橡胶硫化历程

4.1. 橡胶硫化反应过程

4.1.1.一个完整的硫化体系主要由硫化剂（交联剂）、促进剂、活性剂所组成，如表2-1所示。

表2-1完整的硫黄硫化体系

纯橡胶                 100

硫  黄                0.5~4.0

促进剂                0.5~2.0                    促进剂

氧化锌                2.0~10.0                   活性剂

硬脂酸                1.0~4.0                    活性剂

4.1.2.硫化反应是一个多元组分参与的复杂的化学反应过程。它包含橡胶分子与硫化剂及其他配合剂之间发生的一系列化学反应。在形成网状结构时伴随着发生各种副反应。其中，橡胶与硫黄的反应占主导地位，它是形成空间网状的最基本反应。一般来说，大多数含有促进剂-硫黄硫化的橡胶，大致经历如下的硫化历程：

4.1.3.硫化过程可分为三个阶段。第一阶段为诱导阶段。在这个阶段中，先是硫黄、促进剂、活性剂的相互作用，使氧化锌在胶料中溶解度增加，活化促进剂，使促进剂与硫黄之间反应生成活性更大的中间产物；然后进一步引发橡胶分子链，产生可交联的橡胶大分子自由基（或离子）。第二阶段为交联反应，即可交联的自由基（或离子）与橡胶分子链产生反应，生成交联键。第三阶段为网络形成阶段。此阶段的前期，交联反应已趋完成，初始形成的交联键发生短化、重排和裂解反应，最后网络趋于稳定，获得网络相对稳定的硫化胶。

4.2.硫化历程图

    根据硫化历程分析，可分为四个阶段，即焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化阶段和过硫化阶段。

图2-2硫化历程图

4.2.1焦烧阶段    图中ab段湿热硫化开始前的延迟作用时间，相当于硫化反应的诱导期，也称焦烧时间。

4.2.2热硫化阶段  图中bc段是硫化反应中的交联反应阶段。其中bc段曲线的斜率大小代表硫化反应速率的快慢，斜率越大，硫化反应速度越快，生产效率越高。

4.2.3平坦硫化阶段  图中cd段，相当于硫化反应中网构的前期，这时交联反应已基本完成，继而发生交联键的重排和裂解反应，胶料的强力曲线出现在平坦区。

4.2.4过硫化阶段  图中d以后的部分段，相当于硫化反应中网构的后期，存在着交联键重排，但主要是交联键及链短的热裂解反应，应此胶料的强力性能显著下降。

图2-3硫化曲线及其参数

5.各种硫黄硫化体系

5.1. 普通硫黄硫化体系

普通硫黄硫化体系（简称CV），是指二烯烃类橡胶的通常硫黄用量防卫的硫化体系，可制得软质弹性硫化胶。

5.2. 有效硫化和半有效硫化体系

所谓有效硫化（简称EV）和半有效硫化体系（简称SEV）,实际指硫黄在硫化反应中交联有效程度的高低。

5.3.为提高硫黄在硫化过程中的有效性，一般采用下列两种方法：

A. 提高促进剂的用量、降低硫黄用量。

B. 采用无硫配合，即硫黄给予体的配合。例如采用TMTD或DTDM的配合。 

CV是指那些硫化胶网络含有70%以上多硫交联键的硫化体系。

第二节 促进剂的硫黄硫化

第三节 各种硫黄硫化体系

第四节 硫化胶的网络