第十章__橡膠硫化

1、第十章第十章 硫化硫化 硫化硫化是橡膠加工最后也是最重要的工藝是橡膠加工最后也是最重要的工藝過(guò)程。橡膠只有硫化，才使橡膠具有優(yōu)良過(guò)程。橡膠只有硫化，才使橡膠具有優(yōu)良的機(jī)械性能，才成為最有寶貴的的機(jī)械性能，才成為最有寶貴的彈性材料彈性材料。10.1 10.1 硫化橡膠對(duì)橡膠性能的影響硫化橡膠對(duì)橡膠性能的影響 膠料在硫化過(guò)程中，有很多性能發(fā)生變化。膠料在硫化過(guò)程中，有很多性能發(fā)生變化。1-1-抗張強(qiáng)度抗張強(qiáng)度2-2-抗撕強(qiáng)度抗撕強(qiáng)度3-3-回彈性回彈性4-4-硬度硬度5-300%5-300%定伸強(qiáng)定伸強(qiáng)度度6-6-伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率7-7-生熱生熱8-8-永久變形永久變形 一、定伸強(qiáng)度一、定伸強(qiáng)度 概念

2、：概念：橡膠拉伸到一定長(zhǎng)度后所需要的橡膠拉伸到一定長(zhǎng)度后所需要的外力，如外力，如200200定伸強(qiáng)度拉到原來(lái)長(zhǎng)度定伸強(qiáng)度拉到原來(lái)長(zhǎng)度200200時(shí)所需的外力應(yīng)是時(shí)所需的外力應(yīng)是200200定伸強(qiáng)度。定伸強(qiáng)度。 如果不硫化，分子間無(wú)固定，在拉伸時(shí)，如果不硫化，分子間無(wú)固定，在拉伸時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)，定伸強(qiáng)度很低，只有通過(guò)交聯(lián)后分子運(yùn)動(dòng)，定伸強(qiáng)度很低，只有通過(guò)交聯(lián)后才有較大的定伸強(qiáng)度，故才有較大的定伸強(qiáng)度，故定伸強(qiáng)度可描述交定伸強(qiáng)度可描述交聯(lián)密度聯(lián)密度。定伸強(qiáng)度大小可用下式表示：定伸強(qiáng)度大小可用下式表示：f產(chǎn)生一定伸長(zhǎng)比所需之力；p橡膠密度，R氣體常數(shù)，T絕對(duì)溫度，A0試片未拉神時(shí)的橫斷面積；Mc兩個(gè)交

3、聯(lián)鍵之間橡膠分子的平均分子量。 由上式可知交聯(lián)度越大，定伸強(qiáng)度越高，另外還與溫度有關(guān)2110cMRTAf二、硬度二、硬度 交聯(lián)密度越大，硬度越高。交聯(lián)密度越大，硬度越高。 測(cè)定硬度是在一定形變下進(jìn)行。測(cè)定硬度是在一定形變下進(jìn)行。三、抗張強(qiáng)度三、抗張強(qiáng)度 抗張強(qiáng)度與定伸強(qiáng)度和硬度不同。抗張強(qiáng)度與定伸強(qiáng)度和硬度不同。 交聯(lián)度交聯(lián)度，抗張強(qiáng)度先，抗張強(qiáng)度先后后 硫黃用量硫黃用量硬度硬度抗張強(qiáng)度抗張強(qiáng)度 結(jié)合硫?qū)ο鹉z拉伸性能的影響結(jié)合硫?qū)ο鹉z拉伸性能的影響抗張強(qiáng)度變化原因：抗張強(qiáng)度變化原因： 1、在軟橡膠區(qū)，交聯(lián)度高，其抗張強(qiáng)度高、在軟橡膠區(qū)，交聯(lián)度高，其抗張強(qiáng)度高 2、當(dāng)結(jié)合硫繼續(xù)增加時(shí)，對(duì)、當(dāng)結(jié)合

4、硫繼續(xù)增加時(shí)，對(duì)結(jié)晶橡膠結(jié)晶橡膠，由于結(jié)，由于結(jié)合硫增加拉伸結(jié)晶和取向受到阻礙，抗張強(qiáng)度合硫增加拉伸結(jié)晶和取向受到阻礙，抗張強(qiáng)度。對(duì)。對(duì)非晶橡膠非晶橡膠，因交聯(lián)多而不規(guī)則，網(wǎng)狀局部發(fā)生應(yīng)力，因交聯(lián)多而不規(guī)則，網(wǎng)狀局部發(fā)生應(yīng)力集中，使單個(gè)鏈或交聯(lián)鏈斷裂，導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度集中，使單個(gè)鏈或交聯(lián)鏈斷裂，導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度 3、當(dāng)結(jié)合硫進(jìn)一步不斷增加時(shí)，交聯(lián)數(shù)和環(huán)、當(dāng)結(jié)合硫進(jìn)一步不斷增加時(shí)，交聯(lián)數(shù)和環(huán)化結(jié)構(gòu)也不斷增加，拉伸強(qiáng)度又復(fù)上升，直至成為化結(jié)構(gòu)也不斷增加，拉伸強(qiáng)度又復(fù)上升，直至成為硬質(zhì)膠。硬質(zhì)膠。四、伸長(zhǎng)率和永久變形四、伸長(zhǎng)率和永久變形 交聯(lián)度交聯(lián)度伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率永久形變永久形變五、彈性五、彈性 橡膠硫化后，

5、交聯(lián)使分子或鏈段固定，形變橡膠硫化后，交聯(lián)使分子或鏈段固定，形變受到網(wǎng)絡(luò)的約束，外力作用消除后，分子或鏈段受到網(wǎng)絡(luò)的約束，外力作用消除后，分子或鏈段力圖回復(fù)原來(lái)的構(gòu)象和位置，所以橡膠表現(xiàn)很大力圖回復(fù)原來(lái)的構(gòu)象和位置，所以橡膠表現(xiàn)很大的彈性。的彈性。 橡膠交聯(lián)度與彈性的關(guān)系：橡膠交聯(lián)度與彈性的關(guān)系： 這說(shuō)明彈性與定伸強(qiáng)度有相似之處，故有時(shí)這說(shuō)明彈性與定伸強(qiáng)度有相似之處，故有時(shí)我們用定伸強(qiáng)度表示彈性。我們用定伸強(qiáng)度表示彈性。 但交聯(lián)度不能太大，否則彈性反而下降。但交聯(lián)度不能太大，否則彈性反而下降。10.2 10.2 硫化過(guò)程的四個(gè)階段硫化過(guò)程的四個(gè)階段 硫化曲線：硫化曲線：膠料在硫化時(shí)，其性能隨硫

6、化膠料在硫化時(shí)，其性能隨硫化時(shí)間變化而變化的曲線。分為四個(gè)階段：時(shí)間變化而變化的曲線。分為四個(gè)階段：一、硫化起步階段（焦燒期）一、硫化起步階段（焦燒期） 焦燒期焦燒期是指膠料開(kāi)始變硬而且不發(fā)生流動(dòng)以前是指膠料開(kāi)始變硬而且不發(fā)生流動(dòng)以前的時(shí)期，即發(fā)生焦燒所需的時(shí)間。的時(shí)期，即發(fā)生焦燒所需的時(shí)間。 焦燒期短焦燒期短，即硫化起步快，膠料還沒(méi)有充滿模，即硫化起步快，膠料還沒(méi)有充滿模具就不再流動(dòng)，產(chǎn)品性能、尺寸就很差，即操作具就不再流動(dòng)，產(chǎn)品性能、尺寸就很差，即操作不安全。不安全。 焦燒期較長(zhǎng)焦燒期較長(zhǎng)，加工起來(lái)方便，可操作很安全。，加工起來(lái)方便，可操作很安全。焦燒時(shí)間的長(zhǎng)短主要取決于焦燒時(shí)間的長(zhǎng)短主要

7、取決于促進(jìn)劑促進(jìn)劑超速促進(jìn)劑超速促進(jìn)劑：大大縮短焦燒期，膠料易焦燒，操作：大大縮短焦燒期，膠料易焦燒，操作安全性差。安全性差。遲效促進(jìn)劑遲效促進(jìn)劑：亞磺酰胺，或與少許秋蘭姆并用，焦：亞磺酰胺，或與少許秋蘭姆并用，焦燒時(shí)間就長(zhǎng)，操作就比較安全。燒時(shí)間就長(zhǎng)，操作就比較安全。焦燒期的長(zhǎng)短由制品所決定：焦燒期的長(zhǎng)短由制品所決定：模壓模壓制品：焦燒期長(zhǎng)一些制品：焦燒期長(zhǎng)一些 有利于充模；有利于充模；非模型非模型制品：焦燒期短制品：焦燒期短 膠料迅速硬，避免制品變膠料迅速硬，避免制品變熱軟化變形，但絕大多數(shù)是希望焦燒時(shí)間長(zhǎng)一些熱軟化變形，但絕大多數(shù)是希望焦燒時(shí)間長(zhǎng)一些二、欠硫階段（預(yù)硫階段）二、欠硫階段（

8、預(yù)硫階段） 硫化起步與正硫化之間的階段稱(chēng)為硫化起步與正硫化之間的階段稱(chēng)為欠硫階段欠硫階段。 在此階段，橡膠已經(jīng)硫化，膠料不再具有流動(dòng)在此階段，橡膠已經(jīng)硫化，膠料不再具有流動(dòng)性，但此階段性，但此階段硫化程度低硫化程度低，橡膠制品性能還不好，橡膠制品性能還不好，橡膠還沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。特別是前期更是如此。對(duì)于橡膠還沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。特別是前期更是如此。對(duì)于后期，抗張強(qiáng)度、彈性、伸長(zhǎng)率卻未達(dá)到預(yù)想水平，后期，抗張強(qiáng)度、彈性、伸長(zhǎng)率卻未達(dá)到預(yù)想水平，故我們叫故我們叫欠硫欠硫，即硫化不完全階段。，即硫化不完全階段。 特殊橡膠制品特殊橡膠制品，可在欠硫階段中止硫化，例如，可在欠硫階段中止硫化，例如，撕裂強(qiáng)度、耐磨

9、性、抗動(dòng)態(tài)裂口性能要高的制品，撕裂強(qiáng)度、耐磨性、抗動(dòng)態(tài)裂口性能要高的制品，可采用欠硫的辦法達(dá)到目的。可采用欠硫的辦法達(dá)到目的。三、正硫階段三、正硫階段 橡膠制品已達(dá)到了適當(dāng)?shù)慕宦?lián)度，這一階段叫橡膠制品已達(dá)到了適當(dāng)?shù)慕宦?lián)度，這一階段叫正硫化正硫化。 只有適當(dāng)?shù)慕宦?lián)度，橡膠才有較高的物理機(jī)械只有適當(dāng)?shù)慕宦?lián)度，橡膠才有較高的物理機(jī)械性能。在此階段，各項(xiàng)物理機(jī)械性能相繼達(dá)到或接性能。在此階段，各項(xiàng)物理機(jī)械性能相繼達(dá)到或接近最佳值。在此階段，其綜合性能最佳。近最佳值。在此階段，其綜合性能最佳。 正硫化溫度正硫化溫度-正硫化階段所取的溫度正硫化階段所取的溫度 正硫化時(shí)間正硫化時(shí)間-正硫化階段所取的時(shí)間正硫

10、化階段所取的時(shí)間確定正硫化時(shí)間要考慮兩個(gè)因素：確定正硫化時(shí)間要考慮兩個(gè)因素： 1、制品性能、制品性能 2、制品的厚薄、制品的厚薄 抗撕裂制品：抗撕裂制品：抗撕強(qiáng)度達(dá)到最高的硫化時(shí)間?？顾簭?qiáng)度達(dá)到最高的硫化時(shí)間。 耐磨制品：耐磨制品：硫化時(shí)間是磨耗最小的硫化時(shí)間。硫化時(shí)間是磨耗最小的硫化時(shí)間。 厚制品：厚制品：正硫化時(shí)間要考慮正硫化時(shí)間要考慮“后硫化后硫化”。制品。制品取出后，由于傳熱慢，冷卻慢，內(nèi)部還在繼續(xù)硫化。取出后，由于傳熱慢，冷卻慢，內(nèi)部還在繼續(xù)硫化。故正硫化時(shí)間應(yīng)考慮這個(gè)因素。后硫化使抗張強(qiáng)度故正硫化時(shí)間應(yīng)考慮這個(gè)因素。后硫化使抗張強(qiáng)度，硬度硬度，但彈性但彈性，壽命，壽命 正硫化時(shí)間正

11、硫化時(shí)間：抗張強(qiáng)度達(dá)到最大時(shí)為正硫化時(shí)：抗張強(qiáng)度達(dá)到最大時(shí)為正硫化時(shí)間或抗張強(qiáng)度與伸長(zhǎng)率的乘積最大為正硫化時(shí)間。間或抗張強(qiáng)度與伸長(zhǎng)率的乘積最大為正硫化時(shí)間。四、過(guò)硫階段四、過(guò)硫階段 正硫階段之后，繼續(xù)硫化便進(jìn)入正硫階段之后，繼續(xù)硫化便進(jìn)入過(guò)硫階段過(guò)硫階段。 前期：平坦期，硫化膠的物理機(jī)械性能基本保前期：平坦期，硫化膠的物理機(jī)械性能基本保持穩(wěn)定。持穩(wěn)定。 后期：后期：NRNR、丁基橡膠由于斷裂多于交聯(lián)而變丁基橡膠由于斷裂多于交聯(lián)而變軟軟 其它合成橡膠，繼續(xù)交聯(lián)或環(huán)化，變硬。其它合成橡膠，繼續(xù)交聯(lián)或環(huán)化，變硬。 我們一般希望平坦期長(zhǎng)：我們一般希望平坦期長(zhǎng)：這樣膠料穩(wěn)定性好這樣膠料穩(wěn)定性好 硫化工藝

12、好操作硫化工藝好操作 導(dǎo)致制品性能質(zhì)量好導(dǎo)致制品性能質(zhì)量好 就就硫磺硫化硫磺硫化而言，平坦期的長(zhǎng)短取決而言，平坦期的長(zhǎng)短取決促進(jìn)劑促進(jìn)劑的種類(lèi)的種類(lèi)。 促進(jìn)劑促進(jìn)劑TMTDTMTD，平坦期短。平坦期短。 原因：它是超速促進(jìn)劑，硫化開(kāi)始后，它迅速原因：它是超速促進(jìn)劑，硫化開(kāi)始后，它迅速失去活性。失去活性。 低硫高效促進(jìn)劑體系低硫高效促進(jìn)劑體系，平坦期較長(zhǎng)，平坦期較長(zhǎng) TT降解降解返硫現(xiàn)象返硫現(xiàn)象 故高溫硫化采用平坦期故高溫硫化采用平坦期較長(zhǎng)的促進(jìn)劑，高效硫化體系則采用低溫硫化，否較長(zhǎng)的促進(jìn)劑，高效硫化體系則采用低溫硫化，否則出現(xiàn)過(guò)硫現(xiàn)象。則出現(xiàn)過(guò)硫現(xiàn)象。10.3 10.3 用硫化儀測(cè)定硫化硫化程

13、度用硫化儀測(cè)定硫化硫化程度 膠料達(dá)到正硫化時(shí)，硫化膠的某一特定膠料達(dá)到正硫化時(shí)，硫化膠的某一特定性能或綜合性能最好，而欠硫或過(guò)硫均對(duì)硫性能或綜合性能最好，而欠硫或過(guò)硫均對(duì)硫化膠的性能產(chǎn)生不良影響?；z的性能產(chǎn)生不良影響。 因此因此準(zhǔn)確測(cè)定和選取正硫化準(zhǔn)確測(cè)定和選取正硫化就成為確定就成為確定正硫化條件正硫化條件( (硫化溫度和時(shí)間硫化溫度和時(shí)間) )和使產(chǎn)品獲得和使產(chǎn)品獲得最佳性能的決定因素。最佳性能的決定因素。 測(cè)定硫化時(shí)間就要測(cè)測(cè)定硫化時(shí)間就要測(cè)硫化曲線硫化曲線，而硫化曲線是，而硫化曲線是性能與硫化時(shí)間的關(guān)系曲線。性能與硫化時(shí)間的關(guān)系曲線。 如測(cè)如測(cè)抗張強(qiáng)度抗張強(qiáng)度-t曲線、曲線、定伸強(qiáng)度定

14、伸強(qiáng)度-t曲線、曲線、永久永久形變形變-t曲線、曲線、硬度硬度-t曲線曲線 這些曲線雖然能反應(yīng)硫化程度，但都有其共同這些曲線雖然能反應(yīng)硫化程度，但都有其共同的缺點(diǎn)：的缺點(diǎn)：1 不經(jīng)濟(jì)不經(jīng)濟(jì) 2 不準(zhǔn)確不準(zhǔn)確 3 不能重現(xiàn)。不能重現(xiàn)。 故人們?cè)O(shè)計(jì)了一種硫化儀，即故人們?cè)O(shè)計(jì)了一種硫化儀，即轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)振蕩硫轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)振蕩硫化儀化儀，這種硫化儀具有方便、精準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)、快速和，這種硫化儀具有方便、精準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)、快速和重現(xiàn)性好，并能連續(xù)測(cè)定硫化性能、加工性能的很重現(xiàn)性好，并能連續(xù)測(cè)定硫化性能、加工性能的很多參數(shù)，由此曲線計(jì)算得到：多參數(shù)，由此曲線計(jì)算得到：初始粘度、最低粘度、初始粘度、最低粘度、誘導(dǎo)時(shí)間（焦燒時(shí)間

15、）、硫化速度、正硫化時(shí)間和誘導(dǎo)時(shí)間（焦燒時(shí)間）、硫化速度、正硫化時(shí)間和活化能?；罨?。一、硫化儀的測(cè)定原理一、硫化儀的測(cè)定原理 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)振蕩式硫化儀的原理，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)振蕩式硫化儀的原理，其膠料的剪切模其膠料的剪切模量量(G)與交聯(lián)密度與交聯(lián)密度(D)成正比，成正比，可表示為：可表示為： G=DRT 式中式中 ：R-氣體常數(shù)，氣體常數(shù)，T-絕對(duì)溫度絕對(duì)溫度 通過(guò)剪切模量的測(cè)定，即可反映交聯(lián)或硫化過(guò)程通過(guò)剪切模量的測(cè)定，即可反映交聯(lián)或硫化過(guò)程的情況。的情況。 測(cè)定時(shí)，試樣室中的轉(zhuǎn)子在一定壓力和溫度下經(jīng)測(cè)定時(shí)，試樣室中的轉(zhuǎn)子在一定壓力和溫度下經(jīng)一定頻率擺動(dòng)一個(gè)固定的微小角度，使膠料產(chǎn)生正反一定頻率擺動(dòng)

16、一個(gè)固定的微小角度，使膠料產(chǎn)生正反向扭動(dòng)變形；當(dāng)膠料的交聯(lián)度上升時(shí)，轉(zhuǎn)子受到的抵向扭動(dòng)變形；當(dāng)膠料的交聯(lián)度上升時(shí)，轉(zhuǎn)子受到的抵抗力也增加，通過(guò)傳感器把扭矩記錄下來(lái)，即可得硫抗力也增加，通過(guò)傳感器把扭矩記錄下來(lái)，即可得硫化曲線。化曲線。 1- 1-起始粘度；起始粘度；2-2-最低粘度；最低粘度；3-3-焦燒時(shí)間；焦燒時(shí)間；4-4-正硫化時(shí)間；正硫化時(shí)間；5-5-返硫返硫二、硫化曲線的分析二、硫化曲線的分析 硫化膠在試樣室中硫化開(kāi)始時(shí)，其粘度或扭矩為硫化膠在試樣室中硫化開(kāi)始時(shí)，其粘度或扭矩為O點(diǎn)，點(diǎn)，當(dāng)膠料受熱時(shí)，升溫，粘度下降到最低點(diǎn)當(dāng)膠料受熱時(shí)，升溫，粘度下降到最低點(diǎn)D D點(diǎn)以后點(diǎn)以后，膠料開(kāi)

17、始交聯(lián)，粘度上升，在，膠料開(kāi)始交聯(lián)，粘度上升，在E點(diǎn)之前仍具點(diǎn)之前仍具有流動(dòng)性，有流動(dòng)性，E點(diǎn)后不能流動(dòng)，故點(diǎn)后不能流動(dòng)，故O點(diǎn)到點(diǎn)到E點(diǎn)所需的時(shí)間就是焦點(diǎn)所需的時(shí)間就是焦燒時(shí)間燒時(shí)間 E點(diǎn)后點(diǎn)后，不能流動(dòng)，到達(dá)正硫化點(diǎn)，不能流動(dòng)，到達(dá)正硫化點(diǎn)F F點(diǎn)后點(diǎn)后，曲線有三種走向：，曲線有三種走向： OA走向，硫化曲線上升而不趨于某一定走向，硫化曲線上升而不趨于某一定值。如過(guò)氧化物交聯(lián)值。如過(guò)氧化物交聯(lián)NBR，F(xiàn)橡膠，乙丙橡膠，乙丙EP橡膠。橡膠。 OB是最典型的硫化曲線，交聯(lián)與斷裂達(dá)是最典型的硫化曲線，交聯(lián)與斷裂達(dá)到平衡，硫磺硫化的合成橡膠，高效硫化的到平衡，硫磺硫化的合成橡膠，高效硫化的NR。

18、OC變軟，斷裂大于交聯(lián)，甲基硅橡膠，變軟，斷裂大于交聯(lián)，甲基硅橡膠，乙烯基硅橡膠，乙烯基硅橡膠，F(xiàn)硅橡膠，丁基橡膠，硫磺硫化的硅橡膠，丁基橡膠，硫磺硫化的NR或或ZnO不足的不足的NR三、硫化參數(shù)的確定三、硫化參數(shù)的確定 最小轉(zhuǎn)最小轉(zhuǎn)矩矩ML,它反映它反映膠料在一定溫膠料在一定溫度下的流動(dòng)性度下的流動(dòng)性或可塑性；或可塑性； 最大轉(zhuǎn)最大轉(zhuǎn)矩矩Mm，它反它反映硫化膠在硫映硫化膠在硫化溫度下的?；瘻囟认碌哪Ａ?；量； T10為轉(zhuǎn)矩為轉(zhuǎn)矩M達(dá)到達(dá)到ML+(Mm-ML)10%的時(shí)間，它反映膠料的時(shí)間，它反映膠料的的焦燒時(shí)間焦燒時(shí)間； T90為轉(zhuǎn)矩為轉(zhuǎn)矩M達(dá)到達(dá)到ML+(Mm-ML)90%的時(shí)間，它反映膠料

19、的時(shí)間，它反映膠料的的正硫化正硫化時(shí)間時(shí)間第四節(jié)第四節(jié) 硫化反應(yīng)機(jī)理硫化反應(yīng)機(jī)理 橡膠的硫化是一復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。在硫化過(guò)橡膠的硫化是一復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。在硫化過(guò)程中，橡膠分子由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這是交程中，橡膠分子由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這是交聯(lián)實(shí)現(xiàn)的，其硫化機(jī)理與硫化體系有關(guān)。聯(lián)實(shí)現(xiàn)的，其硫化機(jī)理與硫化體系有關(guān)。 絕大多數(shù)不飽和橡膠：三元乙丙，乙烯基硅橡膠絕大多數(shù)不飽和橡膠：三元乙丙，乙烯基硅橡膠和不飽和度大于和不飽和度大于2%的丁基橡膠均可用硫黃硫化。的丁基橡膠均可用硫黃硫化。 （一）含促進(jìn)劑的硫黃硫化（一）含促進(jìn)劑的硫黃硫化 不含促進(jìn)劑的硫化體系，硫化時(shí)間長(zhǎng)、硫黃用量不含促

20、進(jìn)劑的硫化體系，硫化時(shí)間長(zhǎng)、硫黃用量多、不耐老化、機(jī)械性能差，所以現(xiàn)在硫磺硫化體系多、不耐老化、機(jī)械性能差，所以現(xiàn)在硫磺硫化體系都是含促進(jìn)劑的硫黃硫化體系，而且促進(jìn)劑絕大多數(shù)都是含促進(jìn)劑的硫黃硫化體系，而且促進(jìn)劑絕大多數(shù)是有機(jī)促進(jìn)劑。是有機(jī)促進(jìn)劑。1、中間化合物的生成、中間化合物的生成 膠料加熱，有很多雙分子發(fā)生反應(yīng)：硫黃與促膠料加熱，有很多雙分子發(fā)生反應(yīng)：硫黃與促進(jìn)劑、促進(jìn)劑之間、促進(jìn)劑與活性劑、生膠與硫黃、進(jìn)劑、促進(jìn)劑之間、促進(jìn)劑與活性劑、生膠與硫黃、生膠與促進(jìn)劑、硫化遲延劑與促進(jìn)劑、炭黑與硫黃生膠與促進(jìn)劑、硫化遲延劑與促進(jìn)劑、炭黑與硫黃和促進(jìn)劑都可能發(fā)生反應(yīng)。但一般認(rèn)為生膠與硫黃，和促進(jìn)

21、劑都可能發(fā)生反應(yīng)。但一般認(rèn)為生膠與硫黃，生膠與促進(jìn)劑反應(yīng)速度不大，而主要是硫黃與促進(jìn)生膠與促進(jìn)劑反應(yīng)速度不大，而主要是硫黃與促進(jìn)劑發(fā)生反應(yīng)。劑發(fā)生反應(yīng)。2、中間化合物與橡膠的化學(xué)反應(yīng)中間化合物與橡膠的化學(xué)反應(yīng)均裂、異裂均裂、異裂反應(yīng)生成活性側(cè)基反應(yīng)生成活性側(cè)基3、活性側(cè)基分子與橡膠分子間的化學(xué)反應(yīng)、活性側(cè)基分子與橡膠分子間的化學(xué)反應(yīng) 當(dāng)多硫側(cè)基達(dá)到最大值時(shí)，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。當(dāng)多硫側(cè)基達(dá)到最大值時(shí)，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。（1）無(wú)活性劑的交聯(lián)反應(yīng)）無(wú)活性劑的交聯(lián)反應(yīng)無(wú)活性無(wú)活性（2）有活性劑的交聯(lián)反應(yīng)）有活性劑的交聯(lián)反應(yīng)離子反應(yīng)離子反應(yīng) 另外另外ZnO與硬脂酸反應(yīng)生成鋅離子，與多硫絡(luò)合與硬脂酸反應(yīng)生成鋅離子

22、，與多硫絡(luò)合 這說(shuō)明有活性劑，交聯(lián)鍵數(shù)目增加，交聯(lián)鍵中這說(shuō)明有活性劑，交聯(lián)鍵數(shù)目增加，交聯(lián)鍵中硫原子數(shù)目減小，硫化膠的耐熱性提高。硫原子數(shù)目減小，硫化膠的耐熱性提高。4、交聯(lián)鍵的繼續(xù)反應(yīng)、交聯(lián)鍵的繼續(xù)反應(yīng)交聯(lián)鍵變短反應(yīng)交聯(lián)鍵變短反應(yīng) 多硫交聯(lián)劑硫被脫出，交聯(lián)鍵硫原子數(shù)減小，脫多硫交聯(lián)劑硫被脫出，交聯(lián)鍵硫原子數(shù)減小，脫出的硫發(fā)生兩種反應(yīng)：環(huán)化反應(yīng)、出的硫發(fā)生兩種反應(yīng)：環(huán)化反應(yīng)、生成活性中間體生成活性中間體。交聯(lián)鍵斷裂及主鏈改性的反應(yīng)交聯(lián)鍵斷裂及主鏈改性的反應(yīng) a 多硫交聯(lián)鍵在較高的溫度下，發(fā)生斷裂，生多硫交聯(lián)鍵在較高的溫度下，發(fā)生斷裂，生成多硫化氫側(cè)基，另一成多硫化氫側(cè)基，另一分子生成共扼三烯分

23、子生成共扼三烯b 所生成的多硫化氫側(cè)基脫硫化氫生成環(huán)狀結(jié)構(gòu)所生成的多硫化氫側(cè)基脫硫化氫生成環(huán)狀結(jié)構(gòu)c 脫多硫化氫形成共扼三烯脫多硫化氫形成共扼三烯交聯(lián)鍵斷裂和主鍵改性是力圖避免的事交聯(lián)鍵斷裂和主鍵改性是力圖避免的事硫化膠的結(jié)構(gòu)示意圖：硫化膠的結(jié)構(gòu)示意圖：（二）活性劑的作用 在硫黃硫化體系中，一般都有活性劑，活性劑在硫黃硫化體系中，一般都有活性劑，活性劑是金屬氧化物是金屬氧化物ZnO1、與多硫側(cè)基作用與多硫側(cè)基作用強(qiáng)鍵處斷裂弱鍵處斷裂多硫促進(jìn)劑游離基與橡膠反應(yīng)生成多硫側(cè)基，參與交聯(lián)2、與多硫化氫基作用、與多硫化氫基作用 在硫化過(guò)程中，交聯(lián)鍵特別是在硫化過(guò)程中，交聯(lián)鍵特別是多硫交聯(lián)鍵容易多硫交聯(lián)鍵

24、容易發(fā)生斷裂發(fā)生斷裂，在高溫條件下更為顯著。交聯(lián)鍵發(fā)生斷，在高溫條件下更為顯著。交聯(lián)鍵發(fā)生斷裂后所生成的硫氫基，可以使橡膠分子生成環(huán)化結(jié)裂后所生成的硫氫基，可以使橡膠分子生成環(huán)化結(jié)構(gòu)。氧化鋅能與硫氫基作用，所斷裂的交聯(lián)鍵構(gòu)。氧化鋅能與硫氫基作用，所斷裂的交聯(lián)鍵再次再次結(jié)合成為新的交聯(lián)鍵結(jié)合成為新的交聯(lián)鍵，這就避免了交聯(lián)鍵的減少和，這就避免了交聯(lián)鍵的減少和環(huán)化結(jié)構(gòu)的生成。其反應(yīng)如下：環(huán)化結(jié)構(gòu)的生成。其反應(yīng)如下：硫硫 氫氫 基基3、與硫化氫作用、與硫化氫作用 在硫化過(guò)程中，特別是在高溫硫化時(shí)，可能在硫化過(guò)程中，特別是在高溫硫化時(shí)，可能生成硫化氫。生成硫化氫。硫化氫能夠分解多硫鍵硫化氫能夠分解多硫鍵

25、，使交聯(lián)鍵，使交聯(lián)鍵數(shù)減小。在有氧化鋅時(shí)，它可與硫化氫作用，數(shù)減小。在有氧化鋅時(shí)，它可與硫化氫作用，從從而防止多硫鍵的斷裂而防止多硫鍵的斷裂4 4、與多硫交聯(lián)鍵作用、與多硫交聯(lián)鍵作用 氧化鋅可與多硫鍵作用，氧化鋅可與多硫鍵作用，脫出多硫鍵中的硫脫出多硫鍵中的硫原子，原子，成為較少硫原子的交聯(lián)鍵。硫化膠的熱穩(wěn)成為較少硫原子的交聯(lián)鍵。硫化膠的熱穩(wěn)定性得到提高。其反應(yīng)式如下：定性得到提高。其反應(yīng)式如下：二、非硫黃硫化二、非硫黃硫化 不飽和橡膠不飽和橡膠-硫黃硫化，硫黃硫化，有些橡膠有些橡膠-過(guò)氧化過(guò)氧化物硫化、金屬氧化物硫化和其它物質(zhì)硫化。物硫化、金屬氧化物硫化和其它物質(zhì)硫化。（一）過(guò)氧化物的硫化（

26、一）過(guò)氧化物的硫化 可硫化差不多所有的橡膠（除丁基、異丁橡膠可硫化差不多所有的橡膠（除丁基、異丁橡膠外），但它一般用于飽和橡膠、外），但它一般用于飽和橡膠、23型氟橡膠、二元乙型氟橡膠、二元乙丙、聚酯型聚氨酯橡膠。丙、聚酯型聚氨酯橡膠。 過(guò)氧化物種類(lèi)：過(guò)氧化物種類(lèi)：BPO、過(guò)氧化二叔丁基、過(guò)氧化二叔丁基DTBP、DCP。 過(guò)氧化物硫化的橡膠，耐熱性過(guò)氧化物硫化的橡膠，耐熱性 強(qiáng)度強(qiáng)度（C-CC-C鍵）鍵）1、有機(jī)過(guò)氧化物的分解、有機(jī)過(guò)氧化物的分解堿和中性堿和中性介質(zhì)分解介質(zhì)分解 游離基型游離基型 在在酸性介質(zhì)酸性介質(zhì)的分解的分解 離子型分解離子型分解 故在過(guò)氧化物硫化體系中，故在過(guò)氧化物硫化體

27、系中，選擇配合劑要考慮酸堿性。選擇配合劑要考慮酸堿性。過(guò)氧化苯酰對(duì)酸的敏感性小，但炭黑的影響較大。過(guò)氧化苯酰對(duì)酸的敏感性小，但炭黑的影響較大。工業(yè)苯酚工業(yè)苯酚2、有機(jī)過(guò)氧化物與橡膠的反應(yīng)、有機(jī)過(guò)氧化物與橡膠的反應(yīng)游離基型橡膠游離基發(fā)生斷裂反應(yīng)發(fā)生斷裂反應(yīng) （叔碳原子處）（叔碳原子處）硅橡膠的硫化硅橡膠的硫化3、影響有機(jī)過(guò)氧化物硫化的因素、影響有機(jī)過(guò)氧化物硫化的因素 有機(jī)過(guò)氧化物的用量有機(jī)過(guò)氧化物的用量 用量用量交聯(lián)度交聯(lián)度定伸強(qiáng)度定伸強(qiáng)度壓縮性能改善壓縮性能改善撕裂強(qiáng)度撕裂強(qiáng)度 一般一般用量為用量為0.5-30.5-3份份，這與橡膠和過(guò)氧化物相互，這與橡膠和過(guò)氧化物相互交聯(lián)的效率有關(guān)交聯(lián)的效率

28、有關(guān)防老劑和填充劑的影響防老劑和填充劑的影響 防老劑是防老劑是自由基穩(wěn)定劑自由基穩(wěn)定劑，如胺類(lèi)、酚類(lèi)，使硫化，如胺類(lèi)、酚類(lèi)，使硫化反應(yīng)顯著下降，甚至不反應(yīng)，故反應(yīng)顯著下降，甚至不反應(yīng)，故用量一般小于用量一般小于0.50.5份份 大多數(shù)大多數(shù)填充劑降低交聯(lián)效率填充劑降低交聯(lián)效率，故配合劑中一般都，故配合劑中一般都要加少量的堿要加少量的堿 硫化溫度和時(shí)間的影響硫化溫度和時(shí)間的影響 硫黃硫黃硫化體系可用促進(jìn)劑和活性劑促進(jìn)硫化，硫化體系可用促進(jìn)劑和活性劑促進(jìn)硫化，而而過(guò)氧化物硫化體系過(guò)氧化物硫化體系能用能用提高溫度提高溫度的方法促進(jìn)硫化的方法促進(jìn)硫化 硫化溫度硫化溫度取決：取決：a 過(guò)氧化物的性質(zhì)，過(guò)

29、氧化物的性質(zhì)， b硫化方法。硫化方法。對(duì)模壓制品，要保證流動(dòng)時(shí)間，故對(duì)溫度要求低。對(duì)模壓制品，要保證流動(dòng)時(shí)間，故對(duì)溫度要求低。如采用如采用BPO，其溫度低于，其溫度低于130度。如果采用度。如果采用DCP，其其硫化溫度硫化溫度150-180度才能保證，易焦燒。度才能保證，易焦燒。 硫化時(shí)間硫化時(shí)間以過(guò)氧化物耗盡為此時(shí)間，一般是預(yù)以過(guò)氧化物耗盡為此時(shí)間，一般是預(yù)定溫度下定溫度下半衰期半衰期的的5-10倍倍 （書(shū)例）（書(shū)例）（二）金屬氧化物硫化（二）金屬氧化物硫化 極性橡膠極性橡膠如氯丁橡膠、聚硫橡膠、羧基橡膠、氯如氯丁橡膠、聚硫橡膠、羧基橡膠、氯醇橡膠，可用醇橡膠，可用金屬氧化物金屬氧化物作硫化

30、劑，這是由于作硫化劑，這是由于橡膠的橡膠的活性基團(tuán)與金屬氧化物作用活性基團(tuán)與金屬氧化物作用。1、氯丁橡膠和氯醇橡膠的硫化氯丁橡膠和氯醇橡膠的硫化 氯丁橡膠硫化劑主要是氧化鋅和氧化鎂；氯醇橡氯丁橡膠硫化劑主要是氧化鋅和氧化鎂；氯醇橡膠多用氧化鉛作硫化劑，促進(jìn)劑膠多用氧化鉛作硫化劑，促進(jìn)劑NA-22無(wú)促進(jìn)劑的氯丁橡膠的硫化反應(yīng)無(wú)促進(jìn)劑的氯丁橡膠的硫化反應(yīng) 硫黃調(diào)節(jié)的硫黃調(diào)節(jié)的GN型氯丁橡膠，由于其交聯(lián)傾向大，型氯丁橡膠，由于其交聯(lián)傾向大，一般不采用促進(jìn)劑，用氧化鋅或氧化鎂硫化一般不采用促進(jìn)劑，用氧化鋅或氧化鎂硫化 a 分子中有分子中有1.2結(jié)構(gòu)，發(fā)生氯轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)，發(fā)生氯轉(zhuǎn)移b 脫氯脫氯c 交聯(lián)交聯(lián)醚

31、型交聯(lián)鍵含促進(jìn)劑的氯丁橡膠的硫化反應(yīng)含促進(jìn)劑的氯丁橡膠的硫化反應(yīng) 加成加成 脫氯脫氯乙撐硫脲 交聯(lián)交聯(lián) 脫乙撐脲脫乙撐脲硫醚交聯(lián)鍵2、聚硫橡膠、羧基橡膠、氯磺化聚乙烯的硫化反應(yīng)、聚硫橡膠、羧基橡膠、氯磺化聚乙烯的硫化反應(yīng) 聚硫橡膠聚硫橡膠硫化實(shí)際上是一種擴(kuò)鏈過(guò)程。硫化實(shí)際上是一種擴(kuò)鏈過(guò)程。 耐油、耐溶解、良好的低溫性能，優(yōu)良的粘接性，耐油、耐溶解、良好的低溫性能，優(yōu)良的粘接性，其硫化機(jī)理：其硫化機(jī)理：羧基橡膠羧基橡膠， 離子交聯(lián)離子交聯(lián) 氯磺化聚乙烯，氯磺化聚乙烯，是將聚乙烯溶解在四氯化是將聚乙烯溶解在四氯化炭等溶劑中，以偶氮二異丁腈為抗引發(fā)劑，通炭等溶劑中，以偶氮二異丁腈為抗引發(fā)劑，通入氯，

32、入氯，SO2、S混合而得混合而得 硫化機(jī)理：硫化機(jī)理：（三）樹(shù)脂硫化（三）樹(shù)脂硫化 主要是酚醛樹(shù)脂，硫化主要是酚醛樹(shù)脂，硫化對(duì)象對(duì)象：不飽和橡膠、聚氨：不飽和橡膠、聚氨酯、聚丙烯酸酯和羧基橡膠等。硫化膠的酯、聚丙烯酸酯和羧基橡膠等。硫化膠的特點(diǎn)特點(diǎn)：耐熱：耐熱性高，交聯(lián)結(jié)構(gòu)存在色滿結(jié)構(gòu)。性高，交聯(lián)結(jié)構(gòu)存在色滿結(jié)構(gòu)。促進(jìn)劑促進(jìn)劑為為SnCl2.2H2O 離子型反應(yīng)離子型反應(yīng)甲撐醌的生成甲撐醌的生成橡膠雙鍵被極化橡膠雙鍵被極化 促進(jìn)劑 交聯(lián)交聯(lián) 硫化速度與樹(shù)脂用量、樹(shù)脂中羧甲基含量以及促硫化速度與樹(shù)脂用量、樹(shù)脂中羧甲基含量以及促進(jìn)劑用量有關(guān)。進(jìn)劑用量有關(guān)。 當(dāng)羧甲基含量低于當(dāng)羧甲基含量低于6%時(shí)，

33、硫化速度很慢時(shí)，硫化速度很慢 防老劑：防老劑：4010NA、4010 與羧甲基反應(yīng)，降低速與羧甲基反應(yīng)，降低速率。率。 在在SnCl2.2H2O 促進(jìn)劑膠料中，不能添加促進(jìn)劑膠料中，不能添加ZnO，因，因?yàn)榭尚纬山j(luò)合物，使硫化速度減慢為可形成絡(luò)合物，使硫化速度減慢 但是如但是如高聚物高聚物含鹵素，可放含鹵素，可放ZnO，但不能過(guò)量，但不能過(guò)量第五節(jié)第五節(jié) 硫化工藝硫化工藝一、硫化條件一、硫化條件 硫化條件通常是指橡膠硫化溫度、硫化時(shí)間、硫硫化條件通常是指橡膠硫化溫度、硫化時(shí)間、硫化壓力和硫化介質(zhì)。這些都影響硫化膠質(zhì)量的因素?；瘔毫土蚧橘|(zhì)。這些都影響硫化膠質(zhì)量的因素。（一）硫化溫度與時(shí)間（一

34、）硫化溫度與時(shí)間 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程化學(xué)反應(yīng)過(guò)程T 反應(yīng)速度反應(yīng)速度。每增加。每增加8-10度度反應(yīng)速度增加一倍，故反應(yīng)速度增加一倍，故提高硫化溫度可提高生產(chǎn)效提高硫化溫度可提高生產(chǎn)效率率縮短硫化時(shí)間。提高硫化溫度縮短硫化時(shí)間是發(fā)縮短硫化時(shí)間。提高硫化溫度縮短硫化時(shí)間是發(fā)展趨勢(shì)。展趨勢(shì)。 硫化溫度不能任意提高，要受到膠種、配方、硫硫化溫度不能任意提高，要受到膠種、配方、硫化方法等因素的影響?；椒ǖ纫蛩氐挠绊?。 t1 T1時(shí)所需硫化時(shí)間時(shí)所需硫化時(shí)間 t2 T2時(shí)所需硫化時(shí)間時(shí)所需硫化時(shí)間 K- 硫化溫度系數(shù)硫化溫度系數(shù) 硫化溫度和硫化時(shí)間可換算，為方便起見(jiàn)，硫化溫度和硫化時(shí)間可換算，為方便起見(jiàn)，在

35、生產(chǎn)上大多取在生產(chǎn)上大多取K=2。 尤其對(duì)硫化平坦期長(zhǎng)的，一般不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重尤其對(duì)硫化平坦期長(zhǎng)的，一般不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重失誤。失誤。1 1、硫化溫度與硫化時(shí)間的計(jì)算、硫化溫度與硫化時(shí)間的計(jì)算2、確定硫化時(shí)間與溫度、確定硫化時(shí)間與溫度（1）膠種膠種 NR： T K抗張強(qiáng)度抗張強(qiáng)度撕裂強(qiáng)度撕裂強(qiáng)度。 SBR：150左右左右 CR、BR ：143左右左右 NBR-18 ：148 NBR-26：153 丁基：丁基：153 （2）硫化體系）硫化體系 NR 硫黃硫化：熱穩(wěn)定性差，低溫硫化硫黃硫化：熱穩(wěn)定性差，低溫硫化 低硫高促硫化：低硫高促硫化：0.5份硫份硫 促進(jìn)劑促進(jìn)劑TMTD 無(wú)硫硫化體系：無(wú)硫黃無(wú)硫硫化體

36、系：無(wú)硫黃 促進(jìn)劑促進(jìn)劑TMTD 高效硫化體系：可達(dá)高效硫化體系：可達(dá)160硫化硫化 過(guò)氧化物過(guò)氧化物 ：BPO 小于小于130 ， DCP 、DTBP 150-180高溫硫化高溫硫化（3）骨架材料）骨架材料 棉織品：人造絲骨架材料，采用低溫硫化，棉織品：人造絲骨架材料，采用低溫硫化，否則強(qiáng)度變差否則強(qiáng)度變差 合成纖維合成纖維 可采用高溫硫化可采用高溫硫化（4）制品斷面的厚度）制品斷面的厚度 斷面厚斷面厚低溫硫化低溫硫化 或者預(yù)熱或者預(yù)熱高溫硫化高溫硫化 高頻預(yù)熱、微波預(yù)熱高頻預(yù)熱、微波預(yù)熱提高溫度的均勻性提高溫度的均勻性（二）硫化壓力（二）硫化壓力 大多數(shù)橡膠制品是在一定壓力下進(jìn)行硫化的，只

37、大多數(shù)橡膠制品是在一定壓力下進(jìn)行硫化的，只有少數(shù)橡膠制品是在常壓下進(jìn)行硫化的。有少數(shù)橡膠制品是在常壓下進(jìn)行硫化的。硫化加壓的目的硫化加壓的目的： 1、防止制品中產(chǎn)生氣泡、防止制品中產(chǎn)生氣泡 2、使膠料流散且充滿模型、使膠料流散且充滿模型 （復(fù)雜花紋）（復(fù)雜花紋） 3、提高膠料與織物或金屬的粘合力、提高膠料與織物或金屬的粘合力硫化壓力的大小硫化壓力的大小，根據(jù)膠料性能、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝條，根據(jù)膠料性能、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝條件而定，其原則是：件而定，其原則是： 1、膠料流動(dòng)性小、膠料流動(dòng)性小壓力高，流動(dòng)性大壓力高，流動(dòng)性大壓力低壓力低 2、產(chǎn)品速度大、層數(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壓力、產(chǎn)品速度大、層數(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜

38、、壓力一般一般25kg/cm2。注壓工藝。注壓工藝 800-1500kg/cm2（三）硫化介質(zhì)（三）硫化介質(zhì) 在加熱硫化過(guò)程中，凡是借以傳遞熱能的物質(zhì)通在加熱硫化過(guò)程中，凡是借以傳遞熱能的物質(zhì)通稱(chēng)稱(chēng)硫化介質(zhì)硫化介質(zhì)。 常用常用的硫化介質(zhì)有：飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽、過(guò)熱的硫化介質(zhì)有：飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽、過(guò)熱水、熱空氣以及熱水等。水、熱空氣以及熱水等。 近年近年來(lái)還有采用共熔鹽、共熔金屬、微粒玻璃珠、來(lái)還有采用共熔鹽、共熔金屬、微粒玻璃珠、高額電場(chǎng)、紅外線、高額電場(chǎng)、紅外線、射線等作硫化介質(zhì)的。硫化射線等作硫化介質(zhì)的。硫化介質(zhì)在某些場(chǎng)合下又兼為介質(zhì)在某些場(chǎng)合下又兼為熱煤熱煤。 目前，國(guó)內(nèi)目前，國(guó)內(nèi)廣泛

39、使用廣泛使用飽和蒸汽、過(guò)熱水、熱空氣飽和蒸汽、過(guò)熱水、熱空氣和熱水作為硫化介質(zhì)。和熱水作為硫化介質(zhì)。1、飽和蒸汽、飽和蒸汽 特點(diǎn)：特點(diǎn)：熱含量大，導(dǎo)熱效率，成本低，壓力和熱含量大，導(dǎo)熱效率，成本低，壓力和溫度可調(diào)，是使用量最廣的硫化介質(zhì)。溫度可調(diào)，是使用量最廣的硫化介質(zhì)。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：熱量大，導(dǎo)熱效率高，成本低，提供適熱量大，導(dǎo)熱效率高，成本低，提供適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫Ξ?dāng)?shù)臏囟群蛪毫?缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：（1）不能硫化有亮面的膠料，因?yàn)轱枺┎荒芰蚧辛撩娴哪z料，因?yàn)轱?和蒸汽阻止亮油固化。和蒸汽阻止亮油固化。 （2）不適于低溫長(zhǎng)時(shí)間制品的硫化）不適于低溫長(zhǎng)時(shí)間制品的硫化 （ 壓力小，氣泡不能排除）壓力小，

40、氣泡不能排除） （3）不適用易水解的橡膠）不適用易水解的橡膠2、熱空氣、熱空氣 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：熱含量小，傳熱效率低，易氧化（不能硫熱含量小，傳熱效率低，易氧化（不能硫化用過(guò)氧化物硫化的膠料）化用過(guò)氧化物硫化的膠料） 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：對(duì)光潔性表面制品宜采用熱空氣硫化（能對(duì)光潔性表面制品宜采用熱空氣硫化（能硫化有亮面的膠料）硫化有亮面的膠料）3、過(guò)熱水和熱水、過(guò)熱水和熱水 過(guò)熱水過(guò)熱水既可傳熱，又能賦于制品較大的硫化壓力，既可傳熱，又能賦于制品較大的硫化壓力，因而特別適合輪胎的硫化，為保持硫化溫度，過(guò)熱水因而特別適合輪胎的硫化，為保持硫化溫度，過(guò)熱水進(jìn)行循環(huán)加熱。進(jìn)行循環(huán)加熱。 熱水熱水為常壓水，硫化水

41、溫低于為常壓水，硫化水溫低于100 ，硫化硫化時(shí)間時(shí)間長(zhǎng)，僅硫化活性溫度低長(zhǎng)，僅硫化活性溫度低100 超速促進(jìn)劑的薄壁浸制超速促進(jìn)劑的薄壁浸制制品。制品。二、硫化方法二、硫化方法（一）平板硫化（一）平板硫化 將半成品或膠料的模型置于能夠加壓的上下兩個(gè)將半成品或膠料的模型置于能夠加壓的上下兩個(gè)平板間進(jìn)行硫化的。平板間的壓力由油壓或水壓決定平板間進(jìn)行硫化的。平板間的壓力由油壓或水壓決定 加熱方式：加熱方式：蒸氣或電蒸氣或電 硫化溫度：硫化溫度： 120-160 硫化壓力：硫化壓力： 15-20kg/m2 硬質(zhì)硬質(zhì) 70 kg/m2 硫化制品：硫化制品： 模型制品、傳動(dòng)帶模型制品、傳動(dòng)帶 、運(yùn)輸帶、

42、膠板、運(yùn)輸帶、膠板等等 （二）注壓硫化（二）注壓硫化 注壓硫化法是在注壓硫化法是在平板硫化法以及塑料注射成型平板硫化法以及塑料注射成型基基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，并成為橡膠工業(yè)中的一種礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，并成為橡膠工業(yè)中的一種新技術(shù)新技術(shù)。 由于橡膠的注壓成型工藝在由于橡膠的注壓成型工藝在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本以及提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率生產(chǎn)成本以及提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率等方面具有很多優(yōu)點(diǎn)，等方面具有很多優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展速度很快。發(fā)展速度很快。 注壓硫化工藝程序大致分為注壓硫化工藝程序大致分為膠料預(yù)熱塑化、注射、膠料預(yù)熱塑化、注射、硫化、出模及修邊硫化、出模及修邊等。等。 和模壓硫化法相比，注壓硫化法的

43、和模壓硫化法相比，注壓硫化法的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：在如下幾個(gè)方面： （1）硫化工藝程序少）硫化工藝程序少 （2）膠料損失少、成品率高）膠料損失少、成品率高 （3）注壓硫化法的制品比較致密，因而其性）注壓硫化法的制品比較致密，因而其性能較高能較高 （4）膠料與金屬的粘合強(qiáng)度較高）膠料與金屬的粘合強(qiáng)度較高 （5）可以進(jìn)行高溫短時(shí)間硫化）可以進(jìn)行高溫短時(shí)間硫化A-預(yù)熱；預(yù)熱；B-交聯(lián)度增加階段；交聯(lián)度增加階段；C-正硫化范圍；正硫化范圍；D-過(guò)硫區(qū)過(guò)硫區(qū) 12 膠料在注壓機(jī)預(yù)塑機(jī)筒內(nèi)的預(yù)熱階段；膠料在注壓機(jī)預(yù)塑機(jī)筒內(nèi)的預(yù)熱階段； 23 膠料在機(jī)筒內(nèi)的保溫階段；膠料在機(jī)筒內(nèi)的保溫階段； 3

44、4 膠料在注射通過(guò)注口時(shí)的摩擦升溫階段；膠料在注射通過(guò)注口時(shí)的摩擦升溫階段； 45 注射完畢后，制品表面升溫過(guò)程；注射完畢后，制品表面升溫過(guò)程； 45 制品內(nèi)部吸熱升溫過(guò)程制品內(nèi)部吸熱升溫過(guò)程（三）硫化罐硫化（三）硫化罐硫化 硫化罐可分為立式和臥式兩種。硫化罐有送氣、硫化罐可分為立式和臥式兩種。硫化罐有送氣、放氣及排氣、冷凝水的管路裝置，還有壓力表、溫度放氣及排氣、冷凝水的管路裝置，還有壓力表、溫度計(jì)、安全閥。計(jì)、安全閥。1、立式硫化罐硫化、立式硫化罐硫化 立式硫化罐主要用以立式硫化罐主要用以硫化輪胎硫化輪胎。這種硫化罐大多。這種硫化罐大多在其下部裝有帶柱塞的水壓唧簡(jiǎn)，可以通入高壓或低在其下部

45、裝有帶柱塞的水壓唧簡(jiǎn)，可以通入高壓或低壓水。低壓用于升降模型，高壓用以加壓模型。壓水。低壓用于升降模型，高壓用以加壓模型。 硫化外胎硫化外胎時(shí)，先將裝有外胎半成品的模型放入罐時(shí)，先將裝有外胎半成品的模型放入罐內(nèi)，關(guān)閉罐蓋后向內(nèi)，關(guān)閉罐蓋后向罐內(nèi)通入蒸汽罐內(nèi)通入蒸汽以排出罐內(nèi)空氣和加以排出罐內(nèi)空氣和加熱模型，同時(shí)在熱模型，同時(shí)在水胎內(nèi)通入過(guò)熱水水胎內(nèi)通入過(guò)熱水，使整個(gè)外胎加熱，使整個(gè)外胎加熱受壓，并按規(guī)定工藝條件和方法進(jìn)行硫化。硫化結(jié)束受壓，并按規(guī)定工藝條件和方法進(jìn)行硫化。硫化結(jié)束后，應(yīng)后，應(yīng)冷卻啟模冷卻啟模，以避免啟模裂傷。，以避免啟模裂傷。2、臥式硫化罐硫化、臥式硫化罐硫化 用于膠布、管、鞋

46、、球等，有下列幾種方法用于膠布、管、鞋、球等，有下列幾種方法（1）纏布硫化法：）纏布硫化法： 膠管、膠輥、硬質(zhì)膠，先將布條纏在制品表膠管、膠輥、硬質(zhì)膠，先將布條纏在制品表面，通蒸氣直接硫化。面，通蒸氣直接硫化。（2）直接蒸汽硫化法：）直接蒸汽硫化法： 外觀質(zhì)量要求不高，要求外觀質(zhì)量要求不高，要求硫化起步要很快，硫化起步要很快，避免受熱軟化變形。避免受熱軟化變形。（3）混氣硫化法：）混氣硫化法： 先用空氣使制品的外部硬化，然后再通蒸氣先用空氣使制品的外部硬化，然后再通蒸氣加強(qiáng)硫化加強(qiáng)硫化（四）個(gè)體硫化機(jī)硫化（四）個(gè)體硫化機(jī)硫化 個(gè)體硫化機(jī)是個(gè)體硫化機(jī)是帶有固定模型的特殊結(jié)構(gòu)的硫化帶有固定模型的特殊結(jié)構(gòu)的硫化機(jī)機(jī)，其上半部分模型是安裝在不動(dòng)的外殼上，另一，其上半部分模型是安裝在不動(dòng)的外殼上，另一半模型則可用壓縮空氣、水壓或立桿活動(dòng)機(jī)構(gòu)作上半模型則可用壓縮空氣、水壓或立桿活動(dòng)機(jī)構(gòu)作上下活動(dòng)。兩半模型均有蒸氣加熱腔。下活動(dòng)。兩半模型均有蒸氣加熱腔。 適用適用內(nèi)外胎、墊等的硫化內(nèi)外胎、墊等的硫化 特點(diǎn)：特點(diǎn)：自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、產(chǎn)品質(zhì)量自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、產(chǎn)品質(zhì)量高、但投資大，占地面積大。高、但投資大，占地面積大。（五）共熔