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硅橡膠的硫化方式、流程和工藝

發布時間:2022-04-14 11:04:00

  大部分工廠生產硅膠制品時都要進行硫化處理,這是因為未被硫化的橡膠不僅對外界溫度變化敏感、遇到高溫就變得又軟又粘且易拉斷,而且氣味又非常難聞。而且由于產品的硬軟度不同,產品結構不同,產品溫度太高也會出現不良現象,比如爆邊,起風泡,太脆等現象,所以有些產品會采用低溫硫化,zui主要的原因是太脆容易出現爆邊現象!所以除卻一些不需要硫化的熱塑性硅膠外,天然橡膠和合成硅橡膠都需要使用硫化劑來硫化,加硫后的橡膠制品遇熱不軟,逢冷不脆,性能非常好。

電腦控制橡膠硫化儀

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  硫化劑是硫化過程中作用較大的物質,它具有能與橡膠發生硫化反應或使之交聯的特性,又稱為交聯劑。硫化劑種類很多,而且還在不斷增加,已經使用的硫化劑有硫黃、硒、、含硫化合物、金屬氧化物、過氧化物、樹酯、醛類和胺類等。

  硫化促進劑在大部分硫化過程中有很大應用,因為硫化劑在膠料中能加快硫化反應速度,縮短硫化時間,降低硫化溫度,減少硫化劑用量,并能提高或改善硫化膠物理機械性能,按其性質和化學組成可分為無機促進劑和有機促進劑兩大類。無機促進劑使用zui早,但因促進效果小,硫化膠性能差.現基本被有機促進劑所取代。隨著合成橡膠品種和用途的不斷發展,現有促進劑名目繁雜,根據促進劑的化學結構通常將其分為噻唑類、秋蘭姆類、次磺酰胺類、胍類、二硫代氨基甲酸鹽類、醛胺類、黃原酸鹽類和硫脲。

  硫化過程可分為四個階段,各有特點。
通過膠料定伸度的測量(或硫化儀)可以看到,整個硫化過程可分為硫化誘導,預硫,正硫化和過硫(對天然膠來說是硫化返原)四個階段。
  1.硫化誘導期(焦燒時間)內,交聯尚未開始,膠料有很好的流動性。這一階段決定了膠料的焦燒性及加工安全性。這一階段的終點,膠料開始交聯并喪失流動性。硫化誘導期的長短除與生膠本硫化中橡膠分子變化圖身性質有關,主要取決于所用助劑,如用遲延性促進劑可以得到較長的焦燒時間,且有較高的加工安全性。
  2.硫化誘導期以后便是以一定速度進行交聯的預硫化階段。預硫化期的交聯程度低,即使到后期硫化膠的扯斷強度,彈性也不能到達預想水平,但撕裂和動態裂口的性能卻比相應的正硫化好。
  3.到達正硫化階段后,硫化膠的各項物理性能分別達到或接近zui佳點,或達到性能的綜全平衡。
  4.正硫化階段(硫化平坦區)之后,即為過硫階段,有兩種情況:天然膠出現“返原”現象(定伸強度下降),大部分合成膠(除丁基膠外)定伸強度繼續增加。

  對任何橡膠來說,硫化時不只是產生交聯,還由于熱及其它因素的作用產生產聯鏈和分子鏈的斷裂。這一現象貫穿整個硫化過程。在過硫階段,如果交聯仍占優勢,橡膠就發硬,定伸強度繼續上升,反之,橡膠發軟,即出現返原硫化方法按硫化條件可分為冷硫化、室溫硫化和熱硫化三類。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漬,然后洗凈、干燥即可。室溫硫化時,硫化過程在室溫和常壓下進行,如使用室溫硫化膠漿(混煉膠溶液)進行自行車內胎接頭、修補等。

  熱硫化是橡膠制品硫化的主要方法。根據硫化介質及硫化方式的不同,熱硫化又可分為直接硫化、間接硫化和混氣硫化三種方法。
  1.直接硫化,將制品直接置入熱水或蒸汽介質中硫化。
  2.間接硫化,制品置于熱空氣中硫化,此法一般用于某些外觀要求嚴格的制品,如膠鞋等。

  3.混氣硫化,先采用空氣硫化,而后再改用直接蒸汽硫化。此法既可以克服蒸汽硫化影響制品外觀的缺點,也可以克服由于熱空氣傳熱慢,而硫化時間長和易老化的缺點。上述硫化方法均屬于間歇生產,有些長度不限的橡膠制品可以連續硫化,如壓出制品的鹽浴硫化、沸騰床硫化、微波或高頻硫化、膠帶及膠板的鼓式硫化機硫化等。除硫磺硫化外,橡膠制品還可采用無硫硫化、高能射線硫化等方法,但其應用面均有限。促進劑并用體系中,其中應有一種促進劑是主要的,稱為主促進劑,也叫第一促進劑,而另一種或兩種是輔助的,稱為副促進劑,也稱第二、三促進劑。

  在硅橡膠的加工過程中根據不同的情況和要求設定不同的硫化條件,其中影響硫化過程的主要因素是硫磺用量、硫化溫度及硫化時間。
  硫磺用量。其用量越大,硫化速度越快,可以達到的硫化程度也越高。硫磺在橡膠中的溶解度是有限的,過量的硫磺會由膠料表面析出,俗稱“噴硫”。為了減少噴硫現象,要求在盡可能低的溫度下,或者至少在硫磺的熔點以下加硫。根據橡膠制品的使用要求,硫磺在軟質橡膠中的用量一般不超過3%,在半硬質膠中用量一般為20%左右,在硬質膠硫化條件中的用量可高達40%以上。
  硫化溫度。若溫度高10℃,硫化時間約縮短一半。由于橡膠是不良導熱體,制品的硫化進程由于其各部位溫度的差異而不同。為了保證比較均勻的硫化程度,厚橡膠制品一般采用逐步升溫、低溫長時間硫化。
  硫化時間。這是硫化工藝的重要環節。時間過短,硫化程度不足(亦稱欠硫)。時間過長,硫化程度過高(俗稱過硫)。只有適宜的硫化程度(俗稱正硫化),才能保證zui佳的綜合性能。硅膠制品的硫化時間直接關系到產品的質量問題,當硫化時間過短或者過長,都會導致產品出現不良。如果硫化時間過短,那么成型出來的硅膠制品有可能就會出現不熟的現象,如果硫化時間過長,產品會出現冒泡或者是爆邊現象。整個成型硫化的過程非常的不好控制,特別是一些結構比較復雜的硅膠制品模具,對硫化時間和硫化溫度都非常的敏感。
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