图片展示

橡胶硫化工艺的介绍

作者:江门市鑫辉密封科技有限公司 浏览: 发表时间:2022-06-23 10:27:52

什么是橡胶硫化


“硫化过程(Curing)”一词在整个橡胶工业中普遍使用,在橡胶化学中占有重要地位。橡胶的硫化就是通过橡胶分子间的化学交联作用将基本上呈塑性的生胶转化成弹性的和尺寸稳定的产品,硫化后的橡胶的物性稳定,使用温度范围扩大。橡胶分子链间的硫化(交联)反应能力取决于其结构。不饱和的二烯类橡胶(如天然橡胶、丁苯橡胶和丁腈橡胶等)分子链中含有不饱和双键,可与硫黄、酚醛树脂、有机过氧化物等通过取代或加成反应形成分子间的交联。饱和橡胶一般用具有一定能量的自由基(如有机过氧化物)和高能辐射等进行交联。含有特别官能团的橡胶(如氯磺化聚乙烯等),则通过各种官能团与既定物质的特定反应形成交联,如橡胶中的亚磺酰胺基通过与金属氧化物、胺类反应而进行交联。



橡胶硫化原理


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。




橡胶硫化的温度


橡胶件硫化的三大工艺参数是:温度、时间和压力。其中硫化温度是对制品性能影响最大的参数,硫化温度对橡胶制品的影响的研究也比比皆是。但对硫化压力比较少进行试验。  硫化压力是指,橡胶混炼胶在硫化过程中,其单位面积上所承受的压力。一般情况下,除了一些夹布件和海绵橡胶外,其他橡胶制品在硫化时均需施加一定的压力。  橡胶硫化压力,是保证橡胶零件几何尺寸、结构密度、物理机械的重要因素,同时也能保证零件表面光滑无缺陷,达到橡胶制品的密封要求。作用主要有以下几点:  防止混炼胶在硫化成型过程中产生气泡,提高制品的致密性;  提供胶料的充模流动的动力,使胶料在规定时间内能够充满整个模腔;  提高橡胶与夹件(帘布等)附着力及橡胶制品的耐曲绕性能。




怎样选择硫化温度 


橡胶的种类 随着室温硫化胶料的增加和高温硫化的出现,硫化温度趋向两个极端。从提高硫化效率来说,应当认为硫化温度越高越好,但实际上不能无限提高硫化温度。橡胶为高分子聚合物,高温会使橡胶分子链产生裂解反应,导致交联键断裂,即出现“硫化返原”现象,从而使硫化胶的物理机械性能下降。如高温硫化天然橡胶时,溶于橡胶中的氧随着温度提高而活性加大,引起强烈的氧化作用,破坏了橡胶的组织,降低了硫化胶的物理机械性能。  综合考虑各橡胶的耐热性和“硫化返原”现象,各种橡胶建议的硫化温度如下:


(1)NR 最好在140-150℃,最高不超过160℃;

(2)顺丁橡胶、异戊橡胶和氯丁橡胶最好在150-160℃,最高不超过170℃  

(3)丁苯橡胶、丁腈橡胶可采用150℃以上,但最高不超过190℃;  

(4)丁基橡胶、三元乙丙橡胶一般选用160-180℃,最高不超过200℃; 

(5)硅橡胶、氟橡胶一般采用二段加硫,一段温度可选170-180℃,二段硫化则选用200-230℃,按工艺要求可在4-24h 范围内选择。




橡胶配方中硫化体系的类型 


按照最终制品不同性能的要求,橡胶配方选用不同的硫化体系。硫化体系不同,则硫化特性不同,有的需要高活化温度,有的需要低活化温度。因此要根据实际的硫化体系来选择相应的硫化温度。通常,普通硫磺硫化体系,其硫化温度选取范围为130-160℃,具体需要根据所使用的促进剂的活性温度和制品的物理机械性能来确定。  促进剂的活性温度较低或制品要求高强度、较低的定伸应力和硬度时,硫化温度可选择较低一些,这样生成较多的多硫交联键;  促进剂的活性温度较高或制品要求高定伸应力和硬度、较低伸长率时,硫化温度宜采用高一些,这样生成较多的低硫交联键。  有效、半有效硫化体系,硫化温度一般掌握在160-165℃之间,过氧化物及树脂等非硫磺硫化体系,硫化温度适合选择170-180℃.尤其要指出,对于EPDM,NBR硫磺硫化的配方,如设计需要二次加硫,一次加硫与二次加硫的温度和时间影响最终制品的压缩永久变形和硬度等机械性能均比较大;而过氧化物硫化的配方,一次加硫的温度尤为重要,最佳在180℃以上,若一次加硫温度不足,二次加硫补足的效果甚低。即过氧化物硫化的配方,二次加硫对最终物性的影响很小。  橡胶属于热的不良导体,受热升温较慢。对于厚制品来说,采用高温硫化很难使内外层胶料同时达到平坦范围;造成制品外表部分恰好正硫化时,而内部出现欠硫化。或者内部恰好出现正硫化时,而外部已过硫化。为了保证厚制品硫化均匀,除了配方设计时需要充分考虑胶料的硫化平坦性外,在选择硫化温度时,也要考虑硫化温度低一些或采用逐步升温的操作方法。  l对于薄制品,硫化温度可以适当高点。  对于夹织物的橡胶制品,通常硫化温度不高于140℃.而发泡橡胶,需要按照发泡剂和发泡助剂的分解温度选择适宜的硫化温度。






*文章部分图片文字内容源自于网络,未经允许,不得转载,文章仅作知识交流所用


了解鑫辉         产品中心           研发中心           新闻中心

 

关于鑫辉                 橡胶密封件                质检管理                   鑫辉新闻                     

 

公司风采                 减隔震产品                科研成果                   行业资讯

 

品牌文化                

 

企业荣誉

 

合作伙伴

添加微信好友,详细了解产品
使用企业微信
“扫一扫”加入群聊
复制成功
添加微信好友,详细了解产品
我知道了