| 橡胶的硫化是橡胶加工的最后一道工序，在一定的温度、压力和时间作用(yòng)下，使橡胶大分(fēn)子发生化學(xué)反应产生交联，使未硫化胶料转变為(wèi)硫化胶，从而赋予橡胶各种宝贵的物(wù)理(lǐ)性能(néng)。 |
硫化（交联）是指橡胶的線(xiàn)型大分(fēn)子链通过化學(xué)交联而构成三维网状结构的化學(xué)变化过程。橡胶分(fēn)子链结构在硫化前后的变化如图1-1所示。
橡胶的硫化是橡胶加工的最后一道工序，在一定的温度、压力和时间作用(yòng)下，使橡胶大分(fēn)子发生化學(xué)反应产生交联，使未硫化胶料转变為(wèi)硫化胶，从而赋予橡胶各种宝贵的物(wù)理(lǐ)性能(néng)，使橡胶成為(wèi)广泛应用(yòng)的工程材料。
橡胶的硫化（交联）过程是橡胶结构连续变化的过程，这使橡胶在物(wù)理(lǐ)及化學(xué)性质方面发生变化。橡胶在硫化过程中物(wù)理(lǐ)机械性能(néng)的变化如图1-2所示。由图可(kě)知，不同结构的橡胶，在硫化过程中物(wù)理(lǐ)机械性能(néng)的变化虽然有(yǒu)不同的趋向，但大部分(fēn)性能(néng)的变化却基本一致，即随着硫化时间的增加，除了扯断伸長(cháng)率和永久变形是下降的外，其余指标均是提高的。这是因為(wèi)生胶是線(xiàn)型结构，其分(fēn)子链具有(yǒu)运动的独立性，表现出可(kě)塑性大、伸長(cháng)率高，并具有(yǒu)可(kě)溶性。经硫化后，在分(fēn)子链之间形成交联键而成為(wèi)空间网状结构，分(fēn)子间除次价力外，在分(fēn)子链彼此结合处还有(yǒu)主价力发生作用(yòng)，交联键的存在，使分(fēn)子链间不能(néng)产生相对滑移，但链段运动依然存在。所以硫化胶比生胶的拉伸强度大、定伸应力高、扯断伸長(cháng)率小(xiǎo)而弹性大，并失去可(kě)溶性而只产生有(yǒu)限溶胀。
一个完整的硫化體(tǐ)系主要由硫化剂、活性剂、促进剂所组成。硫化反应是一个多(duō)元组分(fēn)参与的复杂的化學(xué)反应过程。它包含橡胶分(fēn)子与硫化剂及其他(tā)配合剂之间发生的一系列化學(xué)反应，在形成网状结构时伴随着发生的各种副反应。其中，在硫黄硫化體(tǐ)系中，橡胶与硫黄的反应占主导地位，它是形成空间网络的基本反应。整个硫化过程可(kě)分(fēn)為(wèi)三个阶段，第一阶段為(wèi)诱导阶段，在这个阶段中，先是硫黄、促进剂、活性剂的相互作用(yòng)，使氧化锌在胶料中溶解度增加，活化促进剂，使促进剂与硫黄之间反应生成一种活性更大的中间产物(wù)；然后进一步引发橡胶分(fēn)子链，产生可(kě)交联的橡胶大分(fēn)子自由基（或离子）。第二阶段為(wèi)交联反应，即可(kě)交联的自由基（或离子）与橡胶分(fēn)子链产生反应，生成交联键。第三阶段為(wèi)网络形成短化、重排和裂解反应，最后网络趋于稳定，获得网络相对稳定的硫化胶。
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