橡胶基础知识分解.docx
《橡胶基础知识分解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《橡胶基础知识分解.docx（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
橡胶基础知识分解
第一章概论
一、橡胶的作用
橡胶是一种高分子弹性体，是重要的战略物资和经济物质。
橡胶与国民经济及人民生活密切相关，对我国农业、工业、国防、科学技术、交通运输、人民生活都起着极为重要的作用。
二、橡胶工业发展史
人类使用橡胶已有二百多年历史。
1770年，人们开始用橡胶树上自然凝固的橡胶来制造文具橡皮等。
1823年在英国建立了世界上第一个橡胶工厂，它将橡胶溶于有机溶剂中，然后涂在布上，生产发防水胶布。
1826年汉考克（Hancock）发现橡胶反复通过两个转动圆筒的缝隙后，弹性下降，易于加工，从而诞生了专用橡胶设备，为现代橡胶加工方法奠定了基础。
直到1839年美国科学家固特异（Goodyear）发现了橡胶可用硫黄硫化方法改善其强度、弹性及耐温性后，橡胶才真正进入工业化生产阶段，开辟了橡胶制品广泛应用的前景。
1880年邓录普（Dunlop）发明了充气轮胎，利用橡胶制造轮胎，使橡胶制品从雨衣、雨鞋等日常用品转入以轮胎、胶带等工业用品为主，使橡胶工业突飞猛进地发展起来。
我国橡胶工业仅有几十年的历史，1917年萌芽于广州，建立起第一个小型橡胶厂，以后相继在上海、天津、青岛等地建立起小型橡胶工厂。
经过几十年的发展，到今天橡胶工业已成为我国化学工业的重要组成部分，橡胶消耗量居世界首位，产品品种已达到四万种以上，是世界上橡胶制品的生产大国。
三、橡胶制品的分类
橡胶制品通常分五大类，即轮胎、管带、工业用品、胶鞋及其他（文化、医疗卫生、日常用品等）。
四、橡胶制品生产基本工艺
高弹性是橡胶特有的性质，这种高弹性增加了产品制造的困难，生胶需要经过加工，才能制成各种各样的制品。
同时，单纯的橡胶，其性能是不十分完善的，为了提高制品的使用性能，改善加工性能，节约生胶，降低成本，必须在生胶中加入各种配合剂。
其胶料的组成，可概括五个体系。
主体材料：
生胶、橡胶代用品
硫化体系：
硫化剂、促进剂、活性剂、防焦剂
补强及填充体系：
补强剂、填充剂
增塑及软化体系：
增塑剂、塑解剂、软化剂
防护体系；化学防老剂、物理防老剂
其他性能体系：
着色剂、发泡剂、芳香剂、其他专用配合剂
橡胶制品生产的基本工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化六个基本工序，如图所示。
第二章橡胶的种类
第一节、天然橡胶
一．天然橡胶的来源
天然橡胶是从天然植物中采集出来的一种高弹性材料，自然界很多植物都含有橡胶成分，其中产量最大，质量最好，经济价值最高的是人工栽培的三叶橡胶树；目前全世界天然橡胶总产量的98%以上都是产自这种橡胶树，所以三叶橡胶树在天然橡胶的来源中占有最重要的地位。
二、天然橡胶的制造和分级
从树上采集的胶乳除含有橡胶成分和水分外，还有少量杂质，如蛋白质、丙酮抽出物、醣分、灰分等；这些成分对橡胶的性能有着重要的影响。
烟胶片的制造工艺流程如下：
胶乳粗滤稀释沉淀细滤凝固压片熏烟烟片
天然橡胶主要品种有烟胶片（RSS）、绉片胶、风干胶片、颗粒胶或标准马来西亚橡胶（SMR）、充油天然橡胶（OENR）、易操作橡胶（SPR）、胶清胶、轮胎橡胶、接枝橡胶。
三、天然橡胶的化学组成
橡胶和其他有机化合物一样，其化学组成和分子结构不仅决定了它们的化学性质和物理性质，而且决定着它的机械性质。
天然橡胶的化学组成有以下成分：
橡胶烃、丙酮抽出物、蛋白质、灰分、水分、水熔物
四、天然橡胶的分子量和分子量分布
天然橡胶是由许多异戊二烯链节组成，其聚合度n平均在5000左右，平均分子量约35万。
天然橡胶不是单一分子量的物质，而是各种长度不一的分子链的混合物，各种长度的分子链所占比例不同。
分子链长的，其分子量也大，分子链短的，其分子量也小，天然橡胶这种大小不同的分子量各占有不同比例的性质称为橡胶分子量的多分散性或分子量分布。
五、天然橡胶的用途
天然橡胶是一种用途广泛的通用橡胶，大量用于制造各类轮胎、胶管、胶带及其它工业橡胶制品，还广泛用于日常生活用品如胶鞋、雨衣及医疗卫生制品的制造。
第二节、合成橡胶
一、合成橡胶的发展概况及分类
早在1860年，通过对天然橡胶化学组成的分析，就开始了早期人工合成橡胶的研究。
1932年苏联开始了丁纳橡胶的工业化生产；进入六十年代后，合成橡胶品种的开发达到了新的高潮，开发出了很多特殊性能的合成橡胶。
合成橡胶的品种按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两大类。
凡是性能与天然橡胶相近，物理机械性能和加工性能较好，能广泛用于轮胎和其它一般橡胶制品的称为通用合成橡胶；凡是具有耐寒、耐热、耐油、耐臭氧等特殊性能，用于制造特定条件下使用的橡胶制品的合成橡胶称为特种合成橡胶。
合成橡胶的主要品种和分类如下：
通用合成橡胶：
丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶
合成橡胶
特种合成橡胶：
丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶、丁吡橡胶
二、常用合成橡胶的性能和作用
1.丁苯橡胶（SBR）
丁苯橡胶是合成橡胶中产量最大的品种；是以丁二烯和苯乙烯为单体，在乳液或溶液中用催化剂催化共聚所得的高分子弹性体。
丁苯橡胶的品种根据苯乙烯的含量比例主要有：
丁苯-10、丁苯-30、丁苯-50。
后面数字表示苯乙烯所占的重量百分比；苯乙烯含量高的（超过50%）叫高苯乙烯橡胶，适用于耐磨及高硬度的制品，苯乙烯含量低的则适用于耐寒制品。
丁苯橡胶为浅褐色，微具苯乙烯气味，比重0.90-0.93，玻璃化温度-60~-70℃。
其性能和加工性能如下：
1）丁苯橡胶是不饱和橡胶，其分子结构中双键含量较天然橡胶低，且因苯环的存在减少了双键的活性，所以与天然橡胶比较，其硫化速度较慢，胶料不易焦烧或过硫，有较好的耐热、耐氧、耐臭氧、耐日光老化性。
2）丁苯橡胶是非结晶橡胶，没有添加补强剂时抗张强度很低，约1.96MPa，加入炭黑补强，抗张强度可达到16.7~23.5MPa，其性能也大为改善。
3）丁苯橡胶分子链侧基中带有庞大的苯环侧基，分子链的柔顺性差、内摩擦大，使其弹性、强度、耐屈挠龟裂、耐撕裂、耐寒性等不如天然橡胶；在加工过程中压延、压出变形大，较难加工。
但与天然橡胶相比，有较好的耐磨性和耐透气性。
丁苯橡胶主要用于制造各种轮胎和其他绝缘制品，如胶管、胶带、电缆、模型制品和胶鞋等。
2.顺丁橡胶（BR）
顺丁橡胶是顺式-1，4聚丁二烯橡胶的简称。
它是近年来发展最快的一种通用合成橡胶，用量仅次于丁苯橡胶。
根据顺丁橡胶顺式机构含量分为高顺丁橡胶、中顺丁橡胶和低顺丁橡胶三种。
目前使用和生产的顺丁橡胶都以高顺丁橡胶为主。
顺丁橡胶的物理机械性能接近天然橡胶，某些性能还超过天然橡胶，现介绍如下：
1）顺丁橡胶因为其顺式机构，所以具有比天然橡胶还好的弹性，是所有橡胶中弹性最大的一种橡胶；另外具有较好耐寒性、耐磨性，生热性低，耐屈挠性。
2）顺丁橡胶是不饱和橡胶，与天然橡胶比较，其硫化速度较慢，耐老化和耐热性能好。
3）顺丁橡胶是结晶性橡胶，其扯断强度和撕裂强度都比天然橡胶差。
4）顺丁橡胶是非极性橡胶，能溶于烃类溶剂中，不耐油。
由于对油类和补强剂的亲和性能好，可以大量填充油和炭黑而物理机械性能下降较小，因而可降低胶料成本。
顺丁橡胶主要用于轮胎工业，还可以制造其它耐磨性橡胶制品，如胶管、胶带、胶鞋、胶辊等，也可以用于各种耐寒性要求高的制品和用作防震材料。
3.异戊橡胶（IR）
异戊橡胶是聚异戊二烯橡胶的简称，化学组成和分子结构与天然橡胶相同，所以又称为合成天然橡胶。
基本特性：
颜色透明光亮，无气体；比天然橡胶纯净，凝胶含量少，无杂质，质量均一；不需塑炼，混炼简便，冬季不用保温；硫化胶的机械强度高，物理性能均衡性好，为最接近天然橡胶的合成橡胶；粘着性好，流动性好，加工容易，但易发生降解，硫化速度较慢；振动吸收性和电性能好。
应用范围：
能基本代替天然橡胶，用于轮胎、胶带、胶管、鞋和其它工业制品。
尤适于制造食品用制品、医药卫生制品及橡胶丝、橡胶筋等日用制品。
4.氯丁橡胶（CR）
氯丁橡胶是以氯丁二烯为主要原料，通过均聚或少量其它单体共聚而成的。
氯丁橡胶为浅黄色或褐色弹性体；主要分为以下三种类型：
⑴硫黄调节型（G型）：
制造中采用硫黄或含硫有机化合物（秋兰姆）作调节剂，故含有硫黄和秋兰姆。
其中最常用的为GN-A型，相当于国产的通用型橡胶。
⑵非硫黄调节型（W型）：
聚合时用硫醇化合物作调节剂，故不含硫黄。
相当于国产的54-1型氯丁橡胶。
⑶其他类型：
这类氯丁橡胶多具有专门的性能和特殊用途。
主要有粘接型氯丁橡胶、氯丙橡胶、氯苯橡胶、凝胶氯丁橡胶。
氯丁橡胶在合成橡胶中的综合性能是独一无二的。
如抗张强度高，耐热、耐光、耐老化性能优良，耐油性能均优于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。
具有较强的耐燃性和优异的抗延燃性，其化学稳定性较高，耐水性良好。
缺点是电绝缘性能，耐寒性能较差，生胶在贮存时不稳定。
氯丁橡胶用途广泛，如用来制作运输皮带和传动带，电线、电缆的包皮材料，制造耐油胶管、垫圈以及耐化学腐蚀的设备衬里。
有很高的抗张强度和气密性，耐无机酸碱的腐蚀性。
特别是它既耐油又耐热，可用来制油箱、印刷胶滚、耐油胶管，也可用作涂料和胶粘剂。
5.乙丙橡胶
乙丙橡胶是乙烯、丙烯为主单体定向共聚制得的共聚物，是橡胶制品工业中一项极为重要的原材料。
可分为二元乙丙橡胶（EPM）、三元乙丙橡胶（EPDM）二类。
二元乙丙橡胶是乙烯、丙烯共聚而成，分子链不含双键，不能用硫黄硫化，只能用过氧化物交联，因而限制了它的应用。
三元乙丙橡胶是以乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体共聚而制得；分子主链上，乙烯和丙烯单体呈无规则排列，失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性，从而成为弹性体，由于三元乙丙橡胶二烯烃位于侧链上，因此三元乙丙橡胶不但可以用硫黄硫化，同时还保持了二元乙丙橡胶的各种特性，从而获得了广泛的应用，并成为乙丙橡胶的主要品种，在乙丙橡胶商品牌号中占90%左右。
三元乙丙橡胶常用的第三单体有乙叉降冰片烯（ENB）、双环戊二烯（DCPD）、1，4-己二烯（HD）。
主要性能：
⑴低密度高填充性：
乙丙橡胶的密度是较低的一种橡胶，其密度为0.87。
加之可大量充油和加入填充剂，因而可降低橡胶制品的成本，弥补了乙丙橡胶生胶价格高的缺点，并且对高门尼值的乙丙橡胶来说，高填充后物理机械性能降低幅度不大。
⑵耐老化性：
乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。
乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用，在150-200℃下可短暂或间歇使用。
加入适宜防老剂可提高其使用温度。
以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用。
三元乙丙橡胶在臭氧浓度50pphm、拉伸30%的条件下，可达150h以上不龟裂。
⑶耐腐蚀性：
由于乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性；但在脂属和芳属溶剂（如汽油、苯等）及矿物油中稳定性较差。
在浓酸长期作用下性能也要下降。
⑷耐水蒸汽性能：
乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并优于其耐热性。
在230℃过热蒸汽中，近100h后外观无变化。
而氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶在同样条件下，经历较短时间外观发生明显劣化现象。
⑸耐过热水性能：
乙丙橡胶耐过热水性能亦较好，但与所用硫化系统密切相关。
以二硫代二吗啡啉、TMTD为硫化系统的乙丙橡胶，在125℃过热水中浸泡15个月后，力学性能变化甚小，体积膨胀率仅0.3%。
⑹电性能：
乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性，电性能优于或接近丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。
⑺弹性：
由于乙丙橡胶分子结构中无极性取代基，分子内聚能低，分子链可在较宽范围内保持柔顺性，仅次于天然橡胶和顺丁橡胶，并在低温下仍能保持。
⑻粘接性：
乙丙橡胶由于分子结构中缺少活性基团，内聚能低，加上胶料易于喷霜，自粘性和互粘性很差。
乙丙橡胶的应用：
.⑴汽车工业乙丙橡胶在汽车制造行业中应用量最大，主要应用于汽车密封条、散热器软管、火花塞护套、空调软管、胶垫、胶管等。
⑵建筑行业由于乙丙橡胶具有优良的耐水性、耐热耐寒性和耐候性，又有施工简便等特点，因此乙丙橡胶在建筑行业中主要用于塑胶运动场、防水卷材、房屋门窗密封条、玻璃幕墙密封、卫生设备和管道密封件等。
⑶电气和电子行业在电气和电子行业中主要利用乙丙橡胶的优良电绝缘性、耐候性和耐腐蚀性，在许多电气部件中采用了此类橡胶。
例如用乙丙橡胶生产电缆，尤其是海底电缆用EPDM或EPDM/PP代替了PVC/NBR制作电缆的绝缘层，电缆的绝缘性能和使用寿命有了大幅度提高。
6.丁基橡胶
丁基橡胶是由异丁烯和异戊二烯合成的共聚物。
丁基橡胶中双键含量极少，按其不饱和度可分为五类，既不饱和度分别分0.6~1.0%、1.1~1.5%、1.6~2.0%、2.1~2.5%、2.6~3.3%（克分子数）。
不饱和度越小，橡胶的硫化速度越慢，但越
耐老化和耐化学腐蚀。
主要性能：
气密性好。
它还能耐热、耐臭氧、耐老化、耐化学药品，并有吸震、电绝缘性能。
丁基橡胶的应用：
制作各种轮胎的内胎、无内胎轮胎的气密层、各种密封垫圈，在化学工业中作盛放腐蚀性液体容器的衬里、管道和输送带，农业上用作防水材料。
7.丁腈橡胶（NBR）
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的共聚物。
根据丁腈橡胶中丙烯腈含量的不同，丁腈橡胶大致可分为五类，既极高丙烯腈含量（42~46%）；高丙烯腈含量（36~41%）；中高丙烯腈含量（31~35%）；中丙烯腈含量（25~30%）和低丙烯腈含量（18~24%以下）。
基本性能：
丁腈橡胶具有优良的耐油性,其耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶，并且具有的耐磨性和气密性。
丁晴橡胶的缺点是不耐臭氧及芳香族、卤代烃、酮及酯类溶剂，不宜做绝缘材料。
主要用途：
丁腈橡胶主要用于制作耐油制品，如耐油管、胶带、橡胶隔膜和大型油囊等，常用于制作各类耐油模压制品，如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管等，也用于制作胶板和耐磨零件。
8.硅橡胶
硅橡胶是各种硅氧烷缩聚而成的一种元素有机弹性聚合物。
侧链上有不同的有机基团；不同的基团，硅橡胶有不同的品种和特性。
基本性能及主要用途：
硅橡胶是含有硅氧键（Si-O）的线型高分子弹性体，因而具有很高的热稳定性。
并具有优异的耐臭氧老化、氧老化、光老化和天候老化的性能，同时具有优良的电绝缘性能、防霉性能和高透气性能，可以制作很多模型制品，如各种O型圈、垫片、皮碗、油封、活门、减震器及膜片等。
由于硅橡胶具有生理惰性、无毒，与其他材料无粘着能力，并能经受多次蒸煮消毒的特点，广泛用于医疗卫生和食品工业方面，如人造心脏瓣膜、人造喉、人造血管、奶嘴和药瓶塞等。
作为各种电子管或电气元件的涂层、密封，具有防潮、避尘、防震以及改进电性能的效果。
9.氟橡胶（FPM）
氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。
最早的氟橡胶为1948年美国DuPont公司试制出的聚-2-氟代-1.3-丁二烯及其与苯乙烯、丙烯等的共聚体，但性能并不比氯丁橡胶、丁橡胶突出，而且价格昂贵，没有实际工业价值。
50年代后期，美国Thiokol公司开发了一种低温性好，耐强氧化剂（N2O4）的二元亚硝基氟橡胶，氟橡胶开始进入实际工业应用。
此后，随着技术进步，各种新型氟橡胶不断开发出来。
基本性能：
⑴化学稳定性佳：
氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。
⑵耐高温性优异：
氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中最好的。
可在250℃下可长期使用，300℃下短期使用。
⑶耐老化性能好：
氟橡胶具有极好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。
据报导，DuPont开发的VitonA在自然存放十年之后性能仍然令人满意。
⑷真空性能极佳：
26型氟橡胶具有极好的真空性能。
246氟橡胶基本配方的硫化胶真空放气率仅为37×10-6乇升/秒．厘米2。
246型氟橡胶已成功应用在10-9乇的真空条件下。
⑸机械性能优良：
氟橡胶具有优良的物理机械性能。
⑹电性能较好：
23型氟橡胶的电性能较好，吸湿性比其他弹性体低，可作为较好的电绝缘材料。
26型橡胶可在低频低压下使用。
⑺透气性小：
氟橡胶对气体的溶解度比较大，但扩散速度却比较小，所以总体表现出来的透气性也小。
据报导，26型氟橡胶在30℃下对于氧、氮、氦、二氧化碳气体的透气性和丁基橡胶、丁橡胶相当，比氯丁胶、天然橡胶要好。
⑻低温性能不好：
氟橡胶的低温性能不好，这是由于其本身的化学结构所致，如23-11型的Tg＞0℃。
⑼耐辐射性能较差：
氟橡胶的耐辐射性能是弹性体中比较差的一种，26型橡胶辐射作用后表现为交联效应，23型氟橡胶则表现为裂解效应。
主要用途：
由于氟橡胶具有耐高温、耐油、耐高真空及耐酸碱、耐多种化学药品的特点，已应用于现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、石油、电讯、仪仪、机械等工业领域。
10.聚氨酯橡胶（U）
聚氨酯橡胶是聚氨基甲酸酯橡胶的简称，它由聚酯（或聚醚）与二异睛酸酯类化合物聚合而成的。
耐磨性能好、其次是弹性好、硬度高、耐油、耐溶剂。
缺点是耐热老化性能差。
聚氨酯橡胶在汽车、制鞋、机械工业中的应用最多。
11.聚硫橡胶
聚硫橡胶是一种主链上含有-S-C-，-S-S-链的饱和橡胶，致使其橡胶制品具有最好的耐油性能，且耐臭氧老化性能优良，低的气透性，良好的低温屈挠性和对其他材料的粘接性。
但强度差，耐热性差，价格昂贵。
12.丙烯酸酯橡胶（ACM）
丙烯酸酯橡胶是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基。
其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基。
由于特殊结构赋予其许多优异的特点，如耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等，力学性能和加工性能优于氟橡胶和硅橡胶，其耐热、耐老化性和耐油性优于丁腈橡胶。
ACM被广泛应用于各种高温、耐油环境中，成为近年来汽车工业着重开发推广的一种密封材料，特别是用于汽车的耐高温油封、曲轴、阀杆、汽缸垫、液压输油管等。
13.氯醇橡胶
氯醇橡胶是以环氧氯丙烷开环聚合而成的高分子量弹性体。
它兼具了饱含橡胶和极性橡胶的通性，具有耐热、耐寒、耐油、耐臭氧、耐燃烧、耐酸碱和耐溶剂等性能。
氯醇橡胶的硫化胶可作汽车零件、耐热耐油胶管、耐氟利昂胶管及胶垫、飞机用密封圈等。
共聚橡胶则用于耐寒、耐油密封圈、轴封、胶管等。
第三章橡胶的配合
第一节、橡胶的硫化体系
一、橡胶在硫化过程中的结构及性能变化
硫化是将塑性橡胶转化为弹性或硬质橡胶的化学过程。
在加热条件下，胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应，使橡胶由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，导致该胶料的物理机械性能及其它性能有明显的改善，这个过程称为硫化。
1、橡胶物理机械性能的变化
在硫化过程中，交联密度在一定的硫化时间内逐渐增加，而达到极限后又有所下降。
此外，交联键类型以及交联键的分布都随硫化过程而变化。
橡胶物理机械性能一般指强度（扯断强度、定伸强度和撕裂强度）、扯断时的伸长率、硬度、弹性、永久变形、溶胀程度等。
硫化开始时，橡胶扯断强力随着交联密度的增加而逐渐上升，当扯断力达到最大值以后开始下降，伸长率和永久变形的变化趋势则相反。
2、橡胶物理性质的变化
⑴可溶性硫化过程会使橡胶溶于溶剂的能力逐渐降低，而只能溶胀；硫化到一定时间后，溶胀性出现最小值，继续硫化又有使溶胀性逐渐增大的趋势。
⑵热稳定性硫化提高了橡胶的热稳定性，既橡胶的物理机械性能随温度变化的程度减少，大大提高了橡胶的使用温度范围。
⑶密度和气透性在一定的硫化时间范围内，随着交联密度的增大，橡胶密度有所提高，而气透性则随交联密度的增大而下降；这是由于大分子链的热运动受到一定限制引起的。
⑷化学稳定性的变化硫化过程中，由于交联作用，使橡胶大分子结构中的活性官能团或双键逐渐减少，从而加强了化学稳定性。
另一方面，由于生成网状结构，使橡胶大分子链段的运动减弱，低分子物质的扩散作用受到严重阻碍，结果提高了橡胶对化学物质作用的稳定性。
二、硫化历程
1、硫化历程
硫化是一个复杂的化学反应过程，在硫化过程中，橡胶的各种性能都随硫化时间而变化。
若将胶料从受热到硫化某一性能变化与硫化时间作曲线图，可表示出整个硫化历程。
根据硫化曲线图的分析，硫化历程可分为四个阶段，既焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫阶段和过硫化阶段。
⑴焦烧阶段是指硫化时间胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动那一段的时间，既图中ab段。
在这一阶段内，交联尚未开始，胶料在模型内有良好的流动性。
胶料硫化起步的快慢，直接影响胶料的焦烧和操作安全性。
这一阶段的长短取决于所用配合剂，特别是促进剂的种类。
在硫化模压制品时，总是希望有较长的焦烧期，使胶料有充分时间在模型内进行流动，而不致使制品出现花纹不清晰或缺胶等到缺陷。
在非模型硫化中，则应要求硫化起步应尽可能早一些，因为胶料起步快而迅速变硬，有利于防止制品因受热变软而发生变形。
不过在大多数情况下仍希望有较长的焦烧时间以保证操作的安全性。
⑵热硫化阶段是指硫化反应进入交联阶段，既图中bc段。
此时，橡胶中逐渐产生网状结构，促使橡胶弹性和抗张强度急剧上升。
这个阶段常作为硫化反应速度的标志。
⑶平坦硫阶段是指在硫化时达到适当的交联度的阶段，也叫做正硫化阶段，既图中cd段。
在此阶段，硫化胶的各项物理机械性能并非在同一时都达到最高值，而是分别达到或接近最佳值，其综合性能最好。
此阶段所取的温度和时间称为正硫化温度和正硫化时间。
⑷过硫化阶段是指硫化反应中网状结构形成期的后期阶段，既图中d以后段。
这一阶段主要是交联键发生重排作用，以及交联键和链段热裂解的反应，因此胶料的扯断强度显著下降，又称硫化“返原”现象。
硫化平坦期的长短，不仅表明胶料热稳定性的高低，而且对硫化工艺的安全操作以及厚制品的硫化质量的好坏均有直接影响。
2、正硫化
⑴正硫化的概念
正硫化又称最宜硫化，通常是指橡胶制品达到最佳值时的状态。
正硫化时间是指达到正硫化状态所需的时间。
只有处于正硫化状态时，橡胶的各项物理机械性能指标才出现最佳值。
处在正硫化前期称为欠硫，后期称为过硫，橡胶物理机械性能都较差。
通常，取扯断强度或定伸强度的平坦线的前半部的某一点，或取扯断伸长率或永久变形曲线下降到转折点，这些曲线点上所对应的硫化时间，称为正硫化点。
⑵正硫化的测定方法
测定正硫化的方法很多，在工艺上常用的测定方法可分为物理-化学法、物理机械性能法和专用仪器法三大类。
前两种方法是在选定的硫化温度下，用不同硫化时间制得硫化试片，测定各项性能，然后制定曲线图，从曲线上找出最佳值作为正硫化时间。
最后一类方法是在选定的硫化温度下，连续测出硫化曲线，直接从曲线上找出正硫化时间。
近年来科学的发展，采用门尼粘度计、硫化仪、圆盘振荡流变仪等方法，是利用硫化过程中流变性的变化绘出硫化曲线，然后找出正硫化点。
三、硫化剂
1、硫化剂的概念及其作用
“硫化”一词是指包括硫黄在内的许多化学药品与橡胶产生交联作用的过程。
凡能引起橡胶产生交联作用的化学药品都可称为硫化剂。
2、硫黄
硫黄是橡胶工业上最常用的硫化剂。
采用硫黄—促进剂—活性剂，所得硫化胶具有综合性能好，成本低等优点，因此在橡胶工业中，特别是在轮胎工业中仍占主导地位。
硫黄是浅黄色或黄色的块状物质，比重为2.0~2.6，熔点114℃，沸点444℃。
硫黄经过处理可制得供橡胶工业使用的各种品种，有粉末硫黄、沉降硫黄、胶体硫黄、不溶性硫黄等。
硫化用硫黄纯度不得低于99.5%，因酸能延迟硫化，故
升级会员 