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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]橡膠分子內單硫環(huán)；[g]橡膠分子內雙硫環(huán)；[h]多硫—促進劑側基；[i]共軛二烯；[j]共軛三烯；[k]附加的網(wǎng)狀復物；[1]C-C交聯(lián)。

2  硫化介質

橡膠硫化過程需要一種能傳遞熱能的物質即硫化介質。常用的硫化介質有：飽和蒸汽、過熱蒸汽、過熱水、熱空氣、熱水、紅外線、紫外線、γ射線等。飽和蒸汽是應用最廣泛的一種硫化介質，其熱量主要來自于蒸發(fā)潛熱，給熱系數(shù)大，導熱效率高，放熱量大。其缺點：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)品沾染污點及外表暗鈍，并有水漬和黃銹。熱空氣也是常用的硫化介質，其特點是罐內溫差小，干燥不含水份，用熱空氣硫化的產(chǎn)品表面光滑、外觀漂亮；其缺點是：空氣的熱容量和導熱性都比蒸汽低，空氣中的氧在高溫下對橡膠起破壞作用。

3 對產(chǎn)品硫化體系和生產(chǎn)工藝過程的改進

3．1  交聯(lián)度

橡膠硫化形成網(wǎng)狀結構即交聯(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)點之間的鏈長度(Mc)亦出現(xiàn)很大差別，當網(wǎng)狀結構受外力作用發(fā)生變形時，出現(xiàn)不均勻的應力分布，即有些鏈段承受較大的應力。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，加劇了應力分布的不均勻性、使應力更為集中，以致整個網(wǎng)構發(fā)生破壞、橡膠被拉斷。如果交聯(lián)鍵較弱，則在應力作用下會很快被解脫并轉移給鄰近的鏈段上去、使應力分散，網(wǎng)構作為一個統(tǒng)一整體承受外加應力；而且交聯(lián)鍵的較早斷裂有利于部分鏈段作伸長結晶。同時，弱鍵在斷裂后還可再度形成交聯(lián)鍵，如下式：

R—sx—R應力Rs*y+*sy—R→交聯(lián)，

這種交聯(lián)過程，亦起著調整交聯(lián)鍵分布均勻化的作用。網(wǎng)構同時存在強鍵與弱鍵的交聯(lián)，則弱鍵起著均勻分散應力作用，而強鍵則在弱鍵斷裂后維持著網(wǎng)構，兩者協(xié)同作用，可獲得更高的強度。我公司根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的要求，在生產(chǎn)配方設計為有效硫化體系，即促進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鋅鹽的溶解能力；硫化促進劑采用并用提高硫化活性，降低促進劑的用量；采用無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。

3．2  質密度

橡膠硫化形成網(wǎng)格大小決定了橡膠表面的質密度，如果網(wǎng)格已經(jīng)確定，合理的增加填充劑的用量可達到所要求的質密程度。填充劑與橡膠的結合包括物理結合和化學結合，這取決于填料的粒徑、結構性和表面性質。由于填充劑具有強的物理吸附作用和一定的化學反應能力，在膠料中形成了強固的“結合點”，從而體現(xiàn)出橡膠表面的質密度和補強作用。填充劑分散在膠料中，與橡膠分子發(fā)生了化學結合和物理結合；但在應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，這種補強作用稱為“容積放大效應”。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密性和強力。如果橡膠與填料的吸附結合較弱，橡膠在拉伸時產(chǎn)生“空隙現(xiàn)象”，在空隙處形成應力集中，當應力變大時產(chǎn)生橡膠與填充劑粒子剝離，即通常所說的粉點脫落時產(chǎn)生的砂眼；而橡膠與填料吸附結合較強時沒有“空隙現(xiàn)象”，從而提高了制品的質密程度。我公司為改進產(chǎn)品的質密性，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；填料表面進行活化處理，引用不同類型的表面活性劑，增加橡膠的濕潤能力和結合強力。