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2025-03-26

平板硫化劑

“硫化過程（Curing）”一詞在整個(gè)橡膠工業(yè)中普遍使用，在橡膠化學(xué)中占有重要地位。橡膠的硫化就是通過橡膠分子間的化學(xué)交聯(lián)作用將基本上呈塑性的生膠轉(zhuǎn)化成彈性的和尺寸穩(wěn)定的產(chǎn)品，硫化后的橡膠的物性穩(wěn)定，使用溫度范圍擴(kuò)大。橡膠分子鏈間的硫化（交聯(lián)）反應(yīng)能力取決于其結(jié)構(gòu)。不飽和的二烯類橡膠（如天然橡膠、丁苯橡膠和丁腈橡膠等）分子鏈中含有不飽和雙鍵，可與硫黃、酚醛樹脂、有機(jī)過氧化物等通過取代或加成反應(yīng)形成分子間的交聯(lián)。飽和橡膠一般用具有一定能量的自由基（如有機(jī)過氧化物）和高能輻射等進(jìn)行交聯(lián)。含有特別官能團(tuán)的橡膠（如氯磺化聚乙烯等），則通過各種官能團(tuán)與既定物質(zhì)的特定反應(yīng)形成交聯(lián)，如橡膠中的亞磺酰胺基通過與金屬氧化物、胺類反應(yīng)而進(jìn)行交聯(lián)。

橡膠硫化原理

橡膠受熱變軟，遇冷變硬、發(fā)脆，不易成型，容易磨損，易溶于汽油等有機(jī)溶劑，分子內(nèi)具有雙鍵，易起加成反應(yīng)，容易老化。

為改善橡膠制品的性能，生產(chǎn)上要對(duì)生橡膠進(jìn)行一系列加工過程，在一定條件下，使膠料中的生膠與硫化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使其由線型結(jié)構(gòu)的大分子交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，使從而使膠料具備高強(qiáng)度、高彈性、高耐磨、抗腐蝕等等優(yōu)良性能。這個(gè)過程稱為橡膠硫化。

一般將硫化過程分為四個(gè)階段，誘導(dǎo)－預(yù)硫－正硫化－過硫。為實(shí)現(xiàn)這一反應(yīng)，必須外加能量使之達(dá)到一定的硫化溫度，然后讓橡膠保溫在該硫化溫度范圍內(nèi)完成全部硫化反應(yīng)。

影響硫化的因素：硫化壓力、硫化溫度、硫化時(shí)間。

1、硫化壓力

使膠料充模, 防止出現(xiàn)氣泡或缺膠現(xiàn)象；提高膠料的致密性；增強(qiáng)膠料與布層或金屬的附著強(qiáng)度；有助于提高膠料的物理機(jī)械性能(如拉伸、耐磨、抗屈撓、耐老化等)。

通常是根據(jù)混煉膠的可塑性、試樣(產(chǎn)品)結(jié)構(gòu)的具體情況來決定。

2、硫化溫度

硫化溫度直接影響著硫化反應(yīng)速度和硫化的質(zhì)量。根據(jù)范德霍夫方程式

其中：t1—溫度為T1時(shí)的硫化時(shí)間；

t2—溫度為T2時(shí)的硫化時(shí)間；

K—硫化溫度系數(shù)。

提高硫化溫度可加快硫化速度，但是高溫容易引起橡膠分子鏈裂解，從而產(chǎn)生硫化還原，導(dǎo)致物理機(jī)械性能下降，故硫化溫度不宜過高。

適宜的硫化溫度要根據(jù)膠料配方而定，其中主要取決于橡膠的種類和硫化體系。

3、硫化時(shí)間

硫化時(shí)間是由膠料配方和硫化溫度來決定的。對(duì)于給定的膠料來說，在一定的硫化溫度和壓力條件下，有一個(gè)最適宜的硫化時(shí)間。

適宜硫化時(shí)間的選擇可用硫化儀進(jìn)行測(cè)定(工藝正硫化時(shí)間)。

硫化實(shí)驗(yàn)操作

1、膠料的準(zhǔn)備

混煉后的膠片應(yīng)按GB2941規(guī)定停放2—24小時(shí)，方可裁片進(jìn)行硫化。

膠胚的形狀盡可能與模腔形狀接近，膠胚的體積比模腔體積大5~10%。

膠坯質(zhì)量（g）=模腔容積（cm3）×膠料密度（g/cm3）×(1.05～1.10)。

裁片方向：保證試樣在測(cè)試時(shí)受力方向與壓延方向平行。

(1).片狀(拉力試驗(yàn)用)或條狀試樣（曲撓疲勞）

用剪刀在膠料上裁片，注意裁片方向。膠料的體積應(yīng)稍大于模具的容積，其重量用天平稱量。

(2).圓柱試樣（壓縮生熱）

取2毫米左右的膠片，以試樣的高度(略大于)為寬度，按壓延垂直方向裁成膠條，將其卷成圓柱體，且柱體要卷的緊密，不能有間隙，柱體體積要稍小于模腔，高度要高于模腔。在柱體底貼面上編號(hào)及硫化條件的紙標(biāo)簽。

(3).圓形試樣（回彈、DIN磨耗）

按照要求，將膠料裁成圓形膠片試樣，如果厚度不夠時(shí)，可將膠片迭放而成，其體積應(yīng)稍大于模腔體積，在圓形試樣底面貼上編號(hào)及硫化條件的紙標(biāo)簽。

2、按要求的硫化溫度調(diào)節(jié)并控制好平板溫度，使之恒定。

3、將模具放在閉合平板上預(yù)熱至規(guī)定的硫化溫度±1℃范圍之內(nèi)，并在該溫度下至少保持一段時(shí)間，連續(xù)硫化時(shí)可以不再預(yù)熱。硫化時(shí)每層熱板僅允許放一個(gè)模具。

4、硫化壓力的控制和調(diào)節(jié)

硫化機(jī)工作時(shí)，硫化壓力由壓力表指示，壓力值的高低可由壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。

5、將核對(duì)編號(hào)及硫化條件的膠坯以較快的速度放入預(yù)熱好的模具內(nèi)，立即合模，置于平板中央，上下各層硫化模型對(duì)正于同一方位后施加壓力，使平板上升，當(dāng)壓力表指示到所需工作壓力時(shí)，適當(dāng)卸壓排氣約3～4次，然后使壓力達(dá)到最大，開始計(jì)算硫化時(shí)間，在硫化到達(dá)預(yù)定時(shí)間立即泄壓啟模，取出試樣。對(duì)新型平板硫化機(jī)，合模、排氣、硫化時(shí)間和啟模均為自動(dòng)控制。

6、硫化后的試樣剪去膠邊，在室溫下停放10小時(shí)后則可進(jìn)行性能測(cè)試。

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