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硫化促进剂对使用硫磺硫化的体系来说是非常重要的。在橡胶中加入硫磺一般用加热方式可达到硫化的目的,但是,如果没有硫化促进剂硫化就会变得非常缓慢,并且硫化胶的性能也是非常之低。硫化促进剂可加速硫化反应并改善橡胶的性能。
橡胶为什么要硫化?硫化的原理是什么
硫化的意思是物质与硫或硫化物起反应的过程。在橡胶加工工业中,指生橡胶加入硫黄或其他物质,使橡胶分子交联形成网状或体型结构,制成熟橡胶的过程。
硫化又称交联、熟化。在橡胶中加入硫化剂和促进剂等交联助剂,在一定的温度、压力条件下,使线型大分子转变为三维网状结构的过程。由于最早是采用硫磺实现天然橡胶的交联的,故称硫化。
“硫化”因最初的天然橡胶制品用硫磺作交联剂进行交联而得名,随着橡胶工业的发展,可以用多种非硫磺交联剂进行交联。因此硫化的更科学的意义应是“交联”或“架桥”,即线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程。
在生橡胶中加硫磺、炭黑等,经高压加热,使变成硫化橡胶,这个过程叫硫化。但要实现理想的硫化过程,除选择最佳硫化条件外,配合剂的选择,特别是促进剂的选用具有决定意义。随着合成橡胶的品种的增加,硫化方法和硫化剂研究的深入,已发现有许多非硫化合物也有硫化效果。
因此,这个名词已经发展为具有延伸意义的工业术语。经过硫化后的橡胶,改变了固有的强度低、弹性小、冷硬热粘、易老化等缺陷,耐磨性、抗溶胀性、耐热性等方面有明显改善,扩大了应用范围。
硫化条件:
1、硫磺用量。其用量越大,硫化速度越快,可以达到的硫化程度也越高。硫磺在橡胶中的溶解度是有限的,过量的硫磺会由胶料表面析出,俗称“喷硫”。为了减少喷硫现象,要求在尽可能低的温度下,或者至少在硫磺的熔点以下加硫。
据橡胶制品的使用要求,硫磺在软质橡胶中的用量一般不超过3%,在半硬质胶中用量一般为20%左右,在硬质胶中的用量可高达40%以上。
2、硫化温度。若温度高10℃,硫化时间约缩短一半。由于橡胶是不良导热体,制品的硫化进程由于其各部位温度的差异而不同。为了保证比较均匀的硫化程度,厚橡胶制品一般采用逐步升温、低温长时间硫化。
3、硫化时间。这是硫化工艺的重要环节。时间过短,硫化程度不足(亦称欠硫)。时间过长,硫化程度过高(俗称过硫)。只有适宜的硫化程度(俗称正硫化),才能保证最佳的综合性能。
橡胶是三大高分子材料之一,高弹性是其具有的特性,高弹性赋予橡胶及橡胶制品在一定的温度范围内在较小的外力作用下能发生较大的变形,当外力消失后又能以加快的速度恢复原形,这就使橡胶具有缓冲、减震、吸声、密封、柔软可屈挠的特点,同时多数橡胶还绝缘、绝热、耐寒、耐酸碱等,因而广泛的应用于减震密封等场所,橡胶可用作制造轮胎、胶带、胶管、胶鞋、密封件、减震件、绝缘件、胶粘剂等,但生胶多数情况下在高温时发粘而在低温时发硬发脆,均不表现出高弹性,很大程度上限制了橡胶的使用,这也是橡胶自发现后较长时间内得不到广泛应用的主要原因。通过硫化改变橡胶这种缺陷。
硫化通常是橡胶制品品生产的最后的一个工艺过程,也是橡胶制品加工中的一个化学过程,硫化指:具有一定塑性和黏性的胶料(生胶、塑炼胶、混炼胶)经过适当的加工(如压延、压出、成型等)而制成的半成品在一定外部条件下通过化学因素(如硫化体系)或物理因素(如γ射线)的作用,重新转化为软质弹性橡胶制品或硬质韧性橡胶制品,从而获得使用性能的工艺过程,在硫化过程中,外部的条件使胶料组分中的生胶与硫化剂或生胶与生胶之间发生化学反应,由线形的橡胶大分子交联成立体网状结构的大分子,通过这一反应大大改善了橡胶的各项性能,使橡胶制品获得了能满足产品使用需要的物理机械性能和其他性能。硫化的实质是交联,即线形的橡胶分子转化为空间网状结构过程。
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