生胶的性质有关，还取决于所用的添加剂。例如，通过使用延迟促进剂可以获得更长的焦烧时间，并且它具有更高的加工安全性。硫化诱导期过后，就是以一定速度交联的预硫化阶段。预硫化阶段交联度较低，即使在后期，硫化胶的撕裂强度和弹性也达不到预期水平，但撕裂和动态龟裂性能优于相应的正常硫化。橡胶在硫化中的分子变化图达到正常硫化阶段后，硫化橡胶的物理性能分别达到或接近最佳点，或达到性能的综合平衡。正常硫化阶段(硫化平坦区)之后，就是过硫化阶段。有两种情况:天然橡胶出现“返原”(拉伸强度下降)，大部分合成橡胶(丁基橡胶除外)的拉伸强度持续增加。对任何橡胶来说，硫化不仅产生交联，还会因受热等因素产生生产链和分子链断裂。这种现象贯穿了整个硫化过程。在过硫化阶段，如果仍以交联为主，橡胶会变硬，拉伸强度会继续上升。反之，橡胶会变软，即恢复原状。根据硫化条件，硫化方法可分为三种:冷硫化、室温硫化和热硫化。冷硫化可用于硫化薄膜产品。将产品浸泡在含2% ~ 5%氯化硫的二硫化碳溶液中，然后洗涤、干燥。常温硫化时，硫化过程在常温常压下进行，如自行车内胎接头和修补用常温硫化橡胶浆料(混合橡胶溶液)。热硫化是橡胶制品硫化的主要方法。根据硫化介质和硫化方法的不同，热硫化可分为直接硫化、间接硫化和混合气体硫化三种方法。(1)直接硫化，即产品在热水或蒸汽介质中直接硫化。(2)间接硫化，产品在热空气中硫化。这种方法一般用于一些对外观要求比较严格的产品，比如胶鞋。(3)混合气体硫化:先采用空气硫化，再采用直接蒸汽硫化。这种方法既克服了蒸汽硫化影响产品外观的缺点，又克服了热空气传热慢，硫化时间长，易老化的缺点。上述硫化方法都属于批量生产，有些长度不限的橡胶制品可以连续硫化，如盐浴硫化、沸腾床硫化、微波或高频硫化、胶带和橡胶板的转鼓硫化等。橡胶制品除硫黄硫化外，还可采用无硫硫化和高能射线硫化，但应用领域有限。设备平板硫化机国内主要硫化设备主要有平板硫化机、传统圆筒硫化机、新型圆形硫化机和国际先进的圆筒硫化机。在我国，主要使用平板硫化机和传统的圆筒硫化机。2006年，桂林橡胶机械厂研制的1725液压硫化机通过了广西壮族自治区科技厅组织的鉴定。鉴定委员会一致认为，该产品填补了国内空白，性能达到国际先进水平。是硫化高档载重子午线轮胎的理想设备，在国际市场上具有很强的竞争力。该产品具有以下特点:机架受力合理，每个固化室都有独立的机架承受夹紧力；刚性好，上梁和底座变形小；中心机构设计新颖独到，自动与装卸轮胎的机械手对齐，提高了定位精度；硫化室结构新颖，采用下蒸汽室包容上蒸汽室，改变了传统的密封形式，提高了密封效果、使用寿命和安全性；模具的活动块安装在下蒸汽室内，提高了模具的使用寿命和安全性，便于模具的清洗；液压系统所有元件均采用先进可靠的元件，运行平稳；电气系统采用国际先进的控制元件，中央机构中开合模位置、机械手升降位置、吊环升降位置均由直线位移传感器控制，保证了定位精度和可靠性。采用国际先进的光栅安全监控技术，确保操作人员的安全。产品通过了欧盟的‘CE’认证，硫化室通过了欧盟的压力容器认证。单体硫化机硫化促进剂硫化促进剂是一种能加快硫化反应、缩短硫化时间、降低硫化温度、减少硫化剂用量、改善或提高硫化橡胶物理机械性能的助剂。根据其性质和化学成分，可分为无机促进剂和有机促进剂两大类。无机促进剂使用最早，但由于其促进作用小，硫化胶性能较差。现在基本都被有机促进剂代替了。随着合成橡胶品种和用途的不断发展，现有的促进剂有各种各样的名称。根据其化学结构，促进剂通常分为噻唑类、秋兰类、亚磺酰胺类、胍类、二硫代氨基甲酸酯类、醛类和胺类、黄原酸酯类和硫脲类。含仲胺基团的传统促进剂，如NOBS、DIBS、TNTD、TETD等。，被认为对健康有潜在危害，因此寻找这些促进剂的替代品或开发不含亚硝胺的促进剂的问题引起了国际上的广泛关注。美国惠利士公司推出的新型促进剂N-叔丁基-2-双苯并噻唑次磺酰胺是传统含仲胺基团促进剂的最佳替代品。过氧化物硫化行业使用的硫化体系主要是过氧化物(2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧)己烷、DCP等。)，而硫化机理主要分为:(1)过氧化物分解成两个活性自由基；(2)产生的活性自由基攻击橡胶链上的活性氢原子或不饱和双键；(3)两条活性橡胶链碰撞形成交联网络。橡胶的硫化程度与过氧化物的分解程度和分解速率有关。Chatterjee等人比较了三种具有不同半衰期的过氧化物硫化剂，如DCP、3，3，5，7，7-五甲基-1，2，4-三氧己烷(PMTO)和过氧化枯基氢(CHP)对PDMS/PA12热塑性硫化胶力学性能的影响。结果表明:这主要是由于PMTO半衰期长，能充分硫化硅橡胶，得到高硫化度的热塑性硫化橡胶。对于半衰期短的过氧化物，硫化速度过快，容易造成局部硫化，硅橡胶不能充分硫化，从而影响产品性能。Mani等发现，在以DCP为硫化剂的PDMS/PA12热塑性弹性体动态硫化过程中，加入四甲基哌啶氧化物(TEMPO)可以延长硫化时间，使硅橡胶充分硫化并均匀分散在PA12中。在这个过程中，TEMPO实际上起到了阻聚剂的作用，主要是与生成的聚合物活性自由基生成接枝聚合物，从而阻止聚合物活性自由基之间的碰撞，生成网络结构。