基本介紹
概念,橡膠的硫化,硫化劑,
概念
硫黃與橡膠的結合量,與硫化速度、硫化時間、硫化溫度、硫黃用量有著密切的關係。硫黃結合於橡膠的變化曲線,如圖1所示,是隨橡膠類型的不同以及所引起的物理和力學性能的變化而變化。
硫化膠中的硫黃不是全部與橡膠結合,通常有一些可用熱丙酮抽出遊離硫。硫化膠中硫黃與橡膠結合重量之比,稱為硫化係數,由下式表示。
式中
K——硫化係數,%;
x——橡膠結合的硫黃量,g;
A——硫化膠中生膠的量,g。
橡膠的硫化
橡膠最初為人們所利用的時候,橡膠製品雖然有著不少寶貴的性能,但也存在著很多的缺點,如強度低、彈性小、冷則發黏、容易老化等。為了消除這些缺點人們進行了大量的努力。1839年和1843年,固特異和漢考克先後發現,將天然橡膠與硫磺共熱後,就會變成堅實有彈性的物質,不會再變黏,而且對熱穩定。當時,將這一過程稱為硫化,硫磺即硫化劑。硫化方法的發現極大地改進了生膠的性能,擴大了橡膠的套用範圍,為橡膠的大規模生產打下了基礎。直至現在,絕大多數橡膠還是採用硫磺硫化的工藝。
後來的研究證實,硫磺並非是唯一可用的硫化劑。1846年,帕克斯發現一氯化硫溶液或其蒸氣可在室溫下硫化橡膠。這就是所謂的“冷硫化法”,這一方法曾被廣泛地用於薄型橡膠製品的硫化。1915年,奧斯特洛梅斯連斯基發現有機過氧化物和芳香族硝基化合物具有硫化效果。1939年,列瓦伊研究了用重氮化合物使橡膠硫化的方法。隨著合成橡膠品種的增加及其製品的發展,硫化方法和硫化劑的研究不斷深入,發現了許多化合物具有硫化效果。因此,現在所稱的硫化只是一個具有象徵意義的工業術語,其實質就是使線型的橡膠分子交聯形成立體網狀結構,而一切具有這種作用的物質均可稱為硫化劑。
硫化劑
目前,作為商品生產的硫化劑約有70餘種,從化學結構上可分為以下8類:①硫、硒、碲等元素;②含硫化合物(或稱硫磺給予體);③有機過氧化物;④醌類化合物;⑤金屬氧化物;⑥胺類化合物;⑦樹脂類;⑧其他特殊的硫化劑。
按所使用的硫化劑來分,橡膠的硫化大體分為含硫硫化和無硫硫化兩大類。硫化機理目前說法不一,原因是硫化為一個很複雜的過程,有些問題至今還未弄清。另外,隨著生膠品種和硫化劑種類不同,硫化過程中的反應亦各異,不能一概而論。