橡膠密封制品硫化機(jī)理
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橡膠密封制品硫化機(jī)理
一、硫化
硫化是橡膠線形分子變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)過程,也是橡膠由塑性狀態(tài)變成高彈性狀態(tài)的變化過程,具體表現(xiàn)在生產(chǎn)工藝過程中,就是橡膠由生膠(半成品混煉膠)變成硫化膠(橡膠制品)的工藝過程。
二、硫化反應(yīng)歷程
橡膠硫化過程中,主要是橡膠分子與硫化劑及其他配合劑之間發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng),并伴隨若干副反應(yīng)的過程。對于大多數(shù)含有機(jī)促進(jìn)劑和硫黃硫化體系膠料來說,硫化歷程包括3個階段:
◎ 誘導(dǎo)階段
在此階段,硫黃先與促進(jìn)劑體系反應(yīng)形成一種活性更大的中間產(chǎn)物,然后進(jìn)一步引發(fā)橡膠產(chǎn)生可交
聯(lián)的自由基或離子。
◎ 交聯(lián)反應(yīng)階段
由可交聯(lián)的自由基或離子與橡膠分子之間產(chǎn)生連鎖反應(yīng),生成交聯(lián)鍵。
◎ 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成階段
已經(jīng)交聯(lián)的交聯(lián)鍵發(fā)生重排和裂解等反應(yīng),得到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的硫化膠。
三、橡膠密封制品硫化的目的
◎ 通過硫化使具有塑性的半成品混煉膠變成具有彈性、低變形的硫化產(chǎn)品,并且可顯示出優(yōu)越的力學(xué)性能,滿足密封工況的要求。
◎ 通過硫化可使不同部件粘合成統(tǒng)一的密封件整體。
◎ 通過硫化可使制品具有一定幾何形狀和規(guī)定尺寸精度,確保使用要求。
四、硫化三要素
硫化的三要素包括溫度、時間、壓力。
◎ 溫度:
開始時可以軟化膠料、促進(jìn)膠料流動;
提高硫化化學(xué)反應(yīng)的活化能,促進(jìn)硫化交聯(lián);
對橡膠及其配合劑如活性劑、促進(jìn)劑、硫化劑等進(jìn)行活化,產(chǎn)生交聯(lián),形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使其具有良好的物理性能;
硫化溫度有一定的范圍,隨膠種和配方的不同,硫化溫度也不一樣;
溫度超出范圍,超高溫硫化,可使橡膠分子斷裂甚至分解;NR可能發(fā)生硫化返原現(xiàn)象,也可能產(chǎn)生熱撕裂,由于膠料焦燒時間短,固化時間快,影響膠料的流動性和粘合性,易出現(xiàn)缺膠、焦痕、接頭不良、尺寸超差、毛邊過厚等質(zhì)量問題;
溫度過低,則硫化速度慢,生產(chǎn)效率低,經(jīng)濟(jì)效益受影響。
◎壓力:
壓力可閉合模具,使膠料流動充滿模腔,材質(zhì)密致,使橡膠產(chǎn)品彼此粘合緊密,形成整體;
壓力可使制品花紋清晰,尺寸符合要求;
壓力可擠出膠料中的氣體,使制品表面光滑;
一般厚制品、高硬度制品和異型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品需要壓力較大;如果壓力過大,既造成浪費又易損壞設(shè)備和模具;壓力過小,影響尺寸精度和材料的致密性,影響產(chǎn)品的物理性能。
◎時間:
時間是保證硫化反應(yīng)進(jìn)行,使制品達(dá)到正硫化狀態(tài)的重要參數(shù),尤其是保證厚制品從外到內(nèi)達(dá)到正
硫化的時間;
時間的控制取決于膠料配方、產(chǎn)品形狀、厚度、膠料的硫化體系、用膠量和硫化溫度。
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