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一、实验目的1. 了解天然橡胶的硫化原理和硫化过程；2. 掌握天然橡胶硫化实验的基本操作方法；3. 分析天然橡胶硫化过程中的影响因素；4. 探究天然橡胶硫化后性能的变化。
二、实验原理天然橡胶硫化是指将线型高分子聚异戊二烯通过交联作用转变为网状结构的过程。
在硫化过程中，聚异戊二烯分子中的双键与硫磺发生化学反应，形成双硫键，使线型高分子链之间相互连接，从而提高橡胶的强度、韧性和硬度。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：天然橡胶、硫磺、促进剂、填充剂等；2. 实验仪器：平板硫化机、硫化仪、拉力试验机、硬度计、电子天平等。
四、实验步骤1. 配制胶料：按照配方要求，将天然橡胶、硫磺、促进剂、填充剂等材料称量准确，混合均匀；2. 胶料预处理：将混合好的胶料在平板硫化机上预热，使胶料软化；3. 硫化实验：将预热好的胶料放入平板硫化机中，按照设定的温度、压力和时间进行硫化；4. 性能测试：硫化完成后，对胶料进行各项性能测试，包括拉伸强度、撕裂强度、硬度等；5. 数据处理与分析：对实验数据进行整理和分析，得出实验结论。
五、实验结果与分析1. 硫化诱导期：在硫化诱导期内，胶料具有良好的流动性，交联尚未开始。
这一阶段的长度取决于生胶性质和所用助剂，如使用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间，提高加工安全性。
2. 预硫化阶段：预硫化阶段的交联程度较低，但撕裂和动态裂口的性能比正硫化阶段好。
这一阶段的硫化速度相对较慢，有利于提高橡胶的耐撕裂性能。
3. 正硫化阶段：正硫化阶段是硫化胶各项物理性能达到最佳点或平衡的阶段。
在这一阶段，橡胶的拉伸强度、撕裂强度、硬度等性能均达到预期目标。
4. 过硫阶段：过硫阶段分为天然胶的返原现象和合成胶的定伸强度继续增加。
在过硫阶段，橡胶的性能会逐渐下降，因此应严格控制硫化时间。
六、实验结论1. 天然橡胶硫化过程中，硫化温度、压力和时间是影响橡胶性能的关键因素；2. 通过合理调整硫化配方和工艺参数，可以提高橡胶的强度、韧性和硬度；3. 控制硫化时间，避免过硫现象，以保证橡胶性能稳定。
橡胶制品的硫化过程及对应曲线图
橡胶硫化过程：
完整的硫化体系主要有硫化剂、活化剂、促进剂组成
诱导阶段：先是硫磺、促进剂、活化剂的相互作用，是氧化锌在胶料中溶解度增加，活化促进剂，是促进剂与硫磺之间反应生成一种活性更大的中间产物。
对应硫化曲线→焦烧阶段：操作焦烧时间、剩余焦烧时间。
它的长短关系到生产加工安全性，决定于胶料配方成分，主要受促进剂的影响。
操作焦烧时间：橡胶加工过程中由于热积累效应所消耗掉的焦烧时间。
剩余焦烧时间：胶料在模型中加热保持流动性的时间。
交联阶段：可交联的自由基（或离子）与橡胶分子链产生反应，生成交联键对应硫化曲线→热硫化阶段：时间长短决定于温度和胶料配方。
温度越高，促进剂用量越多，硫化速度也越快。
曲线的斜率大小代表硫化反应速度，斜率越大，硫化反应速率
越快，生产效率越高。
网络形成阶段：此阶段的前期，交联反应已趋形成，初始阶段的交联键发生短化、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。
对应硫化曲线→平坦硫化阶段：网络形成的前期，交联反应已基本完成，继而发生交联键的重排、裂解等反应，胶料强力曲线出现平坦期，平坦硫化时间取决于胶料配方。
对应硫化曲线→过硫化阶段：网络形成的后期，存在着交联的重排，由于此时主要是交联键及键段的热裂解反应，因此胶料的弹力性能显著下降。
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常用5类橡胶硫化剂简介虽然橡胶具有很多优良性能，但生胶本身仍存在着很多缺点，单纯使用生胶不能制得满足各种使用要求的橡胶制品。
各种橡胶必须加入适量的有关配合剂，才能制成有实用价值的橡胶制品。
这除了是工艺上的需要外，还因加入配合剂后可改善橡胶的性能，使之满足相应的使用要求，降低橡胶制品的成本。
橡胶配合剂的材料种类很多，在橡胶中的作用也很复杂。
根据配合剂在橡胶中的主要作用，又可分为硫化剂、硫化促进剂、防老剂、软化剂、补强剂、填充剂、着色剂以及特殊用途的配合剂。
硫化剂是配合剂中比较重要的一种，现就市场上常用硫化剂做一重点介绍。
硫化剂能在一定条件下使橡胶发生硫化的物质统称为硫化剂，所谓硫化是使橡胶线性分子结构通过硫化剂的"架桥"而变成立体网状机构，从而使橡胶的机械物理性能得到明显的改善。
1、硫磺:黄色固体物质，广泛应用于天然橡胶及部分合成橡胶中。
常用的硫磺有硫磺粉、升华硫磺（又称硫磺华）和沉淀硫磺三种。
硫磺不溶于水，稍溶于乙醇和乙醚，溶于二硫化碳和四氯化碳。
它的特点是硫化橡皮耐热性低、强度高、对铜线有腐蚀作用，适用于天然橡胶和某些合成橡胶。
在电线电缆橡皮配方中，硫磺用量大约在0.2份到5份之间，但由于促进剂的加入，可使硫磺用量相应减少。
2、金属氧化物:金属氧化物主要用于氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯等的硫化剂。
常用的有氧化锌、氧化镁、氧化铅、四氧化三铅等。
氧化锌比重为5.6，是一种白色粉末，无毒、无味。
氧化锌在橡胶中应用比较广泛，在通用型氯丁橡胶中常与氧化镁并用作为主硫化剂。
在天然橡胶及其他烯烃橡胶中它可作为促进剂的活化剂。
除此之外它还兼有补强作用。
在耐日光老化的橡皮中起屏蔽紫外线的作用。
氧化锌在天然橡胶和丁基橡胶中用量为5～10份，在氯丁橡胶中与氧化镁并用一般用量为5份。
氧化镁氧化镁在氯丁橡胶中作为副硫化剂使用，混炼时能防止氯丁橡胶先期硫化。
本品能提高氯丁橡胶的抗拉强度、定伸强度和硬度。
能中和卤化橡胶等在硫化期间或在其他氧化条件下所产生的少量硫化氢。
橡胶用硫磺硫化的工艺流程橡胶硫化是一种常见的橡胶加工工艺，通过硫磺的作用，可以使橡胶产生交联结构，增加其力学强度和耐热性能。
下面将详细介绍橡胶用硫磺硫化的工艺流程。
首先，需要准备好原料，包括橡胶、硫磺和其他辅助材料。
橡胶种类繁多，根据不同的橡胶种类和要求选择合适的硫磺量和硫化温度。
第二步是将橡胶进行预处理，通常将其切割成小块或粉碎成颗粒状，以便更好地与硫磺混合。
同时，可以将橡胶加入辅助材料，如填料、助剂和增塑剂，以提高橡胶的性能和加工性能。
接下来，将橡胶与硫磺进行混炼。
混炼的目的是使硫磺与橡胶充分接触反应。
混炼可以采用开炼机或密炼机进行，开炼机通常用于大批量生产，而密炼机适用于小批量生产和试验研发。
在混炼过程中，硫磺会与橡胶发生化学反应，形成交联结构。
混炼时，需要控制好温度和时间。
一般来说，较高的温度和较长的时间会产生较好的硫化效果，但过高的温度和时间会导致橡胶烧焦或变质。
因此，需要根据具体的情况选择合适的混炼温度和时间。
混炼后，将硫化橡胶进行成型。
成型可以采用挤出、压延、注塑等方法进行。
通过这些成型工艺，橡胶可以被定型成不同形状的制品，如橡胶管、橡胶板和橡胶密封件等。
最后，将成型的橡胶制品进行硫化处理。
硫化可以采用加热硫化和热压硫化两种方法。
在加热硫化中，将制品放入硫化箱或硫化室中，加热到一定温度，使硫磺与橡胶发生硫化反应。
热压硫化是在加热的同时施加压力，以加快硫化反应速度和提高硫化效果。
硫化温度和时间是硫化过程中的重要参数，需要根据橡胶种类和制品要求进行调整。
过低的温度和时间会导致硫化不完全，影响橡胶的性能；而过高的温度和时间会导致橡胶过硫化，出现老化和变质现象。
总结来说，橡胶用硫磺硫化的工艺流程包括原料准备、橡胶预处理、混炼、成型和硫化处理。
每个步骤都需要根据橡胶种类和制品要求进行操作，以保证橡胶硫化的效果和质量。
橡胶硫化工艺流程
橡胶硫化是一种重要的工艺流程，用于将橡胶原料转化为具有弹性和耐磨性的橡胶制品。
硫化过程通过交联橡胶分子，使其具有更好的物理和化学性质。
在本文中，我们将详细介绍橡胶硫化的工艺流程，包括硫化剂的选择、硫化条件的控制以及硫化后的处理过程。
硫化剂的选择是橡胶硫化过程中的关键步骤。
常用的硫化剂包括硫磺、硫化二乙基、硫代硫酸钠等。
硫磺是最常用的硫化剂，它可以在高温下与橡胶发生化学反应，形成交联结构。
硫化剂的选择需要考虑到橡胶的种类、硫化温度、硫化时间等因素，以确保硫化效果最佳。
硫化条件的控制对于橡胶制品的质量和性能具有重要影响。
硫化温度通常在140-160摄氏度之间，硫化时间根据橡胶种类和厚度而定，一般在20-60分钟。
硫化温度和时间的控制需要通过硫化设备来实现，例如硫化罐、硫化机等。
在硫化过程中，还需要对硫化压力、硫化介质、硫化速率等进行精确控制，以确保橡胶材料能够均匀地硫化。
硫化后的处理过程包括冷却、清洗、干燥等步骤。
冷却过程需
要将硫化后的橡胶制品迅速冷却到室温，以防止硫化过度。
清洗过
程可以去除硫化剂残留和表面污染物，保证橡胶制品的表面光洁。
干燥过程则是将橡胶制品中的水分去除，以确保其性能稳定。
总的来说，橡胶硫化工艺流程是一个复杂的过程，需要严格控
制硫化剂的选择、硫化条件的控制以及硫化后的处理过程。
只有在
严格遵循工艺流程的情况下，才能生产出具有优良性能的橡胶制品。
希望本文能够对橡胶硫化工艺有所帮助，谢谢阅读。
橡胶的硫化及成型加工工艺【摘要】随着我国经济的高速发展，我国橡胶工业的技术水平和生产工艺得到很大程度上的提高。
硫化是橡胶加工的主要工艺之一，在这道工艺中，橡胶经过一系列复杂的化学反应及成型加工，失去了混炼胶的可塑性具有了交联橡胶的高弹性，仅为获得优良的物理机械性能、耐热性、耐溶剂性、及耐腐蚀性能，提高橡胶制品的使用价值和应用范围。
本文以氯丁橡胶为例，介绍橡胶的硫化及成型加工工艺。
【关键字】橡胶硫化行为成型加工工艺氯丁橡胶硫化是橡胶加工最后也是最重要的一个工艺过程。
在硫化过程中，由于橡胶的化学结构发生变化，导致其物理机械性能和化学性能得到显著改进，从而成为有价值的宝贵材料。
1 硫化对结构与性能的影响未硫化时，橡胶分子是呈卷曲状的线形结构，其分子链具有运动的独立性，大分子之间是以范德华力相互作用的。
当受外力作用时，大分子链段易发生位移，在性能上表现出较大的变形，可塑性大，强度不大，具有可溶性。
硫化后，橡胶大分子被交联成网状结构，大分子链之间有主价键力的作用，使大分子链的相对运动受到一定的限制。
在外力作用下，不易发生较大的位移，变形减小，强度增大，失去可溶性。
橡胶在硫化过程中，其分子结构是连续变化的，如交联密度在一定的硫化时间内是逐渐增加的。
硫化时所发生的化学反应是比较复杂的，交联反应和降解反应都在发生，交联反应使橡胶分子成为网状结构，降解反应使橡胶分子断键。
在硫化初期以交联为主，交联密度增加，到一定程度降解反应增加，交联密度又会下降。
硫化过程的橡胶分子结构的变化显著地影响着橡胶各种性能。
橡胶的各种性能随硫化时间的增加而有一定规律的变化。
上图说明在一定硫化时间内，永久变形随硫化时间的增加而逐渐下降；硬度随硫化时间的增加而逐渐增高；拉伸强度、定伸应力、弹性当增高到一定值后边便开始下降。
这些规律都是由于在硫化过程中橡胶分子链产生交联度不同所致。
以氯丁橡胶（CR）为例，随硫化程度的提高：1）力学性能：弹性、定伸强度、撕裂强度、硬度提高。
在传统的橡胶硫化体系中，硫磺一直是重要的硫化剂，但是单纯的用硫磺作为硫化剂来进行硫化并不能达到最佳的硫化效果，在添加一定得硫化促进剂后，硫化的效率和效果能大大的提升。
促进剂可使橡胶的硫化反应发生很大的变化。
在促进剂存在的情况下，降低了硫环的断裂活化能，由于促进剂本身的裂解，增加了体系中的自由基或离子的浓度，加速了硫化链反应的引发和链增长反应，提高了硫化反应速度，与此同时，也改善了硫化胶的结构和性能。
噻唑类促进剂的反应机理。
1. 巯基苯并噻唑即促进剂M在硫化过程中本身可发生还原反应，当体系有过氧化物存在时，会消耗过氧化物。
所以过氧化物硫化是不能用M或能分解出M的酸性促进剂。
促进剂M 参与硫化反应时会分解出自由基。
有硫元素存在时，经过综合反应产生HS化合物及多S自由基可引发硫黄硫化时的链增长作用。
在有硬脂酸与氧化锌存在的情况下则产生离子反应，生成多硫配位络合物，这种络合物是一种强硫化剂它是橡胶大分子的接枝化合物，促使橡胶大分子产生交联。
2. 促进剂DM二硫化二苯并噻唑在无ZNO存在的条件下发生对称结构的分裂分解出并苯噻唑自由基、多硫自由基及促进剂M它们都能参与硫化反应。
生存的M发挥了M的促进硫化功能。
在有活性剂氧化锌与硬脂酸存在的情况下它的作用与M相同，DM与硫黄一起硫化时，还分解出双基活性硫或多基活性硫可使橡胶分子进行交联。
3. 次磺酰胺类促进剂，在无氧化锌存在的情况下首先与硫黄反应生成促进剂的聚合多硫化物，从而产生可硫化的大分子多硫自由基与橡胶分子进行交联。
这需多硫自由基同时起到相互抑制的作用，从而延长了焦烧。
对大多数次磺酰胺类促进剂来说，其用量越多焦烧越长。
在反应过程中分解出促进剂M，M又与次磺酰胺反应形成DM，DM又与硫黄反应生成M，生成的促进剂M在反应中对次磺酰胺发生自动催化作用。
加速了次磺酰胺的的分解，使交联反应加快，诱导期缩短，这一点对迟效性是不利的，加入防焦剂的原理就是让促进剂M与防焦剂反应将其消耗一部份，来延长焦烧时间。
橡胶硫化处理摘要：1.橡胶硫化处理的概念和原理2.橡胶硫化处理的方法3.橡胶硫化处理的影响因素4.橡胶硫化处理的应用领域5.橡胶硫化处理的发展前景正文：一、橡胶硫化处理的概念和原理橡胶硫化处理是一种改善橡胶性能的重要工艺。
橡胶在经过硫化处理后，其物理、化学和机械性能都会得到显著提高，从而满足各种应用场景的需求。
橡胶硫化处理的原理是在一定的温度和压力下，使橡胶中的双键与硫磺发生反应，形成稳定的硫化橡胶。
二、橡胶硫化处理的方法橡胶硫化处理主要有以下几种方法：1.常规硫化：通过硫磺和促进剂的作用，使橡胶在一定温度下进行硫化。
这是最常用的硫化方法，适用于天然橡胶、合成橡胶等。
2.动态硫化：通过在橡胶中加入特殊的硫化剂，使橡胶在动态应力作用下进行硫化。
这种方法适用于生产轮胎等需要良好韧性和耐磨性的产品。
3.辐射硫化：通过放射线或紫外线照射橡胶，引发橡胶分子间的交联反应。
这种方法适用于医疗用品、食品包装等对硫化温度要求较高的领域。
三、橡胶硫化处理的影响因素橡胶硫化处理的效果受到以下因素的影响：1.硫磺用量：硫磺用量过多或过少都会影响硫化效果，需要根据具体情况进行调整。
2.促进剂：促进剂的种类和用量会影响硫化速度和效果。
不同种类的橡胶需要选用不同的促进剂。
3.硫化温度和时间：硫化温度和时间的选择要根据橡胶的种类和性能要求来确定。
4.橡胶的初始性能：橡胶的初始性能会影响硫化后的性能。
如橡胶的含胶量、含水量等都会对硫化效果产生影响。
四、橡胶硫化处理的应用领域橡胶硫化处理广泛应用于轮胎、胶带、胶管、密封件等橡胶制品的生产。
这些产品在经过硫化处理后，能够满足各种应用场景的需求，如耐磨、耐高温、耐油等。
五、橡胶硫化处理的发展前景随着科学技术的进步和环保理念的普及，橡胶硫化处理技术也在不断发展和创新。
橡胶的硫化硫磺作用1839年和 1843年固特异 (Cood year) 和汉考克 (Hancook) 先后发现，将天然橡胶与硫黄共热后，就会变成坚实有弹性的物质。
这一过程即是硫化。
硫黄聚为硫化剂。
从发现用硫黄硫化橡胶时，由于成本低廉，来源丰富，硫化橡胶质量较好，至今仍广泛地应用于橡胶工业。
它不仅用于天然橡胶，而且可用于二烯类合成橡胶( 丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶) 的硫化。
低不饱和度的丁基橡胶和某些硫化速度快的三元丙橡胶有时也可用硫黄硫化。
但是。
在生产上早已不是单独采用硫黄来硫化橡胶了。
有罪是单纯用黄硫化反应很慢，硫化时间硫黄用量多，且硫化胶结构复杂，性能不好。
但为便于比较和说明含有有机硫化会促进的硫化。
反应体系的性质，先讨论单用硫黄硫化的问题。
一、硫黄的性质和品种天然硫黄分子是由八个硫原子的环状结构，空间结构为冠型配位 ( 如图3-3) 。
它是淡黄色或黄色固体物质，不溶于水，易溶于二硫化碳 (CS2 ，室温下为菱形晶体，熔点为 113℃。
159℃时硫黄的八元环可以断裂，当受到橡胶大分子双键的极化作用时，其开环能量降低，140℃即可开环。
开环所生成的活泼双基硫黄( ·S8·) 能够与橡胶发生硫化反应。
橡胶工业常用的硫黄有如下品种1 、粉末硫黄由块状硫黄经粉碎筛选而得。
其细度在200 目以上，特殊情况也有 600目以上者。
2、沉淀硫黄硫黄与氢氧化钙共热生成多硫化钙，再加入稀硫酸使硫黄沉淀出来。
其粒径为 1～5 微米。
纯度高，在胶料中分散性好，但成本高，仅于用高级制品。
3、胶体硫黄( 高分散硫黄) 粉末硫黄或沉淀硫黄加入保护胶体( 分散剂 ) ，经球磨或胶体磨研磨而成，其粒径为 1～3 微米，适用于胶乳制品。
4、不溶性硫黄由粉末硫黄加热至沸点，倾于冷水中急冷而成。
它是透明的无定形弹性硫黄，不溶于二硫化碳。
使用这种硫黄不会喷硫，也不易产生早期硫化。
很适于高温短时间硫化。
橡胶硫化六大体系简介一、硫磺硫化体系（1）常规硫化体系：由硫磺和少量促进剂等配合剂组成，以多硫键交联为主。
耐高温性能较差，压缩永久变形大，过硫后易出现返原现象，但耐屈挠疲劳行较好、机械强度较高，胶料及制品不易喷霜。
（2）有效、半有效硫化体系：硫磺用量一般在0.5份以下，常用量为0.35份，配合较大量的促进剂，需要较长的焦烧时间（超速促进剂与后效性并用），活性剂应使用足量的硬脂酸（1-8份）。
几乎没有硫化返原现象，，硫化均匀性好，耐热性好，压缩变形低，生热小。
缺点为抗屈挠疲劳性差，易发生喷霜现象。
采用高TMTD的有效硫化体系配方虽然使用广泛，但加工稳定性差，切喷霜严重。
二、金属氧化物硫化体系优点是硫化胶硬度和拉伸强度较高，并用环氧树脂后，可提高硫化胶的耐热性和动态性能常用的有氧化锌、氧化镁、氧化钙、氢氧化钙等。
氧化锌容易焦烧，加SA后可稍缓和焦烧倾向。
氧化镁和氧化钙焦烧倾向较小，并以氢氧化钙最好。
氧化镁用量以稍多为宜，增加用量可提高胶料硫化速度，并提高硫化胶强度和硬度。
缺点是生热大，耐屈挠性能差。
三、过氧化物类硫化体系优点是压缩永久变形低，耐热耐寒性良好，胶料硫化时间短，不污染金属，便于制得透明橡胶。
缺点是一般不能用于热空气硫化，撕裂性能较差。
（1）简单型：之改硫化体系只有有机过氧化物，或包括防焦剂。
该体系优点为硫化胶的压缩变形小，缺点是硫化过程中焦烧可控程度低，几乎不存在硫化诱导期。
（2）后效性：该体系硫化组分由过氧化物、活性剂和防焦剂组成。
特点是为可控制焦烧时间，又不影响硫化效率。
硫化特性与后效性硫磺硫化体系相似。
过氧化物硫化体系温度系数比硫磺硫化体系高。
温度每提高10度，硫化速度约提高两倍。
（硫磺硫化体系提高一倍）焦烧性能亦是如此。
四、树脂类硫化体系特点是形成热稳定较高的C-C键和醚键交联。
能提高硫化胶的耐热、耐屈挠性能，硫化时几乎没有硫化返原现象。
硫磺、促D、DM、TMTD、CZ及胺类防老剂都会降低其硫化效率。
