硅橡膠的硫化方式、流程和工藝
發(fā)布時間：2022-04-14 11:04:00
大部分工廠生產(chǎn)硅膠制品時都要進(jìn)行硫化處理，這是因為未被硫化的橡膠不僅對外界溫度變化敏感、遇到高溫就變得又軟又粘且易拉斷，而且氣味又非常難聞。而且由于產(chǎn)品的硬軟度不同，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同，產(chǎn)品溫度太高也會出現(xiàn)不良現(xiàn)象，比如爆邊，起風(fēng)泡，太脆等現(xiàn)象，所以有些產(chǎn)品會采用低溫硫化，zui主要的原因是太脆容易出現(xiàn)爆邊現(xiàn)象！所以除卻一些不需要硫化的熱塑性硅膠外，天然橡膠和合成硅橡膠都需要使用硫化劑來硫化，加硫后的橡膠制品遇熱不軟，逢冷不脆，性能非常好。
硫化促進(jìn)劑在大部分硫化過程中有很大應(yīng)用，因為硫化劑在膠料中能加快硫化反應(yīng)速度，縮短硫化時間，降低硫化溫度，減少硫化劑用量，并能提高或改善硫化膠物理機(jī)械性能，按其性質(zhì)和化學(xué)組成可分為無機(jī)促進(jìn)劑和有機(jī)促進(jìn)劑兩大類。無機(jī)促進(jìn)劑使用zui早，但因促進(jìn)效果小，硫化膠性能差.現(xiàn)基本被有機(jī)促進(jìn)劑所取代。隨著合成橡膠品種和用途的不斷發(fā)展，現(xiàn)有促進(jìn)劑名目繁雜，根據(jù)促進(jìn)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)通常將其分為噻唑類、秋蘭姆類、次磺酰胺類、胍類、二硫代氨基甲酸鹽類、醛胺類、黃原酸鹽類和硫脲。
硫化過程可分為四個階段，各有特點(diǎn)。通過膠料定伸度的測量（或硫化儀）可以看到，整個硫化過程可分為硫化誘導(dǎo)，預(yù)硫，正硫化和過硫（對天然膠來說是硫化返原）四個階段。
1.硫化誘導(dǎo)期（焦燒時間）內(nèi)，交聯(lián)尚未開始，膠料有很好的流動性。這一階段決定了膠料的焦燒性及加工安全性。這一階段的終點(diǎn)，膠料開始交聯(lián)并喪失流動性。硫化誘導(dǎo)期的長短除與生膠本硫化中橡膠分子變化圖身性質(zhì)有關(guān)，主要取決于所用助劑，如用遲延性促進(jìn)劑可以得到較長的焦燒時間，且有較高的加工安全性。
2.硫化誘導(dǎo)期以后便是以一定速度進(jìn)行交聯(lián)的預(yù)硫化階段。預(yù)硫化期的交聯(lián)程度低，即使到后期硫化膠的扯斷強(qiáng)度，彈性也不能到達(dá)預(yù)想水平，但撕裂和動態(tài)裂口的性能卻比相應(yīng)的正硫化好。
3.到達(dá)正硫化階段后，硫化膠的各項物理性能分別達(dá)到或接近zui佳點(diǎn)，或達(dá)到性能的綜全平衡。
4.正硫化階段（硫化平坦區(qū)）之后，即為過硫階段，有兩種情況：天然膠出現(xiàn)“返原”現(xiàn)象（定伸強(qiáng)度下降），大部分合成膠（除丁基膠外）定伸強(qiáng)度繼續(xù)增加。
對任何橡膠來說，硫化時不只是產(chǎn)生交聯(lián)，還由于熱及其它因素的作用產(chǎn)生產(chǎn)聯(lián)鏈和分子鏈的斷裂。這一現(xiàn)象貫穿整個硫化過程。在過硫階段，如果交聯(lián)仍占優(yōu)勢，橡膠就發(fā)硬，定伸強(qiáng)度繼續(xù)上升，反之，橡膠發(fā)軟，即出現(xiàn)返原硫化方法按硫化條件可分為冷硫化、室溫硫化和熱硫化三類。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漬，然后洗凈、干燥即可。室溫硫化時，硫化過程在室溫和常壓下進(jìn)行，如使用室溫硫化膠漿（混煉膠溶液）進(jìn)行自行車內(nèi)胎接頭、修補(bǔ)等。
熱硫化是橡膠制品硫化的主要方法。根據(jù)硫化介質(zhì)及硫化方式的不同，熱硫化又可分為直接硫化、間接硫化和混氣硫化三種方法。1.直接硫化，將制品直接置入熱水或蒸汽介質(zhì)中硫化。
2.間接硫化，制品置于熱空氣中硫化，此法一般用于某些外觀要求嚴(yán)格的制品，如膠鞋等。
3.混氣硫化，先采用空氣硫化，而后再改用直接蒸汽硫化。此法既可以克服蒸汽硫化影響制品外觀的缺點(diǎn)，也可以克服由于熱空氣傳熱慢，而硫化時間長和易老化的缺點(diǎn)。上述硫化方法均屬于間歇生產(chǎn)，有些長度不限的橡膠制品可以連續(xù)硫化，如壓出制品的鹽浴硫化、沸騰床硫化、微波或高頻硫化、膠帶及膠板的鼓式硫化機(jī)硫化等。除硫磺硫化外，橡膠制品還可采用無硫硫化、高能射線硫化等方法，但其應(yīng)用面均有限。促進(jìn)劑并用體系中，其中應(yīng)有一種促進(jìn)劑是主要的，稱為主促進(jìn)劑，也叫第一促進(jìn)劑，而另一種或兩種是輔助的，稱為副促進(jìn)劑，也稱第二、三促進(jìn)劑。
在硅橡膠的加工過程中根據(jù)不同的情況和要求設(shè)定不同的硫化條件，其中影響硫化過程的主要因素是硫磺用量、硫化溫度及硫化時間。硫磺用量。其用量越大，硫化速度越快，可以達(dá)到的硫化程度也越高。硫磺在橡膠中的溶解度是有限的，過量的硫磺會由膠料表面析出，俗稱“噴硫”。為了減少噴硫現(xiàn)象，要求在盡可能低的溫度下，或者至少在硫磺的熔點(diǎn)以下加硫。根據(jù)橡膠制品的使用要求，硫磺在軟質(zhì)橡膠中的用量一般不超過3%，在半硬質(zhì)膠中用量一般為20%左右，在硬質(zhì)膠硫化條件中的用量可高達(dá)40%以上。
硫化溫度。若溫度高10℃，硫化時間約縮短一半。由于橡膠是不良導(dǎo)熱體，制品的硫化進(jìn)程由于其各部位溫度的差異而不同。為了保證比較均勻的硫化程度，厚橡膠制品一般采用逐步升溫、低溫長時間硫化。
硫化時間。這是硫化工藝的重要環(huán)節(jié)。時間過短，硫化程度不足（亦稱欠硫）。時間過長，硫化程度過高（俗稱過硫）。只有適宜的硫化程度（俗稱正硫化），才能保證zui佳的綜合性能。硅膠制品的硫化時間直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量問題，當(dāng)硫化時間過短或者過長，都會導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)不良。如果硫化時間過短，那么成型出來的硅膠制品有可能就會出現(xiàn)不熟的現(xiàn)象，如果硫化時間過長，產(chǎn)品會出現(xiàn)冒泡或者是爆邊現(xiàn)象。整個成型硫化的過程非常的不好控制，特別是一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的硅膠制品模具，對硫化時間和硫化溫度都非常的敏感。
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