橡膠的硫化歷程硫化過程中,橡膠的各種性能都隨時間變化而發(fā)生變化,若將橡膠的某一項性能的變化與對應(yīng)的硫化時間作圖,可得出一個顯示出膠料的硫化歷程的曲線圖,故稱為硫化歷程圖。從工藝加工控制的角度考慮將硫化曲線分成四個階段,即焦燒階段、熱硫化階段、平坦硫化階段和過硫化階段。(一)焦燒階段ab段為焦燒階段,它是指熱硫化開始前的延遲作用時間,也稱為硫化反應(yīng)的誘導(dǎo)期。焦燒時間的長短是由膠料配方所決定的,其中主要受促進劑的影響操作過程的膠料受熱歷程也是一個重要因素。橡膠具有熱積累的特性,而膠料的實際焦燒時間包括操作焦燒時間A1和剩余焦燒時間A2兩部分。操作焦燒時間是指橡膠在加工過程中由于熱積累效應(yīng)所消耗掉的焦燒時間,它取決于加工程度,如膠料的翻煉次數(shù)、熱煉程度,壓延、壓出操作過程等。剩余焦燒時間是指膠料在模型中加熱時保持流動性的時間。在操作焦燒時間和剩余焦燒時間之間沒有固定的界限,它隨膠料操作和存放條件不同而變化。如果一個膠料經(jīng)歷的加工次數(shù)越多,它占去的焦燒時間也越多,則剩余焦燒時間就越少,膠料在模型中流動的時間越短。因此,一般膠料應(yīng)避免經(jīng)受反復(fù)多次的機械加工。(二)熱硫化階段熱階段即為硫化反應(yīng)中的交聯(lián)階段。此段曲線呈直線性上升,膠料發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),逐漸產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),促使橡膠彈性和拉伸強度急劇上升。這段時間的長短決定于膠料的配方。這個階段常作為衡量硫化反應(yīng)速度的標(biāo)志(三)平坦硫化階段平坦硫化階段,此時交聯(lián)反應(yīng)已趨完成,反應(yīng)速度已趨緩和,繼而發(fā)生交聯(lián)鍵的重排、裂解等反應(yīng)。在這階段內(nèi),這兩種反應(yīng)與交聯(lián)反應(yīng)處于平衡狀態(tài),膠料的扯斷強度曲線出現(xiàn)平坦區(qū),這段時間稱為平坦硫化時間,它的長短取決于膠料的配方(主要是促進劑和防老劑)。在此階段硫化橡膠保持有最佳的性能,所以作為選取正硫化時間的范圍。平坦范圍的寬度,表明膠料熱穩(wěn)定性的好壞。(四)過硫化階段以后的部分為過硫化階段。相當(dāng)于硫化反應(yīng)中網(wǎng)構(gòu)成熟期的后期,主要是交聯(lián)鍵發(fā)生重排作用,以及交聯(lián)鍵和鏈段熱裂解的反應(yīng),膠料的強力性能顯著下降。在硫化曲線圖中,從膠料開始加熱時起至出現(xiàn)平坦期止,所經(jīng)過的時間稱為產(chǎn)品硫化時間,也就是通常所說的“正硫化時間”,它等于焦燒時間和熱硫化時間之和。由于焦燒時間有部分為操作時的消耗,所以實際上膠料在模腔內(nèi)的加熱硫化只有剩余焦燒時間與熱硫化時間的和,稱為模型硫化時間。一般只有處于正硫化狀態(tài)時,橡膠的各項物理機械性能才出現(xiàn)最佳值,而處于正硫化前期(欠硫)或后期(過硫),橡膠的物理機械性能均較差。一般橡膠制品的工藝正硫化時間應(yīng)取其膠料的應(yīng)力、應(yīng)變達最高值的最短時間。