高分子材料设计之生胶硫化
橡胶硫化知识一
橡胶硫化知识一1.硫化的定义硫化是胶料在一定条件下,橡胶大分子由线型结构转变为网状结构的胶联过程。
2.硫化历程2.1硫化反应过程硫化过程可以分三个阶段。
第一阶段为诱导阶段:先是硫磺分子和促进剂体系之间反应生成一种活性更大的中间化合物,然后进一步引发橡胶分子链,产生可交联的自由基或者离子。
第二阶段为交联反应阶段:可交联的自由基或者离子与橡胶分子链之间产生连锁反应,生成交联键。
第三阶段为网构形成阶段:此阶段的前期交联反应已趋于完成,产生的交联键发生重排和裂解反应,在此阶段的后期交联反应已基本停止,随之而发生的主要是交联键重排和热裂解的反应,最后得到网格稳定的硫化胶。
2.2硫化历程图A:焦烧时间(TS2)B:热硫化(TS2+B Time =TC90)C:平坦硫化D:过硫化橡胶硫化历程可以分为四个阶段:2.2.1、图中A段是热硫化开始前的延迟作用时间,相当于硫化反应的诱导期,称作焦烧时间。
长短取决于胶料配方和加工条件,主要受促进剂影响。
包括操作焦烧时间和剩余焦烧时间;操作焦烧时间指加工过程中热积累效应所消耗的焦烧时间,取决于加工条件(混炼、挤出等)。
剩余焦烧时间是指胶料在模腔加热时保持流动性的时间。
2.2.2热硫化阶段图中B 段是硫化反应中的交联阶段。
逐渐产生网构,促使橡胶弹性和拉伸强度急剧上升。
热硫化时间的长短取决于胶料配方。
这个阶段是衡量硫化反应速度的标志。
2.2.3平坦硫化阶段图中C 段相当于硫化反应中网状形成的前期。
这时,交联反应已趋完成,继而发生交联键的重排、裂解等反应,因而胶料的强度曲线出现平坦区,这段时间称为平坦硫化时间。
2.2.4过硫化阶段图中D 段以后的部分,相当于硫化反应中网构形成期的后期。
这阶段中,主要是交联键的重排作用,以及交联键和链段热裂解的反应,因此胶料的机械性能显著下降。
2.3硫化曲线的解说• ML ——最低转矩,N·m (kgf·cm )• MH ——到达规定时间之后仍然不出现平坦曲线或最高转矩的硫化曲线,所达到的最高转矩N·m (kgf·cm )•TS1——从实验开始到曲线由最低转矩上升0.1 N·m(kgf·cm)时所对应的时间,MIN•TS2——从实验开始到曲线由最低转矩上升0.2 N·m(kgf·cm)时所对应的时间,MIN•TC(x)——试样达到某一硫化程度所需要的时间,即试样转矩达到ML+X (MH-ML)时所对应的时间,MIN如X取值0.5,即TC50;X取0.9,即TC90)•硫检参数的意义:•ML:表示胶料的蠕变性,ML越低,蠕变性越好,反之,越差。
高分子成型与加工橡胶制品(轮胎)的最后工序——硫化
特殊橡胶制品,可在欠硫阶段中止硫化,例 如,撕裂强度、耐磨性、抗动态裂口性能要高的 制品,可采用欠硫的办法达到目的。
欠硫阶段的长短反映了橡胶硫化反应速度的 快慢,主要取决于胶料的配方。
三、正硫阶段
含义:橡胶的交联反应达到一定的程度,此 时的各项物理机械性能均达到或接近最佳值,其 综合性能最佳。
正硫化温度:正硫化阶段所取的温度 正硫化时间:正硫化阶段所取的时间
正硫化时间取决于制品性能要求和断面厚薄, 需考虑到“后硫化”。
抗撕裂制品:抗撕强度达到最高的硫化时间
耐磨制品:硫化时间是磨耗最小的硫化时间
在硫化过程中,交联键特别是多硫交联键容易 发生断裂,在高温条件下更为显著。交联键发生断 裂后所生成的硫氢基,可以使橡胶分子生成环化结 构。氧化锌能与硫氢基作用,所断裂的交联键再次 结合成为新的交联键,这就避免了交联键的减少和 环化结构的生成。其反应如下:
硫氢基
(3)与硫化氢作用
在硫化过程中,特别是在高温硫化时,可能生 成硫化氢。硫化氢能够分解多硫键,使交联键数减 小。在有氧化锌时,它可与硫化氢作用,从而防止 多硫键的断裂
①硫化体系(硫黄、促进剂和活性剂)各组分 间相互作用生成中间与橡胶相互作用在橡胶分子链 上生成活性侧基;
③活性侧基相互间或与橡胶分子作用形成交 联键;
④交联键的继续反应。
1.中间化合物的生成
硫化初期,硫黄与促进剂的双分子反应生成 中间化合物(多硫化物),是事实上的硫化剂。
就硫磺硫化而言,平坦期的长短取决促进剂 的种类。
促进剂TMTD,平坦期短。 原因:它是超速促进剂,硫化开始后,它
鞋材橡胶硫化工作原理
鞋材橡胶硫化工作原理
橡胶硫化是一种将未硫化橡胶转变为具有弹性和耐用性的过程。
它可以通过加热橡胶和硫化剂的混合物来进行。
以下是鞋材橡胶硫化的工作原理:
1. 硫化剂选择:硫化剂起着促进橡胶硫化反应的作用。
常见的硫化剂包括硫、硫醇、硫代硫酸盐等。
硫的使用最为广泛,因为它在适当的温度范围内能够实现橡胶硫化。
2. 橡胶和硫化剂的混合:将橡胶和硫化剂混合在一起,通常以粉末状的形式进行。
这样可以增加混合物的表面积,有利于硫化剂与橡胶之间的反应。
3. 加热:将混合物放入硫化炉或其他加热设备中进行加热。
温度的选择取决于具体的橡胶和硫化剂。
较高的温度可以加速橡胶硫化的速度,但过高的温度可能导致橡胶烧焦。
4. 硫化反应:加热后,橡胶和硫化剂开始进行硫化反应。
硫与橡胶中的双键发生反应,形成交连结构,从而增加橡胶的弹性和耐用性。
硫化的过程中,硫原子会与橡胶链中的碳原子形成共价键。
5. 冷却和固化:硫化反应完成后,将硫化后的橡胶材料冷却至室温。
在冷却过程中,橡胶材料开始固化,交联结构更加牢固。
橡胶硫化工艺的选择和优化是鞋材制造过程中的关键因素之一。
通过合理控制硫化剂的选择、混合比例、硫化温度和时间等参数,可以获得具有良好性能的鞋材橡胶。
橡胶硫化工艺流程
橡胶硫化工艺流程
橡胶硫化是一种重要的工艺流程,用于将橡胶原料转化为具有弹性和耐磨性的橡胶制品。
硫化过程通过交联橡胶分子,使其具有更好的物理和化学性质。
在本文中,我们将详细介绍橡胶硫化的工艺流程,包括硫化剂的选择、硫化条件的控制以及硫化后的处理过程。
硫化剂的选择是橡胶硫化过程中的关键步骤。
常用的硫化剂包括硫磺、硫化二乙基、硫代硫酸钠等。
硫磺是最常用的硫化剂,它可以在高温下与橡胶发生化学反应,形成交联结构。
硫化剂的选择需要考虑到橡胶的种类、硫化温度、硫化时间等因素,以确保硫化效果最佳。
硫化条件的控制对于橡胶制品的质量和性能具有重要影响。
硫化温度通常在140-160摄氏度之间,硫化时间根据橡胶种类和厚度而定,一般在20-60分钟。
硫化温度和时间的控制需要通过硫化设备来实现,例如硫化罐、硫化机等。
在硫化过程中,还需要对硫化压力、硫化介质、硫化速率等进行精确控制,以确保橡胶材料能够均匀地硫化。
硫化后的处理过程包括冷却、清洗、干燥等步骤。
冷却过程需
要将硫化后的橡胶制品迅速冷却到室温,以防止硫化过度。
清洗过
程可以去除硫化剂残留和表面污染物,保证橡胶制品的表面光洁。
干燥过程则是将橡胶制品中的水分去除,以确保其性能稳定。
总的来说,橡胶硫化工艺流程是一个复杂的过程,需要严格控
制硫化剂的选择、硫化条件的控制以及硫化后的处理过程。
只有在
严格遵循工艺流程的情况下,才能生产出具有优良性能的橡胶制品。
希望本文能够对橡胶硫化工艺有所帮助,谢谢阅读。
橡胶硫化工艺介绍
橡胶硫化工艺介绍
硫化橡胶工艺是指将橡胶加工成制品的工艺。
硫化工艺又称为硫化反应,是橡胶加工中的一个重要环节。
硫化过程是一个化学过程,由各种因素如温度、时间和压力等控制,以获得所要求的制品性能。
在橡胶制品中,通常将含有其他助剂的聚合物制成的橡胶制品,经过一定时间后,可将其内部化学结构中的自由氨基转化为不饱和氨基,同时释放出一种称为“硫化剂”的化学物质。
经硫化后,该聚合物内的自由氨基被限制在分子内,形成分子内交联网络,从而使橡胶具有良好的弹性、耐磨性、耐屈挠性和抗老化性能等。
硫化胶生产中所使用的硫化剂主要有两种:一是含硫化合物(如硫磺、硫黄等);二是不含硫化合物(如白炭黑)。
不含硫化合物一般为其在硫化过程中提供硫源,而含硫化合物则在硫化过程中提供了交联网络所需的能量。
由于硫化剂可以通过加热使其分子中的自由氨基发生交联反应,因此在硫化过程中产生大量热和自由基,这不仅可提高硫化速度,而且能使橡胶制品具有良好的性能。
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橡胶硫化基础知识点
橡胶硫化基础知识点橡胶硫化是指将天然橡胶或合成橡胶中的双键化合物与硫或硫化剂反应,生成交联结构,使其具有良好的弹性和耐热性的过程。
下面是关于橡胶硫化的基础知识点。
1.橡胶的结构与性质橡胶是一种超高分子量的高弹性聚合物,主要成分是聚异戊二烯。
它由多个碳碳双键组成,具有优异的弹性、耐磨性、耐腐蚀性以及电绝缘性能。
2.橡胶硫化的原理橡胶硫化是通过将橡胶中的双键与硫或硫化剂反应,形成交联结构,使其分子链之间产生交联,从而增加橡胶材料的强度、硬度和耐热性。
硫化反应可以通过热硫化、冷硫化、自硫化等方式进行。
3.硫化剂的选择常用的硫化剂包括硫、硫醇、硫化铵、硫化钠等。
不同的硫化剂在硫化过程中会产生不同的化学反应,从而影响硫化的速度和最终橡胶的性能。
4.硫化反应的条件橡胶硫化需要一定的温度、压力和时间。
通常情况下,硫化温度在120-200摄氏度之间,硫化时间在几分钟到几小时不等。
另外,加入一些助剂如促进剂、抗氧剂等,可以提高硫化的效果和橡胶材料的性能。
5.硫化反应的影响因素硫化反应的速度和效果受到多种因素的影响,包括硫化剂的种类和浓度、温度、压力、橡胶的活性程度等。
其中,温度是影响硫化速率的最重要因素,温度越高,硫化速率越快。
6.硫化对橡胶性能的影响橡胶硫化后,可以显著提高橡胶材料的强度、硬度、抗拉强度、耐磨性和耐热性等性能。
交联结构可以限制分子链的运动,使橡胶材料具有良好的弹性和抗变形能力。
7.不同硫化方式的特点热硫化是指将橡胶和硫或硫化剂混合后,在高温下进行硫化反应。
冷硫化是指在室温下进行硫化反应,常用于对薄壁橡胶制品的硫化。
自硫化则是指在橡胶中含有一定比例的硫醇,通过热加工过程中的反应生成交联结构。
总结起来,橡胶硫化是将橡胶材料中的双键与硫或硫化剂反应,形成交联结构的过程。
硫化可以改善橡胶的弹性、硬度、抗拉强度、耐磨性和耐热性等性能,提高橡胶材料的使用寿命和适用范围。
在橡胶工业中,橡胶硫化广泛应用于制造轮胎、橡胶密封件、橡胶管道等各种产业领域。
橡胶硫化工艺流程
橡胶硫化工艺流程橡胶硫化是一种重要的橡胶加工工艺,通过硫化处理,可以使橡胶材料变得更加坚硬耐用,并具有优异的物理性能。
下面将介绍一下橡胶硫化工艺的流程。
橡胶硫化的工艺流程主要包括胶料的配制、制胶、成型、硫化和后处理。
首先是胶料的配制。
胶料的配制是将橡胶原料与各种辅助材料按一定的配方比例混合均匀。
橡胶原料一般是天然橡胶或合成橡胶,辅助材料包括硫化剂、促进剂、防老剂等。
配制胶料时需要注意根据具体需求合理选择各种原料和配方比例。
接下来是制胶。
制胶是将配制好的胶料放入橡胶混炼机中进行混炼,使各种原料彻底混合,并达到一定的物理性能要求。
混炼时需要控制好温度、时间和混炼过程中的剪切力,以确保混炼的质量。
然后是成型。
成型是将混炼好的胶料通过模具或挤出机进行成型,制成所需的橡胶制品。
成型的方法有很多种,可以通过压制、注塑、挤出等方式进行。
成型时需要控制好温度和压力,以确保成型的质量和尺寸精度。
接下来是硫化。
硫化是橡胶硫化工艺的关键步骤,通过硫化处理,可以使橡胶材料产生交联作用,从而改变其物理性能。
硫化过程中需要加热橡胶制品到一定的温度,并加入硫化剂,使硫化剂与橡胶发生反应,形成硫化交联,从而增加橡胶的强度和耐老化性能。
最后是后处理。
后处理是对硫化后的橡胶制品进行修整和测试,以确保制品的质量和性能。
后处理包括修整成型、去除残渣、检验产品尺寸和质量等。
总结起来,橡胶硫化工艺的流程主要包括胶料的配制、制胶、成型、硫化和后处理。
每个步骤都需要严格控制各项工艺参数,以确保最终制品的质量和性能。
橡胶硫化工艺的应用广泛,适用于橡胶制品的制造,如轮胎、密封件、管道等。
随着科技的不断进步,橡胶硫化工艺也在不断发展,为橡胶制品的制造提供了更高的质量和效率。
有机硅高分子讲稿07-4高温硫化硅橡胶
*催化剂A:氯铂酸的异丙醇溶液;催化剂B:氯铂酸的邻苯二甲酸二乙酯溶液;用量(相对含氢硅油 和乙烯基硅油的总质量):中毒剂,1%;防-1,1~2%;催化剂:50µg/g。
4.2.2 硅橡胶的加工
4.2.2.1 混炼
双辊筒炼胶机
捏合机 密炼机 图 4-7 开放式双辊筒炼胶机、捏合机及密炼机
表4-8
混炼胶热处理温度与力学性能关系 拉伸强度,MPa 8.6 10.0 11.3 12.3 断裂伸长率,% 530 540 470 400
处理条件 室温、3天 150℃ 3h 200℃ 3h 250℃ 24 h(N2)
LIST-CRP搅拌轴
LIST-CRP工作原理 1.主搅拌轴 2.清理轴 3.搅拌浆 4.捏合杆 图4-8 LIST-CRP搅拌轴
4.2.2.2 返炼 4.2.2.3 成型硫化 一、模压 衬垫、垫圈、O型圈、硅橡胶按键等 二、挤出 电缆、胶管、胶绳、自粘性胶带和异形胶条等制品 三、压延 硅橡胶薄膜,玻璃纤维胶布或合成纤维胶布等 四、涂胶 涂胶玻璃布等 五、粘合
四 四 四 四 四 四四四四 四
CH3 R Si
CH3
D4 + D4vi + 封封 封
CH3
CH3
90~110℃ , 4h
( SiO )m( SiO )n Si R CH3 CH3 CH=CH2 CH3
2. 甲基含氢硅油(甲基含氢聚硅氧烷)
CH3 CH3 CH3 CH3 ) Si R n CH3
R SiO ( SiO )m( SiO CH3 H CH3
第 4 章 高温硫化硅橡胶
制备硅橡胶的原料: 线型聚硅氧烷[硅橡胶生胶(silicone rubber gum),简称硅生胶 (silicone gum) 或生胶] 补强填料、交联剂、催化剂、改性添加剂等 硅橡胶分类: 高温硫化(HTV)硅橡胶-----混炼硅橡胶和液体硅橡胶 室温硫化(RTV)硅橡胶 高温硫化硅橡胶 50~80万的直链聚硅氧烷(硅橡胶生胶) 补强填料、交联剂、催化剂等各种添加剂 硅橡胶生胶取名 二甲基硅橡胶,甲基乙烯基硅橡胶,苯基硅橡胶,氟硅橡胶,腈硅橡胶等
高分子专业实验橡胶硫化
6.把模具放在硫化机的平台上,并使之与上, 下两平板接触预热20分钟。
7.检查胶料是否完好,如发现喷雾现象则应 回炼;清除胶料表面的灰尘杂物。
8.视模具型腔大小,用剪刀剪取混炼胶料与 硫化试样。
9.取出模具,打开模具进一步检查,清洁, 涂脱模剂,把试样置于模具型腔中间,合模, 放入硫化机中进行硫化。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
10.将硫化机压力升高到10Mpa(表压) 数十秒钟后卸压放气,再升压保持表 压有10Mpa下,使胶料硫化到规定的 时间为止。
11.卸压后取出模具,并立即乘热取出 硫化胶制品。
12.清理模具,涂上机油防锈。
13.将硫化后的片材裁样,制成标准样 条,放置一段时间,测试性能。
五、数据处理
将裁好的样条进行性能测试: 拉伸强度 断裂伸长率 断裂永久变形 100%定伸强度 硬度
三、仪器和试样
密炼机一台; 25吨平板硫化机一台; 圆片橡胶模具,剪刀,螺丝刀,台秤 等; 橡胶及助剂,脱模剂,橡胶硬度计。
四、实验步骤
1.按设定的配方配料。 2.将配料按序加入到密炼机中,按设定的混 炼工艺条件混炼。 3.混炼胶加入到开炼机中,拉成片,备用。 4.检查硫化机各部分是否正常,清洁机器; 然后将硫化机加热至设定温度,恒温。 5.检查硫化模具是否完好,清洁模具,除去 残留胶屑及油污杂物。
一、实验目的与要求
1.了解胶料的混炼设备及工艺过程; 2.了解平板硫化机、密炼机的结构特点 及其操作方法;
3.了解本实验用的胶料组成及其作用以 及制定胶料硫化工艺条件的理论依据;
4.掌握橡胶硬度计的使用方法; 5.熟悉热硫化法,模具硫化的工艺特点, 熟练地掌握本实验的操作过程。
二、实验原理
将配好的物料加入到密炼机中, 按设定的混炼工艺条件混炼,制得混 炼胶。在开炼机上将混炼胶压片备用。 将混炼胶胶片放入模具中,在硫化机 平板之间加热,使胶料软化和流动成 型;在一定的硫化工艺条件下,胶料 中的硫化体系使橡胶大分子发生复杂 的化学反应,最后定型为硫化胶。
高分子检测技术-橡胶硫化特性
硫化: 指橡胶的线性大 分子通过化学交 联而构成 三维网状结构的 化学变化过程。
橡胶未硫化时: 分子链为线性,且链间可自由移动,受到外力时,分子链重心 产生相对位移,表现出较大的变形与塑性流动,具有可溶性 硫化后: 链间产生化学交联成网状结构,使相对运动受到了限制,外力 作用下,链重心不发生位移,即失去了流动性;不能溶解,只 能溶胀。
一、硫化特性测试 硫化特性于UC-2030发泡硫化仪上进行测试,具体操作步骤如下: 1.接通总开关,电源供电,指示灯亮。 2.开动压缩机为模腔备压。 3.设定仪器参数:温度、量程、测试时间等。待上、下模温度升至设定温度,稳定10min. 4.开启模具,将胶料试样置于模腔内,然后闭模。装料闭模时间愈短愈好。 5.模腔闭合后立即启动电机,仪器自动进行实训。 6.实训到预设的测试时间,转子停止摆动,上模自 动上升,取出胶样。 7.清理模腔 段,相当于硫化反应中的诱导期
焦烧时间的长短是由胶料配方所决定 的,其中主要受促进剂的影响,胶料 在操作过程中的受热历程也是一个重 要影响因素。
二、硫化历程图 3. c d 段,相当于网络形成的前期
这时交联反应已基木完成,继而发生交联 键的重排、裂解等反应。 交联、裂解同时存在,达到平衡,出现平 坦区,对应平坦硫化时间,其长短取决于 胶料配方,主要是促进剂和防老剂。。
胶料具有最佳综合性能,在该区选取正硫化时间。
二、硫化历程图 4. 过硫化阶段
d以后部分,相当于硫化反应中 网络形成的后期
存在交联键的重排、交联键和链 段的热裂解反应。不同的胶料, 表现不同。
三、理想的硫化曲线 1、硫化诱导期足够大,充分保证生产加工的安全性; 2、硫化速度要快,提高生产效率,降低成本; 3、硫化平坦期要长。
谢谢!
5 橡胶的塑炼与硫化
高分子工程实验教案(5)一、实验内容:橡胶的塑炼与硫化二、实验目的与要求:1、了解橡胶加工的一般工艺过程;2、了解橡胶加工的各原料的作用;3、掌握配料、塑炼和硫化的工艺参数。
三、实验教时: 4教时四、实验指导(一)实验原理高聚物材料加工,塑炼、混炼和硫化是橡胶制品制造中的三个基本工。
这三个工艺实验是为了认识橡胶制品性能的优劣出了与配方有关外,还与加工工艺有密切的关系。
1、塑炼的目的和机理在橡胶加工过程中,对生胶的可塑性是有一定的要求,而又些生胶很硬,粘度较大,可塑性小,不能满足加工的需要,必须进行塑炼。
经过塑炼的生胶,可塑度将有很大的提高,配合剂易混入,便于压延、压出,模压花纹清晰、形状稳定,增加模压成型,注压胶料的流动性好,使胶料易于渗入纤维,并能提高胶料的溶解性;经过塑炼的生胶在混炼时和活性填充剂、硫化促进剂等发生化学反应,对硫化速度和凝胶生成量也产生一定的影响,另外,胶经过塑炼,质地均一对硫化胶的物理机械性能也有所改善,所以塑链是橡胶加工中的基础工艺之一,是其它加工的基础。
低温塑链即机械塑炼。
生胶在开放式炼胶机的辊筒上,直接受到机械力的反复作用,异常庞大的橡胶分子在剪切力作用下,沿着流动方向伸展,使橡胶分子链上产生局部应力集中,致使分子链断裂,断裂的分子链成了活性自由基,活性自由基与周围的氧或其他自由基接受体结合而稳定,形成了较短的分子,所以可塑度增加了。
在机械塑炼中,由于生胶随温度降低而粘度增加,作用到生胶的剪切力也就增大,使分子链断裂作用也就加强了,可塑度增加也就较快,所以在机械塑链中,一般采用较低的辊温进行,故称低温塑炼。
2、混炼的目的和机理为了使各种橡胶制品能符合使用性能的要求,改善加工工艺性能,节约生胶,降低成本,必须在生胶中加入各种配合剂,在炼胶机上将各种配合剂加入生胶中制成混炼胶的过程称为混炼。
混炼的胶料质量对进一步加工和成品的质量具有决定性的影响,混炼不好,脚料会出现配合剂分散不匀、胶料可塑度过高或过低、焦烧、喷霜等现象,使压延、压出、涂胶和流化不能正常进行,导致成品性能下降,所以混炼是橡胶加工过程中的重要工序之一,也是最容易产生质量波动的工序之一。
高分子材料设计之硫化体系
硫化体系
一.有机过氧化物硫化
1.硫化对象
除了IIR、CSM、C-PE不能用ROOR硫化外,其它橡胶都可以。 但一般适用于饱和橡胶。
2.常用的有机过氧化物
有机过氧化物其分子结构特征是含有过氧化基团,结构通 式:ROOR。
常用品种见P.129表2-33所示。
1.常硫硫化体系配合:按常用S量(1.5~3.5phr)和常用促进剂 量(0.5~1.0phr)配合而成。 2.EV的配合:高比率的高促低S配合,S 0.2~0.5, 促 2~4phr。 3.SEV的配合 高促低S配合:S 0.6~1.5,促 1phr左右 用硫载体代替部分S:DTDM 0.6phr代替1phr S
永久变形等物性。
硫化体系
五. 醌肟类物的硫化作用
1.硫化对象 链烯烃橡胶,工业上一般仅用于IIR(具有稳定的 交联结构,可提高IIR的耐热性)。 2.常用品种
对苯醌二肟
在IIR用量为1~2phr
用量约6phr
对苯二甲酰二肟 聚(对亚硝基苯基)
硫化体系
3.硫化特点
生成的交联键在热的作用下较为稳定,提高了硫化胶的抗 热老化作用和耐臭氧性,所以较适用于制造电线电缆的绝缘 层及轮胎的水胎等。
硫化体系
4.硫化机理(见P.137)
活性剂:含结晶水的金属卤化物。 SnCl2· 2O能起到路易斯酸催化作用,从而使硫速提 2H 高,也能改善硫化胶的性能,特别是定伸强度,但 用量不能多,在二份左右已够作用。
注意:含有SnCl2的胶料中不应加入ZnO,否则会影响
SnCl2的催化活性。
硫化体系
四.多元胺的硫化作用
Q硫化后要高温处理
注塑工艺设计,橡胶混炼与硫化工艺设计-高分子专业
题目:注塑工艺设计,橡胶混炼与硫化工艺设计学院:化学化工学院专业:高分子材料与工程班级: 1101学号:201106190107学生姓名:雷巍导师姓名:黄先威刘拥君刘艳丽完成日期: 2014年 5月 16日课程设计任务书学院:化学化工学院专业:高分子材料与工程班级:1101 姓名:雷巍同组人员姓名:袁景、江彬、贺炅、向碧霞、汤彬指导教师:黄先威刘拥君刘艳丽教研室主任:黄先威教学副院长:陈建芳2014 年5 月8 日目录1前言-------------------------------------------------------------------------------1 2成型工艺内容-------------------------------------------------------------------22.1成型机械结构及操作简介----------------------------------------------22.1.1注射机------------------------------------------------------------------22.1.1.1注射机的类型--------------------------------------------------22.1.1.2注射机的结构和功能-----------------------------------------22.1.1.3注射机工作原理及操作过程---------------------------6 2.1.2开炼机2.1.2.1开炼机的型号-------------------------------------------------72.1.2.2开炼机的结构------------------------------------------------72.1.2.3开炼机的用途及工作原理----------------------------------72.1.3无转子硫化仪--------------------------------------------------92.1.3.1硫化仪的类型--------------------------------------------------92.1.3.2硫化仪的结构--------------------------------------------------92.1.3.3硫化仪的工作原理---------------------------------------------103.工艺过程与结果分析--------------------------------------------------10 3.1 PE、PP注射成型工艺-------------------------------------------------103.1.1 PE注射成型参数设定--------------------------------------------103.1.2 结果分析--------------------------------------------------11 3.2 天然橡胶、丁苯橡胶的混炼和硫化3.2.1混炼工艺--------------------------------------------------123.2.2硫化工艺--------------------------------------------------123.3.3丁苯橡胶混炼配方及结果------------------------------------13 3.3.4天然橡胶混炼配方及结果------------------------------------144总结与分析-------------------------------------------------- 15 5参考文献-------------------------------------------------- 16.正文页前言1.1 前言工艺设计是综合性和实践性较强的教学环节,是理论联系实际的桥梁,是使我们体察实际问题的复杂性。
橡胶硫化的三要素
橡胶硫化的三要素硫化橡胶指硫化过的橡胶,具有不变黏,不易折断等特质,橡胶制品大都用这种橡胶制成。
硫化后生胶内形成空间立体结构,具有较高的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶剂中的不溶解性等。
胶硫化的因素主要有以下几点。
橡胶硫化的温度橡胶硫化温度是橡胶进行硫化反应的最基本条件,对橡胶硫化速度和制品的质量有直接的影响。
橡胶硫化反应随着温度升高而加快,若温度高10℃,平板硫化机的硫化时间约缩短一半。
由于橡胶是不良导热体,制品的硫化进程由于其各部位温度的差异而不同。
为了保证比较均匀的硫化程度,厚橡胶制品一般采用逐步升温、低温长时间硫化。
随着室温硫化胶料的增加和高温硫化的出现,硫化温度趋向两个极端。
从提高硫化效率来说,应当认为硫化温度越高越好,但实际上不能无线提高硫化温度。
橡胶为高分子聚合物,高温会使橡胶分子链产生裂解反应,导致交联键断裂,即出现“硫化返原”现象,从而使硫化胶的物理机械性能下降。
橡胶硫化的时间橡胶硫化时间是硫化工艺的重要环节。
时间过短,硫化程度不足。
时间过长,硫化程度过高。
平板硫化机只有适宜的硫化程度,才能保证最佳的综合性能。
在一定的温度、模压下,为了使胶料从塑性变成弹性,且达到交联密度最大化,物理机械性能最佳化所用的时间叫橡胶制品硫化时间。
橡胶硫化时间和橡胶硫化温度是密切相关的,在硫化过程中,硫化胶的各项物理、力学性能达到或接近最佳点时,此种硫化程度称为正硫化或最宜硫化。
达到正硫化所需的硫化时间称为正硫化时间,一定的硫化温度对应一定的正硫化时间。
橡胶硫化的压力橡胶硫化压力是指在橡胶混炼胶硫化过程中,其单位面积上所承受的压力。
橡胶硫化压力是保证橡胶零件结构密度、几何尺寸、物理机械的重要因素,同时也能保证零件表面光滑无缺陷,达到橡胶制品的密封效果。
以下五点是橡胶硫化压力选取的原则:①胶料硬度低的,压力应选择小,硬度高应选择大;②结构简单选择小,制品结构复杂选择大;③薄制品选择小,厚制品选择大;④硫化温度较高时,压力可以小一些,温度较低时,压力宜高点;⑤力学性能要求低选择小,要求高选择大。
橡胶硫化剂
橡胶硫化剂橡胶硫化剂橡胶硫化剂 DTDM化学名称:二硫代二吗啉英文名称:Morpholine disulfide;4,4′-dithiodimorpholine 国内外同类产品名称:DTDM,Sulfasan R,Vulnoc RCAS 注册号:[103-34-4]技术指标:Q/ZYCH17-2003项目指标外观白色或浅黄色粉末初熔点,℃≥ 118加热减量,%≤ 0.5灰分,%≤ 0.5总硫量,% 25-29基本性质:白色或浅黄色针状晶体,相对密度1.32-1.38。
溶于乙醇、丙酮、苯、二氯乙烷,不溶于水和脂肪烃。
使用特征:本品相对密度1.32-1.38,溶于乙醇、丙酮、苯、二氯乙烷,不溶于水和脂肪烃。
用作天然橡胶及合成橡胶硫化剂。
由于在硫化温度下能释放出活性硫,属于硫黄给予体型硫化剂。
有效活性硫含量约27%。
操作安全,即使与碱性炉黑配合也无焦烧之虞。
单独配用硫化速度慢,与噻唑、秋兰姆、二硫代氨基甲酸盐并用能提高硫化速度。
与少量硫黄并用效果更好。
水杨酸类酸性物质也能促进本品分解,加快硫化速度,但却使物理性能下降。
本品不喷霜,不污染,不变色,易分散。
硫化胶耐热,耐老化,变形小。
亦可用作促进剂。
主要用于制造轮胎、丁基内胎,各种耐热橡胶制品,特大特厚制品和浅色橡胶制品。
产品优点:⑴DTDM 能适应140℃-200℃硫化温度,焦烧安全性好,到达正硫化温度后硫化速度加快,具有理想的硫化特性。
⑵DTDM 在胶料中不喷霜、不污染、易分散,具有良好的加工性能。
⑶DTDM 以释放出的活性硫硫化橡胶,具有高效硫化性能,能显著提高硫化胶的抗还原性。
⑷DTDM 在胶料中能分解出具有胺类防老剂的吗啉自由基、可使硫化胶具有优良的耐热抗氧老化性能。
⑸DTDM 具有良好的热性能,用于动态耐热橡胶制品的制造,可降低生热性NR 和SNR,是极为理想的橡胶硫化剂。
硫化胶技术
硫化胶技术硫化胶技术是一种常用的胶黏剂加工技术,广泛应用于各个行业中。
它的原理是通过硫化反应将胶黏剂转化为固态,从而达到粘合、密封或修补的目的。
本文将介绍硫化胶技术的基本原理、应用领域以及发展趋势。
一、硫化胶技术的基本原理硫化胶技术是指利用硫化反应将胶黏剂转化为固态的过程。
在硫化反应中,胶黏剂中的硫化剂与胶黏剂中的基团发生化学反应,形成硫化键,使胶黏剂变得坚固和耐久。
硫化胶技术通常需要一定的温度和时间来完成硫化反应,这取决于胶黏剂的成分和硫化剂的种类。
1. 汽车制造业:硫化胶技术在汽车制造业中起到了重要作用。
它被广泛应用于汽车胶黏剂、密封剂、垫片等的制造和修复中。
硫化胶技术能够提供优异的粘接强度和耐高温性能,确保汽车部件的稳固和密封。
2. 电子行业:硫化胶技术在电子行业中也有广泛的应用。
例如,手机、电脑等电子产品的组装和维修中常常需要使用硫化胶技术。
硫化胶能够提供良好的绝缘性能和耐高温性能,确保电子产品的稳定性和可靠性。
3. 建筑行业:在建筑行业中,硫化胶技术常常用于室内外装饰、玻璃幕墙、门窗密封等方面。
硫化胶能够提供优异的粘接力和耐候性,确保建筑材料的稳固和密封。
4. 医疗领域:硫化胶技术在医疗领域中也有一定的应用。
例如,医用胶带、医用橡胶制品等常常采用硫化胶技术进行制造。
硫化胶能够提供良好的粘着性和耐用性,确保医疗器械和用品的安全和可靠。
三、硫化胶技术的发展趋势随着科技的不断进步,硫化胶技术也在不断发展。
未来,硫化胶技术将朝着以下几个方向发展:1.绿色环保:随着对环境保护意识的提高,人们对胶黏剂的环境友好性要求也越来越高。
未来的硫化胶技术将更加注重绿色环保,减少对环境的影响。
2.高性能:随着科技的进步,人们对胶黏剂性能的要求也越来越高。
未来的硫化胶技术将更加注重提高粘接强度、耐高温性能等关键性能指标。
3.智能化:未来的硫化胶技术将更加注重智能化。
例如,利用传感器和控制系统实现对硫化过程的自动化控制,提高生产效率和质量稳定性。
硫化橡胶的制备方法及应用
硫化橡胶的制备方法及应用,包括以下步骤:
1. 称取一定量的生胶、硫磺、促进剂等原辅料。
2. 将生胶、硫磺和促进剂等原辅料混炼均匀,可以通过将原料放在炼胶机上,在室温下进行塑炼成片,或压出预定形状。
3. 将塑炼均匀的生胶片与经过预处理的原辅料加热配合,并通入大流量惰性气体,惰性气体除了与在硫化温度下有剧毒的硫化剂产生化合反应外,其余部分则从加热的生胶片中逃逸,从而防止了硫化剂的挥发损失。
4. 挤出片材或压出预定形状,在硫化剂中浸泡或喷涂,然后放入模具中。
5. 加热压实,硫化定型。
硫化橡胶的制备方法及应用具有以下优点:
1. 避免了硫化剂挥发性的损失,提高了硫化剂的利用率,降低了生产成本。
2. 制品中残留的惰性气体有助于提高制品的性能。
3. 本发明方法所得硫化橡胶制品性能优异,弹性好,耐热耐寒性好,机械性能和化学稳定性高。
4. 本发明方法制得的硫化橡胶制品外观和内部结构更加均匀。
5. 本发明方法中温度低、压力小、时间短,生产效率高。
以上就是硫化橡胶的制备方法及应用,随着科学技术的发展,这种材料的使用场景会越来越多,如果方便的话也可以关注下不粘锅硫化橡胶圈的使用寿命问题,希望能帮到您。
橡胶硫化原理、硫化温度设定及硫化类型种类总结
橡胶硫化原理、硫化温度设定及硫化类型种类总结橡胶的硫化就是通过橡胶分子间的化学交联作用将基本上呈塑性的生胶转化成弹性的和尺寸稳定的产品,硫化后的橡胶的物性稳定,使用温度范围扩大。
“硫化过程(Curing)”一词在整个橡胶工业中普遍使用,在橡胶化学中占有重要地位。
橡胶分子链间的硫化(交联)反应能力取决于其结构。
不饱和的二烯类橡胶(如天然橡胶、丁苯橡胶和丁腈橡胶等)分子链中含有不饱和双键,可与硫黄、酚醛树脂、有机过氧化物等通过取代或加成反应形成分子间的交联。
饱和橡胶一般用具有一定能量的自由基(如有机过氧化物)和高能辐射等进行交联。
含有特别官能团的橡胶(如氯磺化聚乙烯等),则通过各种官能团与既定物质的特定反应形成交联,如橡胶中的亚磺酰胺基通过与金属氧化物、胺类反应而进行交联。
硫化时间与硫化温度,硫化质量的关系硫化反应既依赖于温度、压力,又依赖于时间。
必须经过一定的时间来完成硫化过程。
硫化时间的长短取决于硫化的温度,胶料的配方和硫化部位的厚度。
一、硫化温度直接影响到硫化速度和产品质量,硫化温度高,硫化速度快,生产效率高,但过高的温度会引起橡胶分子链的裂解,导致硫化胶的物理机械性能下降;而硫化温度较低,硫化速度较慢,但易于生成较多的多硫交联键。
二、统一胶料的配方,采用低温长时间的硫化,其拉伸强度会高于高温短时间硫化的强度。
三、硫化时间与温度的关系在正硫化的条件下,温度每增加10度,硫化时间可以降低一半。
四、硫化时间与厚度的关系在正硫化条件下,如果是单面加温,每增加1毫米,硫化时间增加12分钟,如果是双面加热,每增加1毫米,硫化时间增加5分钟。
硫化温度的设定硫化温度选择一般考虑生胶的品种和硫化体系的选择来考虑:普通硫磺硫化体系硫化温度选择范围130~158℃;有效、半有效硫化体系硫化温度选择范围160~165℃;。
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HSx
CH3
CH2 C CH CH
HSx
CH3 CH2 C CH CH
橡胶硫醇
SxH
3.橡胶硫醇与其它橡胶大分子交联或本身形成分子内环化物。
CH3 CH2 C CH CH
SxH
CH3 CH2 C CH CH2
CH3 CH2 C CH CH
Sx CH2 C CH2 CH2
CH3
CH3
CH3
CH2 C CH CH CH2 C CH CH2
2.交联反应阶段 可交联的自由基或离子与橡胶分子链之间产生连锁反应,生成交联 键。
3.网构形成阶段 交联键的重排、短化,主链改性、裂解。 (二)硫化历程图
图 2-1 硫化历程图
根据硫化历程分析,可将硫化曲线分成四个阶段,即焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化 阶段和过硫化阶段。 1.焦烧阶段 2.热硫化阶段 3.平坦硫化阶段 4.过硫化阶段
CH3
CH2 C CH CH2
Sx
CH3
CH2 C CH CH
S8
CH3
CH2 C CH CH
RH
Sx
CH3
CH2 C CH CH HSx
CH3
CH2 C CH CH
S8-x
Sx CH3
CH2 C CH CH
Sx CH2 CH C CH2
CH3
6.多硫交联键的移位
NR 在硫化过程中,当生成多硫交联键后,由于分子链上双键位置等的移动,也有可能 改变交联位置,如:
M90=ML+(MH-ML)×90% 5.理论正硫化时间:交联密度达到最大程度时所需要的时间。 6.硫化返原:如果胶料再继续硫化就会使交联结构产生降解,性能下降,这种现象就 称为硫化返原。 四.理想的硫化曲线 较为理想的橡胶硫化曲线应满足下列条件: (1) 硫化诱导期要足够长,充分保证生产加工的安全性; (2) 硫化速度要快,提高生产效率,降低能耗; (3) 硫化平坦期要长(以保证硫化加工中的安全性,减少过硫危险,以及保证制品
CH3 CH2 C CH CH
Sx R
CH3 CH2 C CH CH
Sx R
7.硫化过程中交联键断裂产生共轭三烯(多硫交联键断裂夺取 α-亚甲基上的 H 原子, 生成共轭三烯)
CH3
CH3
CH2 C CH CH CH2 C CH CH2 Sx
R
CH3 CH2 C CH CH CH
CH3 C CH CH2
胶料硫化在过硫化阶段,可能出现三种形式: (三)硫化参数
1.T10:胶料从加热开始至转矩上升到最大转矩的 10%所需要的时间。
M10=ML+(MH-ML)×10% 2.诱导期(焦烧期):从胶料放入模具至出现轻微硫化的整个过程所需要的时间叫硫化 诱导期,又称为焦烧时间。 诱导期反应了胶料的加工安全性。诱导期短,加工安全性差;诱导期太长,会降低生产 效率。 3.焦烧:胶料在存放和加工过程中出现的早期硫化现象。 4.工艺正硫化时间:胶料从加热开始,至转矩上升到最大转矩的 90%时所需要的时间。
二.硫化的定义
线性的高分子在物理或化学作用下,形成三维网状体型结构的过程。
三.硫化历程及硫化参数
(一)硫化历程 硫化历程是橡胶大分子链发生化学交联反应的过程,包括橡胶分子与硫化剂及其他配合
剂之间发生的一系列化学反应以及在形成网状结构时伴随发生的各种副反应。可分为三个阶 段:
1.诱导阶段 硫化剂、活性剂、促进剂之间的反应,生成活性中间化合物,然后进一 步引发橡胶分子链,产生可交联的自由基或离子。
SxH
CH3
CH3
CH2 C CH CH CH2 C CH CH Sx-1
4.双基活性硫直接与橡胶大分子产生加成反应。
CH3 2 CH2 C CH CH2
2 Sx
CH3 CH2 C CH CH2
Sx Sx CH2 C CH CH2
连邻位交联键
5.双基活性硫与橡胶大分子不产生橡胶硫醇也可以进行交联反应。
上升; 耐热性、耐磨性、抗溶胀性等都随硫化时间的增加而有所改善,并在最佳硫化阶段为
最好。
六.硫黄与橡胶的化学反应
1.硫环裂解生成双基活性硫。
双基活性硫与橡胶大分子反应生成橡胶硫醇,硫化反应一般是在双键的 α-亚甲基上 进行。
CH3
CH2 C CH CH2
Sx
CH3
CH2 C CH CH
各部位硫化均匀一致)。
五.橡胶在硫化过程中结构及性能的变化
(一)结构的变化 线性的大分子硫化后不同程度地形成空间网状结构,如图 2-2 所示。
图 2-2 硫化前后橡胶分子结构示意图
(二)性能的变化 拉伸强度、定伸应力、弹性等性能达到峰值后,随硫化时间再延长,其值出现下降; 伸长率、永久变形等性能随硫化时间延长而渐减,当达到最低值后再继续硫化又缓慢