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硅橡胶的硫化方式、流程和工艺

发布时间:2022-04-14 11:04:00

  大部分工厂生产硅胶制品时都要进行硫化处理,这是因为未被硫化的橡胶不仅对外界温度变化敏感、遇到高温就变得又软又粘且易拉断,而且气味又非常难闻。而且由于产品的硬软度不同,产品结构不同,产品温度太高也会出现不良现象,比如爆边,起风泡,太脆等现象,所以有些产品会采用低温硫化,zui主要的原因是太脆容易出现爆边现象!所以除却一些不需要硫化的热塑性硅胶外,天然橡胶和合成硅橡胶都需要使用硫化剂来硫化,加硫后的橡胶制品遇热不软,逢冷不脆,性能非常好。

电脑控制橡胶硫化仪

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  硫化剂是硫化过程中作用较大的物质,它具有能与橡胶发生硫化反应或使之交联的特性,又称为交联剂。硫化剂种类很多,而且还在不断增加,已经使用的硫化剂有硫黄、硒、、含硫化合物、金属氧化物、过氧化物、树酯、醛类和胺类等。

  硫化促进剂在大部分硫化过程中有很大应用,因为硫化剂在胶料中能加快硫化反应速度,缩短硫化时间,降低硫化温度,减少硫化剂用量,并能提高或改善硫化胶物理机械性能,按其性质和化学组成可分为无机促进剂和有机促进剂两大类。无机促进剂使用zui早,但因促进效果小,硫化胶性能差.现基本被有机促进剂所取代。随着合成橡胶品种和用途的不断发展,现有促进剂名目繁杂,根据促进剂的化学结构通常将其分为噻唑类、秋兰姆类、次磺酰胺类、胍类、二硫代氨基甲酸盐类、醛胺类、黄原酸盐类和硫脲。

  硫化过程可分为四个阶段,各有特点。
通过胶料定伸度的测量(或硫化仪)可以看到,整个硫化过程可分为硫化诱导,预硫,正硫化和过硫(对天然胶来说是硫化返原)四个阶段。
  1.硫化诱导期(焦烧时间)内,交联尚未开始,胶料有很好的流动性。这一阶段决定了胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点,胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶本硫化中橡胶分子变化图身性质有关,主要取决于所用助剂,如用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间,且有较高的加工安全性。
  2.硫化诱导期以后便是以一定速度进行交联的预硫化阶段。预硫化期的交联程度低,即使到后期硫化胶的扯断强度,弹性也不能到达预想水平,但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。
  3.到达正硫化阶段后,硫化胶的各项物理性能分别达到或接近zui佳点,或达到性能的综全平衡。
  4.正硫化阶段(硫化平坦区)之后,即为过硫阶段,有两种情况:天然胶出现“返原”现象(定伸强度下降),大部分合成胶(除丁基胶外)定伸强度继续增加。

  对任何橡胶来说,硫化时不只是产生交联,还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。这一现象贯穿整个硫化过程。在过硫阶段,如果交联仍占优势,橡胶就发硬,定伸强度继续上升,反之,橡胶发软,即出现返原硫化方法按硫化条件可分为冷硫化、室温硫化和热硫化三类。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渍,然后洗净、干燥即可。室温硫化时,硫化过程在室温和常压下进行,如使用室温硫化胶浆(混炼胶溶液)进行自行车内胎接头、修补等。

  热硫化是橡胶制品硫化的主要方法。根据硫化介质及硫化方式的不同,热硫化又可分为直接硫化、间接硫化和混气硫化三种方法。
  1.直接硫化,将制品直接置入热水或蒸汽介质中硫化。
  2.间接硫化,制品置于热空气中硫化,此法一般用于某些外观要求严格的制品,如胶鞋等。

  3.混气硫化,先采用空气硫化,而后再改用直接蒸汽硫化。此法既可以克服蒸汽硫化影响制品外观的缺点,也可以克服由于热空气传热慢,而硫化时间长和易老化的缺点。上述硫化方法均属于间歇生产,有些长度不限的橡胶制品可以连续硫化,如压出制品的盐浴硫化、沸腾床硫化、微波或高频硫化、胶带及胶板的鼓式硫化机硫化等。除硫磺硫化外,橡胶制品还可采用无硫硫化、高能射线硫化等方法,但其应用面均有限。促进剂并用体系中,其中应有一种促进剂是主要的,称为主促进剂,也叫第一促进剂,而另一种或两种是辅助的,称为副促进剂,也称第二、三促进剂。

  在硅橡胶的加工过程中根据不同的情况和要求设定不同的硫化条件,其中影响硫化过程的主要因素是硫磺用量、硫化温度及硫化时间。
  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。根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,在硬质胶硫化条件中的用量可高达40%以上。
  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。
  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zui佳的综合性能。硅胶制品的硫化时间直接关系到产品的质量问题,当硫化时间过短或者过长,都会导致产品出现不良。如果硫化时间过短,那么成型出来的硅胶制品有可能就会出现不熟的现象,如果硫化时间过长,产品会出现冒泡或者是爆边现象。整个成型硫化的过程非常的不好控制,特别是一些结构比较复杂的硅胶制品模具,对硫化时间和硫化温度都非常的敏感。
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