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橡膠硫化曲線上的參數、硫化的各個階段及其它們之間的關係

2015-06-16 [2708]

    在某一溫度下測定橡膠在硫化過程中某一物理性能與硫化時間關係的曲線。一般情況下,用硫化膠的拉伸強度、扯斷伸長率、定伸應力和硬度等分別對硫化時間作圖,就可以得到硫化曲線。目前通常用硫化儀直接繪出硫化曲線,由硫化曲線可以觀察膠料硫化的整個過程,按橡膠交聯情況的不同可分為:硫化誘導期、熱硫化階段、平坦硫化階段和過硫階段。從硫化曲線可以求得膠料焦燒性能、硫化速率、佳硫化時間、硫化平坦性以及抗過硫返原性能等。

  硫化曲線上的參數、硫化的各個階段及其它們之間的關係可以在硫化溫度下,開始轉矩下降,也就是粘度下降,到低點後又開始上升,這表示硫化的開始,隨著硫化的進行,轉矩不斷上升並達到大值。

    ML(小轉矩);

  MH(大轉矩);

  TH(理論正硫化時間);

  M10:ML十(MH—ML)X 10%,

  T10(焦燒時間);

  M90:ML十(MH—ML)X 90%,

  T9O(工藝正硫化時間)。

 流變圖曲線上的各硫化階段:誘導期,熱硫化期,正硫化期,過硫化期。

  在硫化反應開始前,膠料必須有充分的遲延作用時間以便進行混煉、壓延、壓出、成型及模壓時充滿模型。一旦硫化開始,反應要迅速。因此,硫化誘導期對橡膠加工生產安全至關重要.是生產加工過程的一個基本參數。在熱硫化階段,橡膠與硫磺的交聯反應迅速進行,曲線的斜率即硫化速率與交聯鍵生成速度基本一致,並符合一級反應方程式。從硫化時間對交聯密度關係可得下列方程式,

  式中 Vut——硫化時間為,時的交聯密度;

  K ——交聯反應速度常數;

  t ——硫化時間;

  ti ——硫化誘導時間;

  Vu ——交聯密度;

  Vu∞——大交聯密度。

  按照式(2—1)將Vut。對硫化時間進行標繪.可得到流變圖所示的交聯反應的動力學曲線,它與流變圖的熱硫化段的硫化曲線相同。從流變圖曲線可見,交聯反應自ti開始,交聯密度近似直線增加,後達大值。從理論上,膠料達到大交聯密度時的硫化狀態稱為正硫化,它與流變圖中的對應點是硫化儀中的大轉矩MH。所以正硫化時間是指膠料達到大交聯密度時所需要時間。顯然,由交聯密度來確定正硫化是比較合理的,它是現代各種硫化測量技術的理論基礎。

  (四)理想的橡膠硫化曲線

  較為理想的橡膠硫化曲線應滿足下列條件:

  (1)硫化誘導期要足夠長,充分保證生產加工的安全性;

  (2)硫化速度要快,提高生產效率.降低能耗;

  (3)硫化平坦期要長。

  要實現上述條件,必須正確選擇硫化條件和硫化體係。目首比較理想的是遲效性的次磺酰胺類促進劑的硫化體係。