橡胶的硫化曲线分析

橡胶的硫化反应历程包括橡胶分子与硫化剂及其他配合剂(主要是活性剂、促进剂)之间发生的一系列化学反应以及在形成网状结构时伴随发生的各种副反应。硫化历程是橡胶大分子链发生化学交联反应的过程硫化仪无转子硫化仪的结构示意图根据硫化历程分析，可将硫化曲线分成四个阶段，即1）焦烧阶段：热硫化开始前的延迟时间2）热硫化阶段：硫化反应的交联阶段，其斜率代表反应速度3）平坦硫化阶段：交联反应基本结束，熟化阶段（短化、重排、裂解），性能最佳4）过硫化阶段：胶料硫化在此阶段，可能出现三种形式硫化曲线各阶段特征1、焦烧期（ab段）焦烧期（诱导期）：从胶料放入模具至出现轻微硫化的整个过程所需要的时间叫硫化诱导期，又称为焦烧时间。焦烧（scorch)：加有硫化剂的混炼胶在加工或停放过程中产生的早期硫化现象。焦烧现象本质是硫化，胶料局部交联。胶料焦烧后，流动性明显变差，甚至不能流动，后续加工工序无法正常进行。表征参数ts1——焦烧时间（scorchtime），从开始加热起，至胶料的转矩由最低值上升0.1N.m所需要的时间。tc10——焦烧时间，从开始加热起，至胶料的转矩由最低值上升10个单位所需要的时间。诱导期反应了胶料的加工安全性。诱导期短，加工安全性差；诱导期太长，会降低生产效率。操作焦烧时间：胶料在加工或停放过程中由于热积累效应所消耗的焦烧时间；剩余焦烧时间：胶料在模具内保持流动的时间。操作焦烧时间长，剩余焦烧时间就短焦烧时间又分为2、热硫化期（BC段）由焦烧点到工艺正硫化点（C点）所经历的阶段，即硫化反应过程的交联反应期。曲线快速上升。热硫化期特性参数：tc90——工艺正硫化时间，从开始加热起，至胶料的转矩由最低值上升90个单位所需要的时间。斜率k——反映胶料硫化速度快慢，斜率越大，硫化速度越快CRI——加硫指数【CRI=100/（tc90—ts1）】，min-1，反映胶料硫化速度快慢，CRI值大，硫化速度快。3、平坦硫化期（cd段）曲线保持水平所经历的时间长短，反映胶料在硫化过程中性能稳定性的高低。特性参数：MH——最高转矩（torque），取决于填料及硫化体系其中MH-ML——最高最低转矩差值，反应交联程度（密度）高低tH——理论正硫化时间，胶料从开始加热起至交联密度达到最大时所需要的时间。4、过硫化期（d点以后）过硫化：胶料在高温长时间下硫化所处的状态。又称返硫，是胶料处于过硫化状态，胶料的性能不断下降的现象。硫化曲线分析硫化特性参数：ML——最低转矩MH——最高转矩MH-ML——最高最低转矩差值ts1——焦烧时间tc10——焦烧时间tc50——半硫化时间tc90——工艺正硫化时间CRI——加硫指数M10——焦烧点的转矩M90——工艺正硫化点的转矩硫化曲线示意图