一 橡膠硫化概述:
橡膠大分子在加熱下與交聯劑硫磺發生化學反應,交聯成為立體網狀結構的過程。經過硫化后的橡膠稱硫化膠。硫化是橡膠加工中的最后一個工序,可以得到定型的具有實用價值的橡膠制品。在橡膠的網狀結構中,硫磺交聯鍵(其中硫的原子數n≥1;而未交聯的硫原子數為Sx或Sy)的密度,決定著橡膠的硫化程度。后者在工藝實踐中,是以膠料宏觀的物理機械性能或橡膠粘度的變化來判斷的。
二 硫化機硫化條件:
影響硫化過程的主要因素是硫磺用量、硫化溫度及硫化時間。
①硫磺用量。其用量越大,硫化速度越快,可以達到的硫化程度也越高。硫磺在橡膠中的溶解度是有限的,過量的硫磺會由膠料表面析出,俗稱“噴硫”。為了減少噴硫現象,要求在盡可能低的溫度下,或者至少在硫 磺的熔點以下加硫。根據橡膠制品的使用要求,硫磺在軟質橡膠中的用量一般不超過3%,在半硬質膠中用量一般為20%左右,在硬質膠中的用量可高達40%以上。
②硫化溫度。若溫度高10℃,硫化時間約縮短一半。由于橡膠是不良導熱體,制品的硫化進程由于其各部位溫度的差異而不同。為了保證比較均勻的硫化程度,厚橡膠制品一般采用逐步升溫、低溫長時間硫化。
③硫化時間。這是硫化工藝的重要環節。時間過短,硫化程度不足(亦稱欠硫)。時間過長,硫化程度過高(俗稱過硫)。只有適宜的硫化程度(俗稱正硫化),才能保證最佳的綜合性能。
三 硫化機硫化方法:
按硫化條件可分為冷硫化、室溫硫化和熱硫化三類。冷硫化可用于薄膜制品的硫化,制品在含有2%~5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸漬,然后洗凈、干燥即可。室溫硫化時,硫化過程在室溫和常壓下進行,如使用室溫硫化膠漿(混煉膠溶液)進行自行車內胎接頭、修補等。熱硫化是橡膠制品硫化的主要方法。根據硫化介質及硫化方式的不同,熱硫化又可分為直接硫化、間接硫化和混氣硫化三種方法。
①直接硫化,將制品直接置入熱水或蒸汽介質中硫化。
②間接硫化,制品置于熱空氣中硫化,此法一般用于某些外觀要求嚴格的制品,如膠鞋等。
③混氣硫化,先采用空氣硫化,而后再改用直接蒸汽硫化。此法既可以克服蒸汽硫化影響制品外觀的缺點,也可以克服由于熱空氣傳熱慢,而硫化時間長和易老化的缺點。上述硫化方法均屬于間歇生產,有些長度不限的橡膠制品可以連續硫化,如壓出制品的鹽浴硫化、沸騰床硫化、微波或高頻硫化、膠帶及膠板的鼓式硫化機硫化等。除硫磺硫化外,橡膠制品還可采用無硫硫化、高能射線硫化等,但其應用面均有限。?
四 硫化機熱硫化的工藝方式:? ?
1 反應性注射模壓硫化法:?是指在高壓(14-20MPa)下撞擊混合兩種或種以上組分,然后將按一?定比例混合均勻的物料經注射機定量注射到有一定溫度的模腔中進行硫化,成型為制品,由于在生產過程中將原料的聚合反應和制品的模塑成型合二為一,混合速度快,混合質量高,并優化了生產步驟,提高了生產效率,例如多元醇類的共混物和異氰酸酯在約14MPa的壓力下通過計量泵進入混合室,在混合室內產生湍流,充分混合后由注射口進入模腔,在80-100℃間保壓硫化一定的時間;?
2 室溫硫化法:? 在室溫及常壓下對制品進行硫化的工藝方法通常稱室溫硫化法,如室溫硫化的膠黏劑,膠黏劑通常制成雙組分:促進劑及惰性配合劑與溶劑配成一組分,橡膠、硫化劑等配成另一組分,用時按比例混合使用,室溫硫化膠漿常用于皮帶硫化膠的接頭或工業橡膠板產品的修理等;?
3 冷硫化法:? 硫化法又稱一氯化硫溶液硫化法,即將半成品浸入含2-5%的一氯化硫的二硫化碳、苯或四氯化碳的溶液中經過一定時間的浸泡完成硫化;?
4 電子束輻射連續硫化:? 它與微波硫化的不同在于可以實現室溫使橡膠大分子交聯,電子束可直接使膠料離子化、活化并產生交聯反應;