《硫化体系》PPT课件

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1、第二章硫化体系Chapter2Curingsystem主要参考书:1、现代橡胶工艺学，杨清芝等编2、ScienceandTechnologyofRubber3、橡胶化学(王梦蛟等译)4、橡胶化学与物理，朱敏等编第二章硫化体系本章要求：1.掌握硫化概念、硫化参数(焦烧、诱导期、正硫化、硫化返原)、喷霜等专业术语。2.掌握硫化历程、各种硫化剂、促进剂的特性。3.掌握硫化体系与硫化胶结构与性能的关系、硫化条件的选取与确定。4.了解各种硫化体系的硫化机理、硫化工艺及方法。主要内容2.1绪论2.2橡胶的无促进剂硫黄硫化2.3橡胶的促进剂

2、硫黄硫化2.4各种硫黄硫化体系2.5非硫黄硫化体系2.6硫化胶的结构与性能2.7硫化工艺二.硫化的定义线性的高分子在物理或化学作用下，形成三维网状体型结构的过程，实际上就是把塑性的胶料转变成具有高弹性橡胶的过程。硫化:Cure,Crosslink,Vulcanize硫化胶:Vulcanizate三.硫化历程及硫化参数(一)硫化历程1.诱导阶段:硫化剂、活性剂、促进剂之间的反应，生成活性中间化合物，然后进一步引发橡胶分子链，产生可交联的自由基或离子。2.交联反应阶段产生连锁反应，可交联的自由基或离子与橡胶分子链之间产生连锁反应，

3、生成交联键。3.网构形成阶段:交联键的重排、短化，主链改性、裂解。(三)硫化参数1.t10:胶料从加热开始至转矩上升到最大转矩的10%所需的时间。M10=ML+(MH-ML)×10％2.诱导期(Inductiontime）:从胶料放入模具至出现轻微硫化的整个过程所需要的时间叫硫化诱导期，又称为焦烧时间(Scorchtime)诱导期反映了胶料的加工安全性。诱导期短，加工安全性差;诱导期太长，会降低生产效率。3.焦烧(Scorch）:胶料在存放或加工过程中出现的早期硫化现象。4.工艺正硫化时间(t90)(Optimumcuring

4、time):胶料从加热开始，至转矩上升到最大转矩的90%时所需要的时间。M90=ML+(MH-ML)×90%5.理论正硫化时间(Theoreticalcuringtime):交联密度达到最大程度时所需要的时间。6.硫化返原(Curingreversion):如果胶料再继续硫化就会使交联结构产生降解，性能下降，这种现象就称为硫化返原。四.理想的硫化曲线较为理想的橡胶硫化曲线应满足下列条件:①硫化诱导期要足够长，充分保证生产加工的安全性;②硫化速度要快，提高生产效率，降低能耗;③硫化平坦期要长(以保证硫化加工中的安全性，减少过硫危

5、险，以及保证制品各部位硫化均匀一致)。④在满足上述要求的同时，应有较高的性能，即增高硫化曲线的峰值，以提高制品的质量。混炼不均匀；混炼温度过高；配方中硫黄用量过高；停放时间过长以及严重欠硫。产生喷硫现象的原因:避免喷霜应采取的措施:一、应在尽可能低的温度下加入硫黄;二、使用不溶性硫黄;三、使用合理的加料顺序;四、减少硫黄用量，增大促进剂用量。促进剂(AcceleratingagentorAccelerator）就是指能降低硫化温度、缩短硫化时间、减少硫黄用量，又能改善硫化胶的物理性能的物质。未来促进剂的发展方向是“一剂多能”，

6、即兼备硫化剂、活性剂、促进剂、防焦功能及对环境无污染的特点。活性剂(ActivatingagentorActivator)一般不直接参与硫黄与橡胶的反应，但对硫化胶中化学交联键的生成速度和数量有重要影响的物质(如氧化锌、硬脂酸等)。2.3橡胶硫黄硫化的促进剂一、促进剂的分类1、按促进剂的结构分类:噻唑类(M,DM)次磺酰胺类(CZ,NOBS,DZ）秋兰姆类(TMTD,TMTM）硫脲类(NA-22)二硫代氨基甲酸盐类（ZDMC,ZDC）醛胺类(H)胍类(D)黄原酸盐类（ZIX）理想的促进剂具备的条件：（a）焦烧时间长，操作安全性

7、好，加工适应性强。（b）硫化时间短，硫化温度低，生产效率高。（c）硫化曲线平坦性良好。（d）硫化胶有较高的机械强度及良好的耐老化性能。（e）分散性好。（f）无毒、无臭、无污染性。（g）原料来源广，价格低廉。迄今为止，还未找到具有理想条件的促进剂。目前较理想的促进剂是具有后效性的次磺酰胺类。一、常用促进剂的结构与特点1、噻唑类(Thiazoles)Dithio-benzothiazole作用特性:(1)属于酸性、准速级促进剂，硫化速度快;M焦烧时间短，易焦烧;DM比M好，焦烧时间长，生产安全性好。(2)硫化曲线平坦性好，过硫性小

8、，硫化胶具有良好的耐老化性能，应用范围广。配合特点:（1）被炭黑吸附不明显，宜和酸性炭黑配合，槽黑可以单独使用，炉黑要防焦烧。（2）无污染，可以用作浅色橡胶制品。（3）有苦味，不宜用于食品工业。（4）DM、M对CR有延迟硫化和抗焦烧作用，可作为CR的防焦剂，也可用作NR的塑解