硫化反应过程

硫化反应过程硫化反应过程是化学反应过程,它包含橡胶分子与硫化剂及其它配合剂之间发生的一系列化学反应以及在形成网状结构时伴随发生各种反应,在这众多的反应中,仍以橡胶分子与硫化剂之间的反应为主,它是生成大分子网状结构的基本反应,对于大多数含有有机促进剂硫磺)的硫化体系的胶料来说,其硫化反应历程可大致如下:促进剂↓硫磺活性剂(1)(T10相同)诱导阶段促进剂多硫化合物↓橡胶含橡胶分子链的硫化合物↓分解自由基(或离子)交联反应阶段交联↓橡胶网构形成阶段网构成熟阶段交联键重排,裂解,主键改性硫化胶↓以上看出硫化反应历程大体分为三个阶段:第一阶段为诱导阶段,在这个阶段中首先是硫磺分子和促进剂体系之间反应生成一种活性更大的中间化合物,然后进一步引发橡胶分子链,形成可交联的自由基或离子与橡胶分子链之间产生连锁反应,生成交联链,第三阶段为网构形成阶段,在这一阶段的前期交联反应已趋于完成,产生的交联链发生重排和裂解等反应,在这一阶段的后期交联反应已基本停止,随之而发生的是交联链重排和热裂解等反应,最后得到网构稳定的硫化胶.硫化历程图:在硫化过程中,橡胶的各种性能随着硫化时间而变化,若将橡胶的某一性能变化与时间作曲线图,则可从曲线图中可以表现出整个硫化历程,所以这种曲线图叫做硫化历程图.最常见的硫化历程图如图一所示:图中的曲线,前半部分由门尼焦烧曲线组成,后半部则由扯断强度曲线组成,橡胶的硫化历程可分为四个阶段,即焦烧阶段,热硫化阶段,平坦硫化阶段,过硫化阶段.由于橡胶具有热积累的特性,所以胶料的实际焦烧时间,包括操作焦烧时间A1和剩余焦烧时间A2两部分,操作焦烧时间是指在橡胶加工过程中由于热效应所消耗掉的焦烧时间,它取决于加工程度,(如胶料翻炼次数,热炼程度及压延压出等剩余焦烧时间是指胶料在模型加热时保持流动性的时间,在操作焦烧时间和剩余焦烧时间之间没有固定的阶限,它随胶料操作和放条件不同而变化,如果一个胶料经历的加工越多,它占去的焦烧时间就越多如图A1所示,则剩余焦烧时间就越小如图中A2所示,胶料在模型中流动时间越少,因此一般胶料都应避免经受反复多次的机械作用.热硫化阶段如图中的BC段度已缓和下来,随之而发生交联键的重排,热裂解等反应,因此胶料的抗张性能曲线出现平坦区,平坦硫化时间的长短也决定于配方,(主要是促进剂及防老剂由于在这一阶段中硫化保持有最佳性能,所以常作为取得产品质量的硫化阶段,为通常选取正硫化时间的范围.过硫化阶段----D后面部分这一段相当于硫化反应中的网构成熟期的后半期,在这一阶段中主要是交联键重排作用,以及交联键和键段热裂解的反应,因此胶料的抗张性能显著下降.在硫化历程图中,从胶料开始加热时算起至出现平坦期为止所经过的时间称为产品硫化时间,也就是通常所说的正硫化时间,它等于焦烧时间与热硫化时间之和,但是由于焦烧时间有一部分为操作过程所消耗,所以实际上胶料在模型内加热硫化只有图上B1的时间,所以我们做的每批胶料的剩余焦烧时间是会有波动的,因此每批胶料的热硫化时间也会有所波动,其波动范围在B1和B2之间.二．硫化的定义三．硫化历程及硫化参数MM-M10LHLMM-M90LHL四．理想的硫化曲线五．橡胶在硫化过程中结构及性能的变化图2-2硫化前后橡胶分子结构示意图拉伸强度、定伸应力、弹性等性能伸长率、永久变形等性能耐热性、耐磨性、抗溶胀性等一．硫黄的品种及用量1．二．硫黄的裂解和活性αS8β8均裂S8双基活性硫8异裂S(+)(-)8五．硫黄硫化胶的结构与性能S一．促进剂的分类按M对比MMD按二．常用促进剂的结构与特点M焦烧时间短，易焦烧；DM比M对2是或三．促进剂的并用互为活化型，ABD相互抑制型A与M四．机促进剂的硫黄硫化作用机理促进剂活性剂硫黄促进剂多硫化物(活性中间化合物)诱导阶段橡胶橡胶分子链的多硫化物((分解)RSSX)x自由基(或离子)橡胶交联反应阶段网络形成阶段交联反应交联重排\主链裂解\改性硫化胶五．硫载体硫化机理六．氧化锌和硬脂酸的作用七．防焦剂的作用一．普通硫黄硫化体系（CV）x二．有