硫化
第13章 硫化工艺
2、了解常用硫化介质及特点
3、了解热硫化方法
4、掌握硫化条件的选取和确定
§13.1 正硫化及其测定方法
一．正硫化及正硫化时间
二．正硫化的测定方法
（一）物理-化学法 （二）物理性能测定法 （三）专用仪器法
一．正硫化及正硫化时间
正硫化：又称最宜硫化，指橡胶的主要性能达到 或接近最佳值的硫化状态。 正硫化时间：橡胶达到正硫化状态所需要的时间。 正硫化是一个范围，而不是一个点。 理论正硫化时间：扭矩最高点对应的时间； 工艺正硫化时间：扭矩达到M90对应的时间； 工程正硫化时间：生产上主要的性能指标达到最 佳值所需要的正硫化时间。对薄的橡胶制品（厚 度少于6mm），工程正硫化时间等于由硫化仪测 得的工艺正硫化时间，而厚度大于6mm时，胶料 的导热性差及骨架材料的复杂性使硫化时间的确 定变得复杂,一般取最小和最大硫化效应的时间 范围作为工程正硫化时间.
4T 4T + 2S +M H+ H + 2S ++ M
8
二．正硫化的测定方法
门尼值
（三）专用仪器法
门尼粘度计法：早期使用的 仪器。取T5为门尼焦烧时间， T35 为门尼硫化时间，则正硫 化时间为：
正硫化时间＝T5＋10（T35－T5）
转矩
△30 T5
△5
T35 硫化时间
硫化仪法 适用于薄制品
第13章 硫化工艺
硫化是橡胶加工的最后一个工艺，也是 最重要的工艺。 硫化温度、压力和时间是硫化的三要素。 硫化工艺的任务就是合理地选取和确定 正确的工艺条件。
一、本章主要内容
(一)正硫化及预测方法. (二)硫化条件的选取和确定. (三)硫化介质 (四)硫化方法
橡胶工艺----硫化篇
橡胶工艺----硫化篇1.硫化对橡胶性能和影响1)、定伸强度通过硫化，橡胶单个分子间产生交联，且随交联密度的增加，产生一定变形（如拉伸至原长度的200%或300%）所需的外力就随之增加，硫化胶也就越硬。
字串5对某一橡胶，当试验温度和试片形状以及伸长一定时，则定伸强度与MC（两个交联键之间橡胶分子的平均分子量）成反比，也就是与交联度成正比。
这说明交联度大，即交联键间链段平均分子量越小，定伸强度也就越高。
2)、硬度与定伸强度一样，随交联度的增加，橡胶的硬度也逐渐增加，测量硬度是在一定形变下进行的，所以有关定促强度的上述情况也基本适用于硬度。
字串93)、抗张强度抗张强度与定伸强度和硬度不同，它不随交联键数目的增加而不断地上升，例如使硫磺硫化的橡胶，当交联度达到适当值后，如若继续交联，其抗张强度反会下降。
在硫黄用量很高的硬质胶中，抗张强度下降后又复上升，一直达到硬质胶水平时为止。
字串54)、伸长率和永久变形橡胶的伸长率随交联度的增加而降低，永久变形也有同样的规律。
有硫化返原性的橡胶如天然橡胶和丁基橡胶，在过硫化以后由于交联度不断降低，其伸长率和永久变形又会逐渐增大。
5)、弹性未硫化胶受到较长时间的外力作用时，主要发生塑性流动，橡胶分子基本上没有回到原来的位置的倾向。
橡胶硫化后，交联使分子或链段固定，形变受到网络的约束，外力作用消除后，分子或链段力图回复原来构象和位置，所以硫化后橡胶表现出很大的弹性。
交联度的适当增加，这种可逆的弹性回复表现得更为显著。
2.硫化过程的四个阶段胶料在硫化时，其性能随硫化时间变化而变化的曲线，称为硫化曲线。
从硫化时间影响胶料定伸强度的过程来看，可以将整个硫化时间分为四个阶段：硫化起步阶段、欠硫阶段、正硫阶段和过硫阶段。
1)、硫化起步阶段（又称焦烧期或硫化诱导期）硫化起步的意思是指硫化时间胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动那一点的时间。
硫起步阶段即此点以前的硫化时间。
在这一阶段内，交联尚未开始，胶料在模型内有良好的流动性。
【考研化学】第十章 硫化
★混气硫化：在硫化的第一阶段以热空气为介 质．在第二阶段再通入蒸汽作介质。胶鞋硫化 采用该方法。
（3）过热水
优点：既能保持较高的温度，又能赋予较 大的压力，因此常用于高压硫化场合。
缺点：热含量小，导热效率低，且温度不 易掌握均匀。 典型的用途是轮胎硫化时，将过热水充注 于水胎中，以保持内温。
（4）热水
二、欠硫阶段（预硫）
含义：焦烧期以后橡胶开始交联的阶段。 交联程度逐渐增加，橡胶的物理机械性能逐 渐上升。制品轻微欠硫时，强度、弹性、伸长率 未达到预期的水平，但抗撕裂性、耐磨性等却优 于正硫化胶料。
欠料的配方。
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
正硫化时间取决于制品性能要求和断面厚薄， 需考虑到“后硫化”。
抗张强度最高值略前的时间
正硫化时间=
强伸积（抗张强度×伸长率） 最高值的时间
四、过硫阶段
含义：正硫化以后继续硫化便进入过硫阶段。 氧化及热断链反应占主导地位，胶料性能下降。 硫化返原；断链多于交联
非返原性：交联继续占优势
过硫阶段胶料的性能变化情况反映了硫化平 坦期的长短。超促进剂，交联键能低，硫化温度 高，则平坦期短。
（1）饱和蒸汽
优点：热含量大、导热效率高、成本低、 压力和温度易调节。 缺点：加热温度要受到压力的牵制；对硫 化容器内壁有较大腐蚀作用。
（2）热空气
优点： 加热温度不受压力影响，比较干燥， 不含水分，产品表面光滑，外观漂亮，而且不 受罐壁腐蚀的影响。 缺点： 含热量低，导热效率很低，硫化时 间长，同时含有大量氧气，在高温高压下易使 制品氧化。
1.中间化合物的生成
促进剂的硫化曲线
促进剂的硫化曲线
硫化曲线指的是在橡胶硫化过程中，不同时间和温度下橡胶中硫化程度的变化曲线。
硫化是橡胶加工工艺中非常重要的步骤，通过硫化可以使橡胶获得优良的弹性、耐热、耐腐蚀等性能。
在硫化曲线中，通常可以分为几个阶段：
1. 延迟期（t0到t1）：橡胶在橡胶-硫混合物中，尚未出现硫
化反应，此时橡胶材料保持弹性。
2. 加速期（t1到t2）：在此阶段，橡胶中的硫化反应开始加速，硫化速度逐渐增加，橡胶材料的硫化程度也逐渐增加。
橡胶开始变得发硬。
3. 高速期（t2到t3）：硫化反应在此阶段达到最高速度，橡
胶材料的硫化程度迅速增加。
此时橡胶开始形成网络结构，整体硬化。
4. 减速期（t3到t4）：硫化反应速度开始减慢，硫化程度的
增加趋于平缓。
橡胶变得更加耐磨和耐热。
5. 稳定期（t4到t5）：硫化反应基本结束，硫化程度变化很小。
橡胶材料的硫化程度达到最高水平。
不同类型的橡胶和硫化体系会有不同的硫化曲线特征，这取决于使用的促进剂、硫化温度和时间等因素。
硫化曲线的了解有助于合理选择硫化条件，以获得符合要求的橡胶制品。
橡胶硫化原理
橡胶硫化原理
橡胶硫化是一种将天然橡胶或合成橡胶转化为具有较好弹性和耐磨性的过程。
它的原理是通过将硫元素添加到橡胶分子链中，从而形成交叉链结构。
硫化剂通常是硫或含有硫的化合物，如硫醇、硫含量较高的化合物和多硫化物。
在硫化过程中，硫与橡胶中的双键发生反应，使橡胶链之间形成交联。
这种交联结构能够增强橡胶的强度、耐磨性和耐老化性。
硫化反应需要在适当的温度和压力下进行。
通常，使用硫化机或硫化炉将橡胶制品置于高温和压力下进行硫化。
在硫化过程中，硫与橡胶中的双键发生加成反应，形成硫醇中间体，然后再与其他硫醇或橡胶分子链发生反应，形成交链结构。
交联结构的形成使橡胶变得坚固耐用。
交联结构可以限制橡胶分子链的自由运动，从而提高橡胶的强度和弹性。
另外，交联还能够使橡胶对温度、化学品和老化等外界环境的变化具有更好的耐性。
橡胶硫化是橡胶工业中一项重要的工艺，它使橡胶制品具有更广泛的应用。
硫化过程中的交联结构为橡胶制品提供了优良的性能，使其能够在汽车、轮胎、皮革制品、密封件和电气绝缘材料等领域发挥重要作用。
硫化基本原理及硫化过程中常见的问题资料
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1.3 硫化三要素
硫化三要素
硫化温度 硫化压力
硫化时间
硫化三要素对产品硫化质量有决定性的影响
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1.3 硫化三要素—硫化的温度
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，易生成较多的低硫交联键； 反之，硫化速度慢，生产效率低，易生成较多的多 硫交联键。
硫 化的定 义 硫 化的四个阶段 硫 化的三要素
第二部分：常见问题及解决办法
橡胶与金属粘接不牢 气泡 炸边 缺胶、硫 痕 缩孔
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第一部分 硫化的基本原理
1.1 硫化的定义
通俗的说法 硫化就是从生胶变成熟胶的过程；
教科书上的定义 硫化是指橡胶线型结构的大分子链通过化
学交联而构成三维网状结构的大分子的化学变 化过程，并使胶料的物理机械性能及其他性能 随之发生根本变化的过程。也就是从塑性胶变 成弹性胶的过程。
通常在硫化时，随着硫化压力的增大，硫化胶的很多物理 机械性能，如强度、动态模数、耐疲劳性、耐磨性及与骨 架材料的粘着性等相应提高。但过高的压力反而使橡胶的 某些性能降低，是因为高压同高温一样会加速橡胶分子的 热解作用。
一般来说，对硫化压力的选取根据胶料的配方、可塑性和产品 结构等来决定，在工艺上遵循的原则是：塑性大，压力宜小； 产品厚、层数多、结构复杂，压力宜大；薄制品压力宜低，甚 至可用常压。
硫化效应可以简单的理解为在给定的硫化温度、 压力和时间的条件下橡胶硫化所达到的效果；
一般来说，要达到相同的硫化效应，提升硫化温 度，则必须减少硫化时间，这也就是我们现在实 行的高温快速硫化；
硫化的名词解释
硫化的名词解释硫化是一个在化学领域中常见的术语，它指的是将硫元素与其他物质发生化学反应，形成硫化物的过程。
硫化物是由硫和其他元素组成的化合物，其形成的途径多种多样，涵盖了不同的化学反应和条件。
1. 自然硫化物的形成自然界中有许多硫化物形成的例子。
一个著名的实例是黄铁矿（FeS2），即常见的黄铁矿石。
黄铁矿是地壳中最常见的硫化物之一，其形成是由于地下热液与铁和硫元素相遇并反应。
类似地，许多其他硫化物在地质学过程中也会自然形成，如黄铜矿（CuFeS2）、辉锑饰石（Sb2S3）等。
2. 工业硫化的应用硫化也在工业上得到广泛应用。
其中一个常见的应用是在橡胶工业中。
橡胶在制造过程中需要和硫化剂反应，形成硫化橡胶，以提高弹性、耐磨性和耐湿性。
硫化橡胶还具有抗氧化性能和耐候性，可用于制造轮胎、密封件等。
另一个重要的应用领域是冶金工业。
硫化物可以用于提取金属，如铜矿石中的黄铜矿。
在冶金过程中，黄铜矿首先经过破碎和浮选处理，然后通过热加工和氨浸出来提取金属铜。
此外，硫化还在化学合成中发挥重要作用。
硫化作为一种强还原剂，可以用于许多有机合成反应中。
硫化剂常用于还原醛、酮等功能团。
3. 硫化的环境影响虽然硫化在许多领域中应用广泛，但是硫化物也可能对环境产生负面影响。
硫化物在一些工业过程中会产生具有刺激性臭味的硫化氢气体（H2S）。
硫化氢不仅对人体健康有害，还对大气环境造成污染。
此外，硫化物还会在自然界中形成硫酸，导致酸雨的形成。
酸雨对大气环境、水源和生态系统都会造成很大危害。
因此，减少硫化物的排放是保护环境的重要任务之一。
在一些工业生产中，采取合适的净化措施以降低硫化物排放量已成为一项紧迫的工作。
4. 硫化的潜在进展随着科学技术和化学研究的不断发展，硫化在许多领域的应用可能会继续扩展。
例如，硫化物在能量存储和储氢技术中展现出巨大的潜力。
硫化物类化合物可以用作电池材料，储存大量的电能。
此外，硫化化合物还可以作为储氢材料，以便将氢气用作清洁能源。
硫化基本原理及硫化过程中常见的问题培训资料
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人类被赋予了一种工作，那就是精神 的成长 。
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企业发展需要的是机会，而机会对于 有眼光 的领导 人来说 ，一次 也就够 了。22. 3.2422. 3.24
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发展和维护他们的家;至于女子呢?则 是努力 维护家 庭的秩 序，家 庭的安 适和家 庭的可 爱。
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犹豫不决固然可以免去一些做错事的 可能， 但也失 去了成 功的机 会。
硫化温度的高低决定于胶料配方中的橡胶品种和硫 化体系，也与产品形状、大小、厚薄等因素有关。
过高的温度会引起橡胶分子链的裂解和发生硫化返 原现象，使性能下降。
11
影响硫化温度的因素
A、胶种 B、硫化体系（同种胶料采用不同的硫化剂时，性能水平有很大差异） C、硫化方法（现在一般采用高温硫化，即中模部分温度150℃以上）
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时间和结构。00:2322.3.2422.3.24
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世上并没有用来鼓励工作努力的赏赐 ，所有 的赏赐 都只是 被用来 奖励工 作成果 的。
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除了心存感激还不够，还必须双手合 十，以 拜佛般 的虔诚 之心来 领导员 工。202 2年3月 24日12 时23分 00:23:0 2
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预防是解决危机的最好方法。
气泡的主要原因
橡胶表皮气泡产生原因一般为胶料本身夹裹气体，加压过程中不能被 排出模具外，随胶料一起硫化，从而在制品表面出现气泡 海绵气泡也是因为模具型腔局部滞留气体，从而影响传热和胶料受热 硫化
硫化作用名词解释
硫化作用是一种聚合反应，通过加热或加入特定的催化剂，将含有不饱和双键（如丁二烯）的高分子与硫化剂（如硫、硫化氢等）反应，使其发生交联反应形成更加坚固和耐磨的硫化橡胶。
在这个过程中，硫化剂可将多个高分子链相互连接，并形成交联结构，在物理上增强了橡胶的力学性能。
硫化作用的主要目的是增强橡胶材料的力学强度、抗老化性能和耐热性能。
硫化后的橡胶具有良好的弹性、耐磨性和耐油性等优良性能，可广泛应用于轮胎、密封件、管道和电缆等领域。
需要注意的是，虽然硫化作用可以使橡胶材料具有更好的性能，但如果过度硫化，会导致橡胶材料的硬度增加、延展性降低，甚至出现开裂等问题。
因此，在实际生产中，需要根据具体的需求和条件，控制硫化时间和温度，以保证橡胶材料的质量和性能。
橡胶硫化原理
橡胶硫化原理橡胶硫化是指橡胶在加入硫化剂的条件下，经过一定时间和温度的处理，使其分子内部发生交联反应，从而改善橡胶的物理性能和化学性能的过程。
橡胶硫化是橡胶加工的重要工艺之一，也是橡胶制品得以广泛应用的基础。
下面将从硫化的原理、影响硫化的因素以及硫化后橡胶的性能等方面对橡胶硫化进行详细介绍。
橡胶硫化的原理是指在硫化剂的作用下，橡胶分子链中的双键发生断裂，形成自由基，然后自由基与硫原子结合，形成硫键，最终实现橡胶分子的交联。
这种交联作用可以使橡胶分子链之间产生空间网状结构，从而使橡胶变得更加坚固和耐磨。
同时，硫化还可以改善橡胶的耐老化性能，提高橡胶的强度、硬度和弹性，增加橡胶的耐磨性和耐油性，改善橡胶的加工性能和热稳定性。
影响橡胶硫化的因素有很多，主要包括硫化剂的种类和用量、硫化温度和硫化时间等。
硫化剂的种类和用量直接影响着橡胶硫化的速度和程度，不同种类的硫化剂对橡胶的硫化速度和效果都有所差异。
硫化温度和硫化时间则是影响硫化反应进行的重要因素，温度过高会导致硫化剂过早挥发，温度过低则会延缓硫化反应的进行，硫化时间过长则会造成硫化过度，影响橡胶的性能。
硫化后的橡胶具有很多优良的性能，如耐热性、耐寒性、耐老化性、耐磨性、耐油性等。
这些性能使硫化后的橡胶被广泛应用于轮胎、橡胶管、橡胶板、橡胶密封件、橡胶软管等领域。
同时，硫化后的橡胶还可以通过改变硫化条件和硫化体系，实现不同硬度、不同强度和不同弹性的橡胶制品。
总之，橡胶硫化是一种重要的加工工艺，通过硫化过程可以改善橡胶的物理性能和化学性能，使其得以广泛应用于各个领域。
因此，对橡胶硫化原理的深入了解和掌握，对于提高橡胶制品的质量和性能具有重要意义。
橡胶硫化的原理
橡胶硫化的原理
橡胶硫化是指将天然橡胶或合成橡胶中的可塑性高分子链通过加入硫化剂而形成交联结构的过程。
这种交联结构使得橡胶增加了强度、弹性和耐磨性。
橡胶硫化的原理可以归结为以下几个步骤:
1. 预处理: 在硫化之前，橡胶需要进行预处理，包括混炼、加
入活化剂和硫化剂等步骤。
混炼的目的是将橡胶与其他添加剂充分均匀地混合，以便提高橡胶的可塑性和加工性能。
活化剂的作用是在硫化过程中促使硫原子与橡胶分子链结合，形成交联结构。
2. 热处理: 将预处理后的橡胶制品放入硫化机中进行加热处理。
此时加入的硫化剂开始发挥作用，其中最常用的就是硫磺。
加热的温度和时间是关键的参数，需要根据不同的橡胶种类和具体应用情况进行调控。
3. 交联反应: 在加热过程中，硫化剂逐渐与橡胶分子链中的双
键反应，形成硫脂键。
这些硫脂键能够把分子链连接在一起，形成三维的交联结构。
这种交联结构增加了橡胶的强度和耐磨性，同时也增加了橡胶的弹性。
4. 硫化结束: 当加热时间达到一定值后，橡胶硫化反应基本完成。
此时需要进行冷却处理，以便固定交联结构。
冷却的速度和方法可以根据具体应用情况进行调控。
总的来说，橡胶硫化的原理是通过加入硫化剂，在一定温度下使橡胶分子链之间形成交联结构，从而提高橡胶的强度、弹性和耐磨性。
这种硫化反应过程需要进行适当的预处理、热处理和冷却处理。
硫化工艺
硫化工艺硫化(Vulcanization) (引申定义)硫化过程中发生了硫的交联，这个过程是指把一个或更多的硫原子接在聚合物链上形成桥状结构。
反应的结果是生成了弹性体，它的性能在很多方面都有了改变,硫化剂可以是硫或者其它相关物质。
“硫化”一词有其历史性，因最初的天然橡胶制品用硫磺作交联剂进行交联而得名，随着橡胶工业的发展，现在可以用多种非硫磺交联剂进行交联。
因此硫化的更科学的意义应是“交联”或“架桥”，即线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程。
硫化过程中发生了硫的交联，这个过程是指把一个或更多的硫原子接在聚合物链上形成桥状结构。
反应的结果是生成了弹性体，它的性能在很多方面都有了改变，硫化剂可以是硫或者其它相关物质。
从物性上即是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程。
“硫化”的含义不仅包含实际交联的过程，还包括产生交联的方法。
硫化过程可分为四个阶段，各阶段的特点：通过胶料定伸强度的测量（或硫化仪）可以看到，整个硫化过程可分为硫化诱导，预硫，正硫化和过硫（对天然胶来说是硫化返原）四个阶段。
硫化诱导期（焦烧时间）内，交联尚未开始，胶料有很好的流动性。
这一阶段决定了胶料的焦烧性及加工安全性。
这一阶段的终点，胶料开始交联并丧失流动性。
硫化诱导期的长短除与生胶本身性质有关，主要取决于所用助剂，如用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间，且有较高的加工安全性。
硫化诱导期以后便是以一定速度进行交联的预硫化阶段。
预硫化期的交联程度低，即使到后期硫化胶的扯断强度，弹性也不能到达预想水平，但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。
到达正硫化阶段后，硫化胶的各项物理性能分别达到或接近最佳点，或达到性能的综全平衡。
正硫化阶段（硫化平坦区）之后，即为过硫阶段，有两种情况：天然胶出现“返原”现象（定伸强度下降），大部分合成胶（除丁基胶外）定伸强度继续增加。
对任何橡胶来说，硫化时不只是产生交联，还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。
化学中的硫化概念
化学中的硫化概念硫化是一种化学反应，指的是将硫或含硫物质与其他化合物或物质发生化学反应，生成硫化物的过程。
硫化在许多领域都有重要的应用，如制备金属硫化物材料、矿石的提取、材料表面涂层等。
本文将从硫化的基本概念、硫化反应的分类和应用等方面进行详细介绍。
一、硫化的基本概念硫化是指硫与任何其他元素结合形成硫化物的化学反应。
硫化可以发生在固体、液体和气体之间，其反应过程会伴随着化学键的形成和断裂。
硫是周期表第16族的元素，具有非金属特性，其原子半径较大，电负性较高。
因此，硫具有与各种元素形成化合物的倾向。
硫化可以通过直接化合、加热、还原等方式进行，形成的硫化物可以是简单的化合物，也可以是复杂的硫化合物。
二、硫化反应的分类硫化反应根据反应的条件和反应物的状态可以分为以下几类：1. 直接硫化反应：直接硫化反应是指硫与其他元素或化合物之间直接发生反应，生成硫化物。
例如：硫与铁的直接反应生成硫化铁。
2. 氧化还原硫化反应：氧化还原硫化反应是指在硫化反应中伴随着氧化还原反应。
例如：硫与铁的混合物在加热的条件下，硫被还原为硫化铁，同时铁被氧化为铁(III)氧化物。
3. 水解硫化反应：水解硫化反应是指硫化物与水反应生成相应的酸或碱。
例如：硫化钾与水反应生成硫化氢和氢氧化钾。
4. 热分解硫化反应：热分解硫化反应是指在高温下，硫化物分解为硫与其他化合物或元素。
例如：硫化钡在高温下分解为硫化氢和氧化钡。
5. 还原硫化反应：还原硫化反应是指硫化物被还原为自身或其他化合物的反应。
例如：二氧化硫与硝酸钠反应生成硫化钠。
三、硫化的应用硫化在许多领域都有着广泛的应用，以下是一些典型的应用例子：1. 金属硫化物材料的制备：硫化反应可以用于制备各种金属硫化物材料，如硫化铜、硫化锌、硫化镍等。
这些硫化物材料具有特定的物理和化学性质，在催化剂、电池、光学材料等方面有广泛的应用。
2. 矿石的提取：硫化反应在矿石冶炼中起到重要的作用。
一些金属矿石中的金属与硫化物形成化合物，通过热分解或还原等方式将金属从矿石中提取出来。
橡胶硫化工艺
橡胶硫化工艺橡胶硫化工艺是将天然橡胶或合成橡胶通过硫化反应，使其具备强度、耐磨性、耐老化性等特性的一种工艺。
本文将从橡胶硫化的原理、硫化剂的选择、硫化工艺流程以及硫化后橡胶的性能等方面展开阐述。
一、橡胶硫化的原理橡胶硫化是指通过将橡胶与硫化剂在一定温度下反应，使橡胶中的双键与硫原子发生加成反应，形成交联结构的过程。
在硫化过程中，硫化剂中的硫原子会与橡胶中的双键发生反应，形成硫化橡胶。
硫化反应可以使橡胶具备耐高温、耐溶剂、耐老化等优异性能。
二、硫化剂的选择硫化剂是橡胶硫化过程中的重要组成部分，常用的硫化剂有硫、过氧化氮、过氧化物等。
硫是一种常用的硫化剂，其硫化反应速度较慢，但可以获得较好的硫化效果。
过氧化氮是一种加速剂，可以提高硫化反应速度和效果。
过氧化物则是一种高温硫化剂，适用于高温硫化橡胶。
三、硫化工艺流程橡胶硫化一般包括预硫化和硫化两个阶段。
预硫化是指在较低温度下对橡胶进行预处理，使其具备一定的硫化程度，提高硫化效果。
硫化是指在较高温度下对橡胶进行硫化反应，形成交联结构。
硫化温度一般在120℃-180℃之间，硫化时间根据橡胶种类和硫化剂的不同而定。
四、硫化后橡胶的性能橡胶经过硫化后，其性能得到显著改善。
硫化可以提高橡胶的强度、硬度、耐磨性、耐油性、耐老化性等。
硫化后的橡胶具有较好的弹性和可塑性，广泛应用于橡胶制品、轮胎、密封材料等领域。
总结：橡胶硫化工艺是将橡胶经过硫化反应，使其具备优异性能的一种工艺。
硫化剂的选择和硫化工艺流程对于硫化效果具有重要影响。
硫化后的橡胶具有较好的强度、耐磨性、耐老化性等性能，广泛应用于各个领域。
橡胶硫化工艺的研究和应用对于提高橡胶制品的品质和性能具有重要意义。
硫化基础培训资料PPT课件
03 硫化工艺条件
温度
总结词
温度是硫化过程中最重要的参数之一，它决定了橡胶的交联程度和硫化速度。
详细描述
在硫化过程中，橡胶分子在高温下发生化学反应，形成三维网络结构。温度过高 可能导致橡胶过度硫化，降低物理性能；温度过低则会导致硫化速度减慢，甚至 无法完成硫化。因此，选择适当的温度是保证硫化质量的关键。
硫化环保要求与处理方法
废气处理
硫化过程中产生的废气可 能含有有害物质，应通过 专用废气处理装置进行处 理，确保排放达标。
废水处理
硫化过程中产生的废水可 能含有有害物质，应通过 废水处理设施进行处理， 确保排放达标。
固体废弃物处理
硫化过程中产生的固体废 弃物应按照相关规定进行 分类处理，避免对环境造 成污染。
。
硫化设备介绍
硫化罐
微波硫化机
辐射硫化机
用于高温高压下进行橡 胶硫化的设备，具有加 热、加压、计时等功能。
利用微波能量加热橡胶 材料的设备，具有高效、
节能、环保等特点。
利用高能射线照射橡胶 材料的设备，具有快速、
均匀加热等特点。
化学交联机
用于加入化学交联剂进 行橡胶交联的设备，具 有混合、加热、搅拌等
压缩永久变形检测
测试硫化橡胶在长时间受压后的变形程度， 反映其耐久性。
拉伸强度检测
在拉伸试验机上对硫化橡胶进行拉伸，测量 其拉伸强度，反映其力学性能。
耐化学腐蚀性能检测
通过浸泡或涂覆不同化学物质，观察硫化橡 胶的腐蚀情况。
硫化橡胶质量控制
01
02
03
04
控制原材料质量
确保所采购的原材料质量符合 标准，从源头上保证硫化橡胶
功能。
硫化设备操作与维护
电缆的硫化工艺
电缆的硫化工艺电缆的硫化工艺是指通过硫化使电缆的橡胶绝缘层和保护层得到固化，从而提高电缆的电气性能和耐热性能。
下面是对电缆硫化工艺的详细介绍。
硫化是电缆制造过程中非常重要的一步，它可以使电缆绝缘层和保护层中的橡胶物质由线性结构转变为三维交联结构，从而提高电缆的耐热性能和电气性能。
硫化工艺主要包括预硫化和热硫化两个阶段。
首先是预硫化。
预硫化是指在将橡胶混合料挤出成型之前，将混合料在锅炉或加热器中进行加热，使其在较低温度下与硫化剂反应，形成局部交联结构。
预硫化的目的是为了提高橡胶物料的粘度，使得其在挤出成型过程中能够保持形状不变，同时也能够提高硫化的效果。
在预硫化后，橡胶混合料被挤出成为电缆的绝缘层和保护层。
然后，电缆被切断成一定长度，并将电缆头和电缆尾用夹具加压固定，以保证硫化过程中电缆不会变形。
接下来是热硫化。
热硫化是指将电缆放入硫化槽中进行加热硫化，使橡胶物料形成三维交联结构。
硫化槽通常是一个密闭的金属容器，内部充满硫化气体，通过加热使电缆表面温度达到硫化温度。
硫化温度是根据电缆的材料和要求来确定的，一般在130-160之间。
在硫化槽中加热硫化过程中，硫化气体与橡胶表面的硫化剂发生反应，使橡胶物料形成交联结构。
硫化时间是根据电缆的尺寸和要求来确定的。
硫化时间一般为几小时到几十小时，甚至更长。
硫化后，电缆被取出硫化槽，在冷却室中冷却，使电缆表面温度降低。
冷却过程中，电缆的表面温度和内部温度逐渐均匀，从而形成一致的硫化结构。
最后，硫化后的电缆经过剥皮、成品检验等工序，完成整个制造过程。
硫化工艺的质量主要通过电缆的电气性能、耐热性能、机械性能等指标来评价。
总而言之，电缆的硫化工艺是通过预硫化和热硫化使电缆的橡胶物料形成三维交联结构，提高电缆的电气性能和耐热性能。
硫化工艺的实施需要控制好硫化温度、硫化时间等参数，以确保硫化质量。
硫化工艺的合理性和稳定性对电缆的质量和性能有着重要影响。
同时，硫化工艺也需要考虑环保和能源消耗等方面的要求，以实现电缆制造的可持续发展。
催化剂硫化的作用
催化剂硫化的作用
催化剂硫化的作用是在化学反应中加速速率，提高反应的选择性和效率。
催化剂硫化通常通过在催化剂表面形成硫化物来实现。
以下是催化剂硫化的一些常见作用：
1. 去除有毒物质：催化剂硫化可以将一些有毒物质转化为无毒或低毒的形式。
例如，硫化镍可以将有毒的有机硫化物转化为无毒的硫化物。
2. 催化氧化还原反应：催化剂硫化可以在氧化还原反应中加速电子转移过程，从而增加反应速率。
例如，硫化铁在醇的氧化反应中起到了催化剂的作用。
3. 选择性催化：催化剂硫化可以调控化学反应中的选择性，使反应产生特定的产物。
例如，硫化钴在氧化还原反应中可以选择性地催化底物的氧化或还原。
4. 提高反应效率：催化剂硫化可以降低活化能，使反应在较低的温度和压力下进行，从而提高反应的效率。
例如，硫化铂可以催化汽车尾气中的氮氧化物的转化，使其在较低温度下发生。
总而言之，催化剂硫化可以改变化学反应的速率、选择性和效率，从而在很多工业和实验室应用中起到重要作用。
硫化工艺课程
硫化工艺课程二.什么是硫化：1.在加热或辐射的条件下，胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应，由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，并使胶料的物理机械性能及其它性能随之发生根本的变化，这一过程称为硫化。
2.硫化交联反应是在一定的温度、时间、压力的条件下完成的，这些条件称为硫化条件。
3.橡胶的硫化历程可分四个历程：焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化阶段、过硫阶段。
3.1.焦烧阶段：是热硫化开始前起延迟作用的时间。
它的时间长短决定与配方、促进剂的影响。
胶料有热积累的特性，所以胶料的实际焦烧时间包括橡胶在混炼、热炼、存放中消耗的焦烧时间＋胶料在模具加热中保持流动的时间。
3.2.热硫化阶段：是指在热硫化反应中的交联阶段，逐渐产生网构，使得胶料弹性，拉伸强度急剧上升，热硫化时间的长短决定于胶料配方。
3.3. 平坦硫化阶段：硫化交联反应已经完成。
随后发生交联键重新排列、裂解等反应，因此胶料强度曲线出现了平坦区，它的时间长短决定于胶料配方。
因为这一阶段硫化胶保持最佳阶段，所以作为选定产品的硫化时间的范围。
3.4.过硫阶段：相当于硫化反应中网状结构形成的后期，交联键发生重排，以及交联键和链段热降解的反应。
因此胶料的拉伸性能显著下降。
4.硫化的三要素4.1.温度：温度的作用，开始时，可以软化胶料，促进胶料流动。
提高硫化反应，促进硫化交联，同时对活性剂、促进剂、硫化剂等进行活化。
天然胶最适意的硫化温度是145～155℃。
最好在155℃以下。
丁睛橡胶的最适意的硫化温度是165～170℃。
天然胶硫化温度超出硫化温度范围，有可能发生硫化返原现象，也可能产生热撕裂，影响胶料流动，和粘合性，易出现缺胶，接头不良、尺寸超差、飞边过厚。
硫化温度低，硫化速度慢，生产效率低。
4.2.压力胶料在硫化过程中，由于胶料中含有水分蒸发以及所包含的空气释出，导致产生内压，这种内压使胶料产生气孔，为了防止这种现象产生，硫化时，就必须施加大于胶料可能发生内压的硫化压力。
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微波橡胶硫化技术原理及优点1. 橡胶硫化的原理及微波橡胶硫化的优点生橡胶受热变软，遇冷变硬、发脆，不易成型，容易磨损，易溶于汽油等有机溶剂，分子内具有双键，易起加成反应，容易老化。
为改善橡胶制品的性能，生产上要对生橡胶进行一系列加工过程，在一定条件下，使胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应，使其由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，使从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等等优良性能。
这个过程称为橡胶硫化。
一般将硫化过程分为四个阶段，诱导－预硫－正硫化－过硫。
为实现这一反应，必须外加能量使之达到一定的硫化温度，然后让橡胶保温在该硫化温度范围内完成全部硫化反应。
橡胶硫化可以采用各种方法。
传统方法是将胶料采用蒸汽或远红外加热等硫化工艺。
但由于加热温度是由介质外部向内部慢慢地热传导，因为橡胶物料是不良导热材料，对橡胶来说加热依靠物料表面向里层其传热速率是很慢的，大部分时间耗费在让橡胶达到硫化温度上。
所以加热时间长、效率低、硫化均匀性不好。
尤其旧工艺为消除橡胶粘连而使用硅酸镁（滑石粉），致使橡胶生产车间中粉尘弥漫，空气中粉尘含量远超过国家环保部门规定的标准。
而且橡胶整体硫化状态并不理想，这是因为，常规热传导情况下，被硫化胶料表面升温与里层的时间不一，出现硫化不均匀的现象。
微波加热与传统加热方式完全不同，是将微波能量穿透到被加热介质内部直接进行整体加热，因此加热迅速，高效节能，大大缩短了橡胶硫化时间，使其加热均匀性更好，硫化质量较高。
可以在较短的时间内越过橡胶极易发生粘连的诱导阶段进入预硫阶段，革除了旧工艺过程中使用滑石粉的操作，达到环保要求，该生产工艺可使大多数生产工序集中在一条生产线上完成，自动化程度高，能耗低，节省人力，生产稳定，产品质量均匀等，大大改善了生产劳动条件。
2. 微波橡胶硫化技术的应用现状：微波橡胶硫化技术自20世纪70年代问世以来得到迅速推广，特别是橡胶微波连续硫化生产线在橡胶挤出制品生产中的推广应用，其发展之迅速是史无前例的。
日本是微波连续硫化技术发展较快的国家，至今已累计生产450多条微波连续硫化生产线，并向世界各国出口100余条。
微波硫化技术在国外工业化国家已成为普遍的生产方式。
不仅广泛用于各种挤压胶条、胶管的硫化预热，而且已用于各类轮胎的硫化预热。
我国已从德国、日本、西班牙、英国等国家引进了几十条微波密封条连续硫化生产线。
但进口的微波硫化生产线也存在很多问题，如价格高、维修成本高，微波箱体设计不合理、微波效率低，控制的自动化程度不够。
随着国内微波能应用技术的发展，国内相继仿造和改造了多条采用微波硫化橡胶工艺的设备，有些引进设备的厂家与微波能应用厂家合作，开始着手对进口橡胶硫化设备所存在的问题进行改造，使其产品质量和产量有了较大提高。
2000年以来随着多管型微波硫化设备的开发成功，使得设备成本及维修难度降低，目前橡胶的微波硫化技术已日益走向成熟，设备不断完善，向着高度自动化、省能源、减少环境污染方向努力，以满足广大用户不断提高的需求，有着巨大潜力和广阔的市场。
橡胶硫化工艺方法一、传统橡胶硫化工艺1、影响硫化工艺过程的主要因素：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。
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。
2、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二、橡胶硫化工艺方法按硫化条件可分为冷硫化、室温硫化和热硫化三类。
1、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。
2、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。
3、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。
三、橡胶硫化工艺：橡胶在未硫化之前，分子之间没有产生交联，因此缺乏良好的物理机械性能，实用价值不大。
当橡胶加入硫化剂以后，经热处理或其他方式能使橡胶分子之间产生交联，形成三维网状结构，从而使其性能大大改善，尤其是橡胶的定伸应力、弹性、硬度、拉伸强度等一系列物理机械性能都会大大提高。
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。
四、注压成型硫化工艺：普通模压与注压最明显的区别在于前者胶料是以冷的状态充入模腔的，而后者则是将胶料加热混合，并在接近硫化温度下注入模腔。
因而，在注压过程中，加热模板所提供的热量仅仅只用于维持硫化，它能很快将胶料加热到190℃-220℃。
在模压过程中，由加热模板所提供的热量首先要用于预热胶料，由于橡胶的导热性能差，如果制品很厚，热量要传导到制品中心需要较长的时间。
采用高温硫化也可在一定程度上缩短操作时间，但往往导致靠近热板的制品边缘出现焦烧。
采用注压法硫化，可以缩短成型周期，实现自动化操作，这对大批量生产最为有利。
注压还具有以下优点：可以省去半成品准备、起模和制品修边等工序；可以生产出尺寸稳定、物理机械性能优异的高质量产品；减少硫化时间，提高生产效率，减少胶料用量，降低成本，减少废品，提高企业经济效益。
五、注压成型硫化工艺注意事项：采用合理的螺杆转速、背压，控制适当的注射机温度。
一般地，应保持出料口胶温和控制循环温度之差不大于30度为宜。
注射机螺杆的用途是在选定的和均匀的温度下为每一循环制备足够量的胶料；它明显地影响着注射机的产量。
背压是通过放慢注射缸中出油口的流量而产生的，并对注射机所射出胶料，对注射油缸的推挤作用进行限制。
实践中，背压只会稍微增加对胶料的剪切，而不会引起硫化制品物理性能的降低。
喷嘴的设计：喷嘴连接注射机头和模具，同时对热平衡有一定作用。
经过喷嘴的压力损失会经由注射而转换成为热量。
胶料绝不允许在这个部位硫化。
因此，选择合适的喷嘴直径非常重要，它影响着喷嘴部位的摩擦生热、胶料注射时所需要的压力和充模时间。
合适的模具温度，最佳的硫化条件。
在选择好胶料的最佳配合之后，重要的就是注射成型条件与硫化条件的相互配合。
注压成型与模压成型相比，由于模具表面、内部温度分布不同，要实现良好的硫化就必须对温度进行高精度控制，使模具表面、内部同时达到最佳硫化条件。
高温会增大橡胶的收缩率，但二者关系是线性的，在生产前应有充分的估计。
此外，就成型压力而言，高压成型是极为有利的，因为压力与收缩成反比关系。
安全合理的胶料配方设计。
对于进行注压硫化成型的胶料，要求其具有以下特性：胶料的门尼焦烧时间应当尽可能的长，以获得最大的安全性。
通常，门尼焦烧时间应比胶料在机筒中的停留时间长2倍。
硫化速度快，通过对不同胶料硫化体系的合理选择，添加合适的促进剂，使胶料在注压硫化时有令人满意的效率。
流动性良好，良好的流动性能减少胶料的停留时间，减少注压时间，并提高防焦烧能力。
六、氮气硫化工艺采用充氮气硫化的主要优点是节能和延长胶囊寿命，可节省蒸汽80%，胶囊使用寿命可延长1倍。
轮胎在硫化过程中要消耗大量热能和电能，因此开发和推广节能硫化工艺意义重大。
由于氮气分子量小、热容很小，氮气充入轮胎胶囊内腔时，不会吸热而引起温度降低，也不易造成胶囊氧化裂解破坏。
七、氮气硫化的工艺特点先通高温高压蒸汽，若干分钟后切换通入氮气，利用充氮硫化的“保压变温”工艺硫化至结束。
因为最初通入几分钟蒸汽的热量足够保持硫化一条轮胎，理论上只要在完成硫化之前温度不降到150℃以下即可。
但是，采用氮气硫化时，首先通入的是高温高压蒸汽，会造成上下胎侧的温差，要消除上下胎侧的硫化温差，必须合理布置硫化介质喷射的位置，改进密封和热工管路系统。
硫化用氮气的纯度要求达99.99%，最好达到99.999%，并建议企业自配制氮系统，以降低使用成本。
氮气纯度不够，会影响胶囊的使用寿命。
将氮气硫化的“保压变温”硫化原理应用于传统循环过热水硫化工艺的改造，人们又开发出了用高温高压蒸汽加过热水的硫化工艺取代常规的循环过热水硫化工艺。
硫化时，先通入高温高压蒸汽，若干分钟后切换通入循环过热水，再过若干分钟后关闭回水阀停止循环，直到利用潜热硫化至结束。
采用这种新的加热硫化方法，据理论计算，其能耗仅是传统硫化工艺方法的1/2。
八、变温硫化工艺变温硫化工艺过程的关键因素根据成品物理性能试验和生产经验，缩短硫化时间。
这在一定程度上减轻了过硫化程度。
采用高温硫化。
近年来小型轮胎硫化工艺逐渐向高温硫化方向发展，且考虑后硫化效应，硫化时间短，对减轻过硫和提高硫化程度的均匀性有一定作用。
进行硫化测温，找到制品中的最慢硫化点，以该点为依据来确定硫化时间，效果较前两种好。
利用该法可不同程度地提高硫化效率，改善硫化程度的均匀性。
但由于实际生产中只考察外温，轮胎各部位的实际温度并不确知，加上并不是每次温度固定不变，因此根据测温计算出的结果与实际硫化的结果有较大误差。
橡胶厚制品硫化过程温度场模拟仿真与预测表明，温度不均匀是造成轮胎外胎硫化程度不均匀的主要因素。
橡胶工业普遍认为外温恒定是保证质量的重要条件，从设备上要千方百计地实现恒温。
这对非厚橡胶制品来说是正确的，而对轮胎外胎等厚橡胶制品则不然。
轮胎在模型中加热硫化，热经由模型传到外胎各部位。
橡胶是热的不良导体，温升慢，加热早期外胎各部位存在明显的温度梯度，经过较长时间才能达到平衡。