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圖中：[a]單硫交聯(lián)；[b)雙硫交聯(lián)；[c]多硫交聯(lián)[x=3-6]；[d]鄰位交聯(lián)[n=1～6]；[e]引附屬于共同的或相鄰的碳原子上的交聯(lián)；[f]橡膠分子內(nèi)單硫環(huán)；[g]橡膠分子內(nèi)雙硫環(huán)；[h]多硫—促進(jìn)劑側(cè)基；[i]共軛二烯；[j]共軛三烯；[k]附加的網(wǎng)狀復(fù)物；[1]C-C交聯(lián)。

2  硫化介質(zhì)

橡膠硫化過(guò)程需要一種能傳遞熱能的物質(zhì)即硫化介質(zhì)。常用的硫化介質(zhì)有：飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽、過(guò)熱水、熱空氣、熱水、紅外線、紫外線、γ射線等。飽和蒸汽是應(yīng)用最廣泛的一種硫化介質(zhì)，其熱量主要來(lái)自于蒸發(fā)潛熱，給熱系數(shù)大，導(dǎo)熱效率高，放熱量大。其缺點(diǎn)：①硫化罐中易產(chǎn)生局部低溫；②易產(chǎn)生大量的冷凝水阻滯罐內(nèi)溫度均勻化；③部份材料易水解；④由于罐壁腐蝕的有害氣體使產(chǎn)品沾染污點(diǎn)及外表暗鈍，并有水漬和黃銹。熱空氣也是常用的硫化介質(zhì)，其特點(diǎn)是罐內(nèi)溫差小，干燥不含水份，用熱空氣硫化的產(chǎn)品表面光滑、外觀漂亮；其缺點(diǎn)是：空氣的熱容量和導(dǎo)熱性都比蒸汽低，空氣中的氧在高溫下對(duì)橡膠起破壞作用。

3 對(duì)產(chǎn)品硫化體系和生產(chǎn)工藝過(guò)程的改進(jìn)

3．1  交聯(lián)度

橡膠硫化形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)即交聯(lián)度，交聯(lián)度可以比較清楚的反映交聯(lián)程度。在硫化網(wǎng)中，交聯(lián)鍵的分布呈現(xiàn)不規(guī)則，交聯(lián)點(diǎn)之間的鏈長(zhǎng)度(Mc)亦出現(xiàn)很大差別，當(dāng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)受外力作用發(fā)生變形時(shí)，出現(xiàn)不均勻的應(yīng)力分布，即有些鏈段承受較大的應(yīng)力。如果交聯(lián)鍵的鍵能較高，就有可能在主鏈段部位斷裂、產(chǎn)生分子流動(dòng)，加劇了應(yīng)力分布的不均勻性、使應(yīng)力更為集中，以致整個(gè)網(wǎng)構(gòu)發(fā)生破壞、橡膠被拉斷。如果交聯(lián)鍵較弱，則在應(yīng)力作用下會(huì)很快被解脫并轉(zhuǎn)移給鄰近的鏈段上去、使應(yīng)力分散，網(wǎng)構(gòu)作為一個(gè)統(tǒng)一整體承受外加應(yīng)力；而且交聯(lián)鍵的較早斷裂有利于部分鏈段作伸長(zhǎng)結(jié)晶。同時(shí)，弱鍵在斷裂后還可再度形成交聯(lián)鍵，如下式：

R—sx—R應(yīng)力Rs*y+*sy—R→交聯(lián)，

這種交聯(lián)過(guò)程，亦起著調(diào)整交聯(lián)鍵分布均勻化的作用。網(wǎng)構(gòu)同時(shí)存在強(qiáng)鍵與弱鍵的交聯(lián)，則弱鍵起著均勻分散應(yīng)力作用，而強(qiáng)鍵則在弱鍵斷裂后維持著網(wǎng)構(gòu)，兩者協(xié)同作用，可獲得更高的強(qiáng)度。我公司根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的要求，在生產(chǎn)配方設(shè)計(jì)為有效硫化體系，即促進(jìn)劑與硫黃用量之比采用高比值；使用足量的脂肪酸以增加對(duì)鋅鹽的溶解能力；硫化促進(jìn)劑采用并用提高硫化活性，降低促進(jìn)劑的用量；采用無(wú)硫的高效硫載體硫化；生產(chǎn)的產(chǎn)品具有硬度低，交聯(lián)密度大，表面滑爽等特點(diǎn)。

3．2  質(zhì)密度

橡膠硫化形成網(wǎng)格大小決定了橡膠表面的質(zhì)密度，如果網(wǎng)格已經(jīng)確定，合理的增加填充劑的用量可達(dá)到所要求的質(zhì)密程度。填充劑與橡膠的結(jié)合包括物理結(jié)合和化學(xué)結(jié)合，這取決于填料的粒徑、結(jié)構(gòu)性和表面性質(zhì)。由于填充劑具有強(qiáng)的物理吸附作用和一定的化學(xué)反應(yīng)能力，在膠料中形成了強(qiáng)固的“結(jié)合點(diǎn)”，從而體現(xiàn)出橡膠表面的質(zhì)密度和補(bǔ)強(qiáng)作用。填充劑分散在膠料中，與橡膠分子發(fā)生了化學(xué)結(jié)合和物理結(jié)合；但在應(yīng)力作用下填充劑本身是不變的，僅僅是橡膠相發(fā)生了較大的變形，根據(jù)葛茨(Guth)方程：a=a[1+2．5φ+14．1φ2]式中a′是橡膠相的有效變形，a是未加填料試片的變形量，φ是填料容積百分率。填料膠料中橡膠相的變形量比未加填料的變形量大，是(1+2．5φ+14．1φ2)倍，這種補(bǔ)強(qiáng)作用稱為“容積放大效應(yīng)”。這種現(xiàn)象是基于橡膠大分子鏈在填料表面被吸附、呈現(xiàn)特殊的平面取向狀態(tài)，增加了分子間的作用力，從而提高了橡膠的質(zhì)密性和強(qiáng)力。如果橡膠與填料的吸附結(jié)合較弱，橡膠在拉伸時(shí)產(chǎn)生“空隙現(xiàn)象”，在空隙處形成應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力變大時(shí)產(chǎn)生橡膠與填充劑粒子剝離，即通常所說(shuō)的粉點(diǎn)脫落時(shí)產(chǎn)生的砂眼；而橡膠與填料吸附結(jié)合較強(qiáng)時(shí)沒(méi)有“空隙現(xiàn)象”，從而提高了制品的質(zhì)密程度。我公司為改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)密性，選擇了能增加橡膠定向排列二維狀態(tài)分散性良好的填料；填料表面進(jìn)行活化處理，引用不同類型的表面活性劑，增加橡膠的濕潤(rùn)能力和結(jié)合強(qiáng)力。