什么是硫化历程?分为哪几个阶段?
图1-3 橡胶的硫化历程图
在硫化过程中,橡胶拉伸强度、扯断伸长率、弹性等性能的随着硫化时间的延长而变化。通常采用橡胶的某一项性能随硫化时间的变化曲线,来表征硫化的历程和胶料性能的变化规律,这就是硫化历程(图),如图1-3所示。图中前半部分是门尼焦烧曲线,后半部分是拉伸强度曲线,两部分曲线构成一个完整的硫化历程。橡胶的硫化历程可分为四个阶段:焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化阶段和过硫化阶段。
①焦烧阶段(ab阶段)是指胶料正式硫化前的阶段,从胶料放入模内至出现轻度硫化的阶段,包括操作焦烧时间和剩余焦烧时间。操作焦烧时间A1是指在橡胶加工过程中由于热积累效应所消耗的焦烧时间,它取决于加工程度,如胶料返炼次数、热炼程度及压延、压出工艺条件等。剩余焦烧时间A2是指胶料在模型中受热时保持流动性的时间。在操作焦烧时间和剩余焦烧时间之间没有明显的界限,胶料的加工次数越多,操作时间越长,橡胶的充模时间就会减少,因此一般的胶料应尽量减少反复多次的机械加工。
②热硫化阶段(bc阶段)是胶料进行交联反应的阶段,橡胶的拉伸强度急剧上升,其中bc曲线的斜率大小代表了硫化反应的快慢,斜率越大,硫化反应速率越快,生产效率越高。热硫化时间取决于胶料的硫化温度和配方。
③平坦硫化阶段(cd的阶段)是发生交联键的重排、热裂解等反应的阶段。由于交联和热裂解反应的动态平衡,胶料的拉伸强度曲线在此阶段出现平坦区,硫化胶保持最佳的性能,因此此阶段成为工艺中确定胶料正硫化时间范围的依据。硫化平坦时间的长短决定于胶料配方,如生胶品种、硫化剂、促进剂和防老剂的品种及用量等。
④过硫化阶段(d以后的部分)是发生交联键及链段的热裂解反应的阶段。由于交联键及链段的热裂解反应,胶料的拉伸性能显著下降。
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