橡胶硫化工艺

概述:

橡胶大分子在加热下与交联剂硫磺发生化学反应，交联成为立体网状结构的过程。经过硫化后的橡胶称硫化胶。硫化是橡胶加工中的最后一个工序，可以得到定型的具有实用价值的橡胶制品。在橡胶的网状结构中，硫磺交联键（其中硫的原子数n≥1；而未交联的硫原子数为S x或S y）的密度，决定着橡胶的硫化程度。后者在工艺实践中，是以胶料宏观的物理机械性能或橡胶粘度的变化来判断的。

硫化条件：

影响硫化过程的主要因素是硫磺用量、硫化温度及硫化时间。①

硫磺用量。其用量越大，硫

化速度越快，可以达到的硫

化程度也越高。硫磺在橡胶

中的溶解度是有限的，过量

的硫磺会由胶料表面析出，

俗称“喷硫”。为了减少喷

硫现象，要求在尽可能低的

温度下，或者至少在硫磺的熔点以下加硫。根据橡胶制品的使用要求，硫磺在软质橡胶中的用量一般不超过3％，在半硬质胶中用量一般为20％左右，在硬质胶中的用量可高达40％以上。②硫化温度。若温度高10℃，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。③硫化时间。这是硫化工艺的重要环节。时间过短，硫化程度不足（亦称欠硫）。时间过长，硫化程度过高（俗称过硫）。只有适宜的硫化程度(俗称正硫化)，才能保证最佳的综合性能。

硫化方法：

按硫化条件可分为冷硫化、室温硫化和热硫化三类。冷硫化可用于薄膜制品的硫化，制品在含有2％～5％氯化硫的二硫化碳溶液中浸渍，然后洗净、干燥即可。室温硫化时，硫化过程在室温和常压下进行，如使用室温硫化胶浆（混炼胶溶液）进行自行车内胎接头、修补等。热硫化是橡胶制品硫化的主要方法。根据硫化介质及硫化方式的不同，热硫化又可分为直接硫化、间接硫化和混气硫化三种方法。

①直接硫化，将制品直接置入热水或蒸汽介质中硫化。②间接硫化，制品置于热空气中硫化，此法一般用于某些外观要求严格的制品，如胶鞋等。③混气硫化，先采用空气硫化，而后再改用直接蒸汽硫化。此法既可以克服蒸汽硫化影响制品外观的缺点，也可以克服由于热空气传热慢，而硫化时间长和易老化的缺点。

上述硫化方法均属于间歇生产，有些长度不限的橡胶制品可以连续硫化，如压出制品的盐浴硫化、沸腾床硫化、微波或高频硫化、胶带及胶板的鼓式硫化机硫化等。除硫磺硫化外，橡胶制品还可采用无硫硫化、高能射线硫化等，但其应用面均有限。

热硫化的工艺方式:

反应性注射模压硫化法：

是指在高压(14-20MPa)下撞击混合两种或种以上组分，然后将按一定比例混合均匀的物料经注射机定量注射到有一定温度的模腔中进行硫化，成型为制品，由于在生产过程中将原料的聚合反应和制品的模塑成型合二为一，混合速度快，混合质量高，并优化了生产步骤，提高了生产效率,例如多元醇类的共混物和异氰酸酯在约14MPa的压力下通过计量泵进入混合室，在混合室内产生湍流，充分混合后由注射口进入模腔，在80-100℃间保压硫化一定的时间；

室温硫化法：

在室温及常压下对制品进行硫化的工艺方法通常称室温硫化法，如室温硫化的胶黏剂，胶黏剂通常制成双组分：促进剂及惰性配合剂与溶剂配成一组分，橡胶、硫化剂等配成另一组分，用时按比例混合使用，室温硫化胶浆常用于皮带硫化胶的接头或工业橡胶板产品的修理等；

冷硫化法：

硫化法又称一氯化硫溶液硫化法，即将半成品浸入含2-5%的一氯化硫的二硫化碳、苯或四氯化碳的溶液中经过一定时间的浸泡完成硫化；

电子束辐射连续硫化：

它与微波硫化的不同在于可以实现室温使橡胶大分子交联，电子束可直接使胶料离子化、活化并产生交联反应；

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