橡胶硫化原理工艺课件讲解

第7章橡胶的硫化工艺首页一页末页1血二第7章1目录7.1硫化对结构与性能的影响7.2硫化历程7.3正硫化及其测定方法74硫化条件的选取及确定7.5硫化介质及硫化热效应7.6硫化方法首页一页目录271硫化对结构与性能的影响·在橡胶制品生产过程中,硫化是最后一道加工工序。在这道工序中,橡胶经过一系列复杂的化学反应,由线型结构变成体型结构,失去了混炼胶的可塑性具有了交联橡胶的高弹性,进而获得优良的物理机械性能、耐热性、耐溶剂性及耐腐蚀性能提高橡胶制品的使用价值和应用范围。首页一页末页⑤配大号71硫化对结构与性能的影响3◆硫化前线形结构,分子间以范德华力相互作用性能:可塑性大,伸长率高,具可溶性硫化时分子被引发,发生化学交联反应硫化后网状结构,分子间主要已以化学键结合结构:1)化学键;2)交联键的位置;3)交联程度;4)交联性能:1)力学性能(定伸强度、硬度、拉伸强度、伸长率、弹性);2)物理性能;3)化学稳定性首页一页末页◆硫化前线形结构,分子间以范德华力相互作用4硫化后橡胶的性能变化以天然橡胶为例,随硫化程度的提高1)力学性能的变化弹性扯断强度定伸强度撕裂强度提高硬度伸长率压缩永久变形疲劳生热降低首页一页硫化后橡胶的性能变化52)物理性能的变化透气率、透水率降低不能溶解,只能溶胀耐热性提高3)化学稳定性的变化化学稳定性提高原因:a.交联反应使化学活性很高的基团或原子不复存在,使老化反应难以进行b.网状结构阻碍了低分子的扩散,导致橡胶老化的自由基难以扩散。首页一页末页2)物理性能的变化67.2硫化历程在硫化过程中,各种性能均会随硫化的进程而发生变化这种变化曲线能够反映胶料的硫化历程,故称为硫化历程图。下图为用硫化仪测出的硫化历程曲线。该曲线反映胶料在一定硫化温度下,转子的转矩随硫化时间的变化AA焦烧阶段;B热硫化阶段;C.平坦硫化阶段;D过硫化阶段A1操作焦烧时间;A2剩余焦烧时间首页一页末页7.2硫化历程7模型硫化时间操残非返原作余b性胶料时时a返原性胶料间间焦烧时间,热硫化时间时间诱导阶段,预硫阶段,正硫化阶段过硫化阶段平坦硫化阶段)首页一页末页8舰常模型硫化时间81.焦烧阶段(焦烧期一硫化起步阶段,硫化诱导期)图中的ab段称为胶料的焦烧阶段,此时交联尚未开始,胶料在模腔内具有良好的流动性,也称为硫化诱导阶段。胶料焦烧时间的长短决定胶料的焦烧性能和操作安全性。胶料焦烧时间受胶料中硫化促进剂和胶料本身的热历史的影响较大。◆焦烧时间既包括橡胶在加工过程中由于热积累消耗掉的焦烧时间A1,称为操作焦烧时间;也包括胶料在模腔中保持流动性的时间A2,称为剩余焦烧时间。首页一页末页9舰常1.焦烧阶段(焦烧期一硫化起步阶段,硫化诱导期)9硫化起步——硫化时,胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动的那一点时间(焦烧)焦烧期的长短:决定了胶料的焦烧性及操作安全性。取决于配方,特别是促进剂。可用迟效性促进剂:CZ◆焦烧时间的起点:实际上是从混炼时加入硫磺的那一时刻开始◆焦烧阶段的终点胶料开始发硬并丧失流动性。首页一页页10金血煮大硫化起步——硫化时,胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动10橡胶硫化原理工艺课件讲解11橡胶硫化原理工艺课件讲解12橡胶硫化原理工艺课件讲解13橡胶硫化原理工艺课件讲解14橡胶硫化原理工艺课件讲解15橡胶硫化原理工艺课件讲解16橡胶硫化原理工艺课件讲解17橡胶硫化原理工艺课件讲解18橡胶硫化原理工艺课件讲解19橡胶硫化原理工艺课件讲解20橡胶硫化原理工艺课件讲解21橡胶硫化原理工艺课件讲解22橡胶硫化原理工艺课件讲解23橡胶硫化原理工艺课件讲解24橡胶硫化原理工艺课件讲解25橡胶硫化原理工艺课件讲解26橡胶硫化原理工艺课件讲解27橡胶硫化原理工艺课件讲解28橡胶硫化原理工艺课件讲解29橡胶硫化原理工艺课件讲解30橡胶硫化原理工艺课件讲解31橡胶硫化原理工艺课件讲解32橡胶硫化原理工艺课件讲解33橡胶硫化原理工艺课件讲解34橡胶硫化原理工艺课件讲解35橡胶硫化原理工艺课件讲解36橡胶硫化原理工艺课件讲解37橡胶硫化原理工艺课件讲解38橡胶硫化原理工艺课件讲解39橡胶硫化原理工艺课件讲解40橡胶硫化原理工艺课件讲解41橡胶硫化原理工艺课件讲解42橡胶硫化原理工艺课件讲解43橡胶硫化原理工艺课件讲解44橡胶硫化原理工艺课件讲解45橡胶硫化原理工艺课件讲解46橡胶硫化原理工艺课件讲解47橡胶硫化原理工艺课件讲解48橡胶硫化原理工艺课件讲解49第7章橡胶的硫化工艺首页一页末页1血二第7章50目录7.1硫化对结构与性能的影响7.2硫化历程7.3正硫化及其测定方法74硫化条件的选取及确定7.5硫化介质及硫化热效应7.6硫化方法首页一页目录5171硫化对结构与性能的影响·在橡胶制品生产过程中,硫化是最后一道加工工序。在这道工序中,橡胶经过一系列复杂的化学反应,由线型结构变成体型结构,失去了混炼胶的可塑性具有了交联橡胶的高弹性,进而获得优良的物理机械性能、耐热性、耐溶剂性及耐腐蚀性能提高橡胶制品的使用价值和应用范围。首页一页末页⑤配大号71硫化对结构与性能的影响52◆硫化前线形结构,分子间以范德华力相互作用性能:可塑性大,伸长率高,具可溶性硫化时分子被引发,发生化学交联反应硫化后网状结构,分子间主要已以化学键结合结构:1)化学键;2)交联键的位置;3)交联程度;4)交联性能:1)力学性能(定伸强度、硬度、拉伸强度、伸长率、弹性);2)物理性能;3)化学稳定性首页一页末页◆硫化前线形结构,分子间以范德华力相互作用53硫化后橡胶的性能变化以天然橡胶为例,随硫化程度的提高1)力学性能的变化弹性扯断强度定伸强度撕裂强度提高硬度伸长率压缩永久变形疲劳生热降低首页一页硫化后橡胶的性能变化542)物理性能的变化透气率、透水率降低不能溶解,只能溶胀耐热性提高3)化学稳定性的变化化学稳定性提高原因:a.交联反应使化学活性很高的基团或原子不复存在,使老化反应难以进行b.网状结构阻碍了低分子的扩散,导致橡胶老化的自由基难以扩散。首页一页末页2)物理性能的变化557.2硫化历程在硫化过程中,各种性能均会随硫化的进程而发生变化这种变化曲线能够反映胶料的硫化历程,故称为硫化历程图。下图为用硫化仪测出的硫化历程曲线。该曲线反映胶料在一定硫化温度下,转子的转矩随硫化时间的变化AA焦烧阶段;B热硫化阶段;C.平坦硫化阶段;D过硫化阶段A1操作焦烧时间;A2剩余焦烧时间首页一页末页7.2硫化历程56模型硫化时间操残非返原作余b性胶料时时a返原性胶料间间焦烧时间,热硫化时间时间诱导阶段,预硫阶段,正硫化阶段过硫化阶段平坦硫化阶段)首页一页末页8舰常模型硫化时间571.焦烧阶段(焦烧期一硫化起步阶段,硫化诱导期)图中的ab段称为胶料的焦烧阶段,此时交联尚未开始,胶料在模腔内具有良好的流动性,也称为硫化诱导阶段。胶料焦烧时间的长短决定胶料的焦烧性能和操作安全性。胶料焦烧时间受胶料中硫化促进剂和胶料本身的热历史的影响较大。◆焦烧时间既包括橡胶在加工过程中由于热积累消耗掉的焦烧时间A1,称为操作焦烧时间;也包括胶料在模腔中保持流动性的时间A2,称为剩余焦烧时间。首页一页末页9舰常1.焦烧阶段(焦烧期一硫化起步阶段,硫化诱导期)58硫化起步——硫化时,胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动的那一点时间(焦烧)焦烧期的长短:决定了胶料的焦烧性及操作安全性。取决于配方,特别是促进剂。可用迟效性促进剂:CZ◆焦烧时间的起点:实际上是从混炼时加入硫磺的那一时刻开始◆焦烧阶段的终点胶料开始发硬并丧失流动性。首页一页页10金血煮大硫化起步——硫化时,胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动59橡胶硫化原理工艺课件讲解60橡胶硫化原理工艺课件讲解61橡胶硫化原理工艺课件讲解62橡胶硫化原理工艺课件讲解63橡胶硫化原理工艺课件讲解64橡胶硫化原理工艺课件讲解65橡胶硫化原理工艺课件讲解66橡胶硫化原理工艺课件讲解67橡胶硫化原理工艺课件讲解68橡胶硫化原理工艺课件讲解69橡胶硫化原理工艺课件讲解70橡胶硫化原理工艺课件讲解71橡胶硫化原理工艺课件讲解72橡胶硫化原理工艺课件讲解73橡胶硫化原理工艺课件讲解74橡胶硫化原理工艺课件讲解75橡胶硫化原理工艺课件讲解76橡胶硫化原理工艺课件讲解77橡胶硫化原理工艺课件讲解78橡胶硫化原理工艺课件讲解79橡胶硫化原理工艺课件讲解80橡胶硫化原理工艺课件讲解81橡胶硫化原理工艺课件讲解82橡胶硫化原理工艺课件讲解83橡胶硫化原理工艺课件讲解84橡胶硫化原理工艺课件讲解85橡胶硫