橡膠硫化歷程

4.1. 橡膠硫化反應過程

4.1.1.一個完整的硫化體系主要由硫化劑（交聯劑）、促進劑、活性劑所組成，如表2-1所示。

表2-1完整的硫黃硫化體系

純橡膠                 100

硫  黃                0.5~4.0

促進劑                0.5~2.0                    促進劑

氧化鋅                2.0~10.0                   活性劑

硬脂酸                1.0~4.0                    活性劑

4.1.2.硫化反應是一個多元組分參與的復雜的化學反應過程。它包含橡膠分子與硫化劑及其他配合劑之間發生的一系列化學反應。在形成網狀結構時伴隨著發生各種副反應。其中，橡膠與硫黃的反應占主導地位，它是形成空間網狀的最基本反應。一般來說，大多數含有促進劑-硫黃硫化的橡膠，大致經歷如下的硫化歷程：

4.1.3.硫化過程可分為三個階段。第一階段為誘導階段。在這個階段中，先是硫黃、促進劑、活性劑的相互作用，使氧化鋅在膠料中溶解度增加，活化促進劑，使促進劑與硫黃之間反應生成活性更大的中間產物；然后進一步引發橡膠分子鏈，產生可交聯的橡膠大分子自由基（或離子）。第二階段為交聯反應，即可交聯的自由基（或離子）與橡膠分子鏈產生反應，生成交聯鍵。第三階段為網絡形成階段。此階段的前期，交聯反應已趨完成，初始形成的交聯鍵發生短化、重排和裂解反應，最后網絡趨于穩定，獲得網絡相對穩定的硫化膠。

4.2.硫化歷程圖

    根據硫化歷程分析，可分為四個階段，即焦燒階段、熱硫化階段、平坦硫化階段和過硫化階段。

圖2-2硫化歷程圖

4.2.1焦燒階段    圖中ab段濕熱硫化開始前的延遲作用時間，相當于硫化反應的誘導期，也稱焦燒時間。

4.2.2熱硫化階段  圖中bc段是硫化反應中的交聯反應階段。其中bc段曲線的斜率大小代表硫化反應速率的快慢，斜率越大，硫化反應速度越快，生產效率越高。

4.2.3平坦硫化階段  圖中cd段，相當于硫化反應中網構的前期，這時交聯反應已基本完成，繼而發生交聯鍵的重排和裂解反應，膠料的強力曲線出現在平坦區。

4.2.4過硫化階段  圖中d以后的部分段，相當于硫化反應中網構的后期，存在著交聯鍵重排，但主要是交聯鍵及鏈短的熱裂解反應，應此膠料的強力性能顯著下降。

圖2-3硫化曲線及其參數

5.各種硫黃硫化體系

5.1. 普通硫黃硫化體系

普通硫黃硫化體系（簡稱CV），是指二烯烴類橡膠的通常硫黃用量防衛的硫化體系，可制得軟質彈性硫化膠。

5.2. 有效硫化和半有效硫化體系

所謂有效硫化（簡稱EV）和半有效硫化體系（簡稱SEV）,實際指硫黃在硫化反應中交聯有效程度的高低。

5.3.為提高硫黃在硫化過程中的有效性，一般采用下列兩種方法：

A. 提高促進劑的用量、降低硫黃用量。

B. 采用無硫配合，即硫黃給予體的配合。例如采用TMTD或DTDM的配合。 

CV是指那些硫化膠網絡含有70%以上多硫交聯鍵的硫化體系。

第二節 促進劑的硫黃硫化

第三節 各種硫黃硫化體系

第四節 硫化膠的網絡