什么是橡膠硫化？
硫化（交聯(lián)）是指橡膠的線性大分子鏈通過化學(xué)交聯(lián)而構(gòu)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化學(xué)變化過程。
橡膠硫化是橡膠加工的最后一道工序，在一定的溫度、壓力和時間作用下，使橡膠大分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生交聯(lián)，使未硫化膠料轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧z，從而賦予橡膠各種寶貴的物理性能，使橡膠能成為廣泛應(yīng)用的工程材料。
橡膠的硫化過程是橡膠結(jié)構(gòu)連續(xù)變化的過程，這使得橡膠在物理及化學(xué)性質(zhì)方面發(fā)生變化。不同結(jié)構(gòu)的橡膠在橡膠在硫化過程中的物理機械性能的變化雖然有不同的趨向，但大部分性能的變化卻基本一致，即隨著硫化時間的增加，除了扯短伸長率和永久變形是下降的外，其余指標(biāo)均是提高的。這是因為生膠是線型結(jié)構(gòu)，其分子具有運動的獨立性。經(jīng)硫化后在分子鏈中間形成的交聯(lián)而成為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子間除次價力外，在分子間彼此結(jié)合處還有主價力發(fā)生作用，交聯(lián)鍵的存在使分子鏈間不能產(chǎn)生相對滑移，但鏈段運動依然存在。所以硫化膠比生膠的拉伸強度增大、定伸應(yīng)力高、扯斷伸長率小而彈性大，并失去可溶性而只產(chǎn)生有限溶脹。
硫化分為幾個階段？
在硫化過程中，橡膠拉伸度、扯斷伸長度、彈性等性能隨著硫化時間的延長而變化。一般可分為四個階段：
1、 焦燒階段：指從膠料放入模內(nèi)至出現(xiàn)輕度硫化的階段。
2、 熱硫化階段：是膠料進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)的階段，橡膠的拉伸強度急劇上升。熱硫化時間取決于膠料的硫化溫度和配方。
3、 平坦硫化階段：是指發(fā)生交聯(lián)鍵的重排、熱裂解等反應(yīng)的階段。由于彼此反應(yīng)的動態(tài)平衡，膠料的拉伸強度呈現(xiàn)平坦趨勢，硫化膠保持最佳的性能。
4、 過硫化階段：發(fā)生交聯(lián)鍵及鏈段的熱裂解反應(yīng)的階段。由于交聯(lián)鍵及鏈段的熱裂解反應(yīng)，膠料的拉伸性能顯著下降。
什么是橡膠膠輥老化？
橡膠膠輥在加工、儲存或使用過程中，由于受到熱、氧、光、機械力等因素而使其發(fā)生物理變化和化學(xué)變化，性能下降甚至失去用途的現(xiàn)象成為橡膠膠輥的老化。在外觀上，橡膠膠輥老化過程中常常會出現(xiàn)發(fā)軟、發(fā)黏、出現(xiàn)斑點、變形、變脆、失去光澤及顏色改變等。物理性能上橡膠膠輥有溶脹、流變性能等改變。在力學(xué)性能上會發(fā)生拉伸度、伸長率、彈性等指標(biāo)下降。
橡膠老化是一種不可逆的過程，其實質(zhì)是橡膠分子結(jié)構(gòu)在化學(xué)、物理及生物因素的作用下，發(fā)生了氧化降解反應(yīng)，使橡膠的平均分子量下降，強度下降，橡膠變軟發(fā)粘。
橡膠膠輥老化的原因是什么？
1、 內(nèi)因：橡膠分子結(jié)構(gòu)，橡膠分子主鏈中的雙鍵影響橡膠的老化，分子主鏈上含有雙鍵時，雙鍵的a碳原子上的C-H鍵的離解能很低，很容易被氧化過程中所產(chǎn)生的過氧自由基奪去H形成自由基，此時自由基碳原子上的C-H鍵和C-C鍵的鍵解離能很低，可被很低的能量打斷，從而發(fā)生氧化老化。同時臭氧會攻擊橡膠的不飽和鍵，進(jìn)行親電加成反應(yīng)，發(fā)生臭氧老化反應(yīng)。因此橡膠分子鏈中雙鍵含量越多，橡膠中的薄弱環(huán)節(jié)就越多，耐老化性能越低。
橡膠分子鏈中雙鍵上的取代基影響橡膠的老化，當(dāng)雙鍵C原子上連有烷基等推電子取代基時，雙鍵的a－H的解離能降低，易發(fā)生氧化老化。如氯丁橡膠耐老化性比丁苯橡膠和天然橡膠都好。
飽和碳鏈上的取代基影響橡膠老化。飽和橡膠主鏈上連有一個烷基取代基時，原來碳原子上的氫變?yōu)槭逄荚託?，使C-H鍵的解離能下降，氫原子的反應(yīng)活性提高，熱氧化活性提高。
2、 外因：氧 氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生自由基連鎖反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián)，引起橡膠性能發(fā)生改變。
溫度 在老化過程中，溫度起著加速老化的作用，提高氧擴散率和活化氧反應(yīng)，從而加速橡膠氧化速率。
臭氧 各種橡膠的臭氧老化龜裂時間均隨著臭氧濃度的提高而顯著縮短。臭氧的破壞性比氧大許多。
光 光波越短能量越大，對橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。
其次還有機械應(yīng)力、水分等因素。
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