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橡胶硫化过程中各个性能指标的变化

橡胶硫化过程中各个性能指标的变化

【概要描述】硫化是橡胶工业生产加工的最后工艺。 在这过程中,橡胶发生了一系列的化学反应,将线状高分子变为三维立体网状结构,获得了宝贵的物理机械性能,成为了值得使用的工程材料,那么,下面一起了解下橡胶硫化过程中各个性能指标的变化吧!

橡胶硫化过程中各个性能指标的变化

【概要描述】硫化是橡胶工业生产加工的最后工艺。 在这过程中,橡胶发生了一系列的化学反应,将线状高分子变为三维立体网状结构,获得了宝贵的物理机械性能,成为了值得使用的工程材料,那么,下面一起了解下橡胶硫化过程中各个性能指标的变化吧!

  • categories of news:行业资讯
  • Release time:2021-10-20 10:10
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  硫化是橡胶工业生产加工的工艺。 获得了宝贵的物理机械性能,成为了值得使用的工程材料,在这过程中,橡胶发生了一系列的化学反应,将线状高分子变为三维立体网状结构,那么,下面一起了解下橡胶硫化过程中各个性能指标的变化吧!

                                                      橡胶

  硫化是指在加热或照射的条件下,使具有线状结构的高分子交联成为立体网状结构的高分子,使混合橡胶内的生胶与硫化剂发生化学反应,从根本上改变混合橡胶的物理机械性能和其他性能。

  在工业生产中,硫化交联反应一般在一定的温度、时间、压力条件下进行。 这些条件的硫化条件通常被称为硫化三要素。 生产中实施硫化条件、正确选择硫化设备、选择加热介质等是硫化工艺中的重要技术内容。

  硫化过程中,混炼胶的一系列性能发生了显著变化。 随着硫化时间的延长,其数值下降,硬度保持不变。 拉伸、永久变形等性能随硫化时间的延长而逐渐减少,达到道路较低值后,用不同硫化时间的试件制备各种物理机械性能,发现拉伸强度、恒拉伸应力、弹性等性能达到峰值后,继续硫化缓慢上升。 其他耐热性、耐磨性、耐溶胀性等性能随硫化时间的增加而改善。

  硫化过程中橡胶性能的变化是硫化过程中分子结构发生变化的结果。 硫化橡胶的大分子在分子链间形成横向键,形成空间网状结构,因此分子间除了二次价键力外,主价键力也作用于分子链间的键合处,硫化橡胶的拉伸强度比生胶大,定伸应力高,弹性大,失去可溶性,未硫化的生胶是线状结构大的分子,其分子链具有运动独立性、可塑性大、伸长率高、溶解性; 有限膨胀因此,硫化过程中橡胶性能的变化应结合其结构变化进行考察。 橡胶材料的几种主要物理机械性能(以天然橡胶为例)变化的一般规律如下。

  1、定伸应力

  橡胶未硫化时,线状分子间可以比较自由地流动, 但是,随着硫化程度的加深,这种流动自由性越来越小,在塑性范围内呈现非牛顿流动特性。定长拉伸所需的变形力越来越大。 这就是“定伸应力”。

  2、拉伸强度

  软质橡胶的抗拉强度随着交联程度的增加而逐渐上升,直至达到较高值。 如果进一步硫化,在通过平坦部时拉伸强度会急剧下降。 硫使用量多的硬质橡胶,在拉伸强度降低后上升,达到硬质橡胶的水平。

  3、增长率

  橡胶的伸长率随着交联程度的增加而逐渐降低。4、压缩永久变形

  橡胶的压缩永久变形也随着交联程度的增加而逐渐减少。 对于存在硫化还原的橡胶,过了正硫化后,压缩永久变形又逐渐增大。

  5、弹性

  橡胶的弹性来源于高分子柔性段的微布朗运动位置的可逆变化,由于这一特性的存在,在小外力下会发生很大的变形。

  处于塑性状态时,橡胶分子引起的位移是不可逆的, 但是,如果交联程度持续增加,则由于大分子之间的相对固定性过大,但橡胶分子交联后,相互发生相对定位,产生了较强的复原趋势。变形后的复原趋势减少。 因此,当硫化橡胶过度过硫时,弹性减弱,由弹性体的弹性变成刚体的弹性。

  6、硬度

  硫化橡胶的硬度在硫化开始后迅速增大,硫化后不久达到较大值,之后基本保持恒定。

  7、耐膨润性

  未硫化橡胶和其他聚合物一样,在某溶剂中溶胀,吸收溶剂直到失去凝聚力。 橡胶分子只有在溶剂对橡胶的渗透压大于橡胶分子的凝聚力时才能进入溶液。

  8、通气性

  橡胶交联程度增加后,网状结构中的空隙逐渐减少,气体通过橡胶中扩散的能力因阻力增大而减弱,因此一般硫化充分的弹性体比硫化不足的弹性体的耐透气性好。

  9、耐热性

  正硫化时的耐热性较好。

  10、耐磨损性

  硫化开始后,耐磨性逐渐增大,正硫化时达到较高水平。 硫不足或过硫不利于耐磨性,但过硫的影响小。

  天然橡胶和合成橡胶在硫化上有以下三个不同。

  1 )天然橡胶中含有大量谷朊粉、谷朊粉分解物、胺类等非橡胶烃物质,合成橡胶中没有这类物质; 相反,合成橡胶中存在一定数量的聚合过程中残留的树脂和脂肪酸,它们起到了延缓硫化的作用。

  2 )天然橡胶在主链结构上双键多,硫化速度比合成橡胶快,因此合成橡胶在配合时必须多使用促进剂,减少硫。

  3 )天然橡胶主要是线型大分子结构,但丁苯橡胶、丁腈橡胶等合成橡胶的分支度高,容易引起分子内交联——的成圈,硫化橡胶变硬。

  另外,橡胶链的侧基还会影响硫化速度,极性大于苯乙烯基,因此丁腈橡胶的硫化速度大于丁苯橡胶。

  以上介绍的就是橡胶硫化过程中各个性能指标的变化,如需了解更多,可随时联系我们!

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