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(guò)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(guò)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(shí)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(guò)程是橡膠結(jié)構(gòu)連續(xù)變化的過(guò)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(guò)程中的物理機(jī)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(shí)間的增加，除了扯短伸長(zhǎng)率和永久變形是下降的外，其余指標(biāo)均是提高的。這是因?yàn)樯z是線型結(jié)構(gòu)，其分子具有運(yùn)動(dòng)的獨(dú)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(jià)力外，在分子間彼此結(jié)合處還有主價(jià)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(duì)滑移，但鏈段運(yùn)動(dòng)依然存在。所以硫化膠比生膠的拉伸強(qiáng)度增大、定伸應(yīng)力高、扯斷伸長(zhǎng)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(gè)階段？
在硫化過(guò)程中，橡膠拉伸度、扯斷伸長(zhǎng)度、彈性等性能隨著硫化時(shí)間的延長(zhǎng)而變化。一般可分為四個(gè)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(qiáng)度急劇上升。熱硫化時(shí)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(dòng)態(tài)平衡，膠料的拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)平坦趨勢(shì)，硫化膠保持最佳的性能。
4、 過(guò)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(chǔ)存或使用過(guò)程中，由于受到熱、氧、光、機(jī)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(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)發(fā)軟、發(fā)黏、出現(xiàn)斑點(diǎn)、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(huì)發(fā)生拉伸度、伸長(zhǎng)率、彈性等指標(biāo)下降。
橡膠老化是一種不可逆的過(guò)程，其實(shí)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(qiáng)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(shí)，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(guò)程中所產(chǎn)生的過(guò)氧自由基奪去H形成自由基，此時(shí)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(shí)臭氧會(huì)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(shí)，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(gè)烷基取代基時(shí)，原來(lái)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(guò)度交聯(lián)，引起橡膠性能發(fā)生改變。
溫度 在老化過(guò)程中，溫度起著加速老化的作用，提高氧擴(kuò)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(shí)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(duì)橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。
其次還有機(jī)械應(yīng)力、水分等因素。
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