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矽橡膠製品硫化的條件及過程講解!

文章出處:廣東帝博科技有限公司 人氣:-發表時間:2019-06-08

影響矽橡膠製品硫化過程的主要因素是硫化劑用量、硫化溫度及硫化時間。

  ①硫化劑用量。其用量越大,硫化速度越快,可以達到的硫化程度也越高。硫化劑在矽橡膠中的溶解度是有限的,過量的硫化劑會由膠料 表麵析出,俗稱“噴硫”。為了減少噴硫現象,同時要達到硫化效果,需嚴格控製硫化劑的用量。

 

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  ②硫化溫度。若溫度高10℃,硫化時間約縮短一半。由於橡膠是不良導熱體,製品的硫化進程由於其各部位溫度的差異而不同。為了保證 比較均勻的硫化程度,厚矽膠製品一般采用逐步升溫、低溫長時間硫化。

 

  ③硫化時間。這是硫化工藝的重要環節。時間過短,硫化程度不足(亦稱欠硫)。時間過長,硫化程度過高(俗稱過硫)。隻有適宜的硫 化程度(俗稱正硫化),才能保證最佳的綜合性能。

 

  矽橡膠硫化原理

 

  矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)有(you)幾(ji)種(zhong)硫(liu)化(hua)?矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)一(yi)般(ban)均(jun)為(wei)高(gao)度(du)飽(bao)和(he)的(de)結(jie)構(gou),硫(liu)化(hua)活(huo)性(xing)較(jiao)低(di),故(gu)通(tong)常(chang)不(bu)能(neng)用(yong)硫(liu)磺(huang)硫(liu)化(hua),最(zui)普(pu)通(tong)最(zui)常(chang)用(yong)的(de)硫(liu)化(hua)劑(ji)為(wei)有(you)機(ji)過(guo)氧(yang)化(hua)物(wu)。 矽橡膠也可以采用高能射線進行輻射硫化,輻射硫化與過氧化物的硫化機理相同,均係發生遊離基反應而交聯。

 

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  矽橡膠硫化原理

 

  二(er)甲(jia)基(ji)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)分(fen)子(zi)中(zhong)不(bu)含(han)乙(yi)烯(xi)基(ji),是(shi)飽(bao)和(he)矽(gui)膠(jiao),通(tong)常(chang)均(jun)采(cai)用(yong)高(gao)活(huo)性(xing)的(de)過(guo)氧(yang)化(hua)物(wu)為(wei)硫(liu)化(hua)劑(ji),過(guo)氧(yang)化(hua)物(wu)遊(you)離(li)基(ji)奪(duo)取(qu)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)甲(jia)基(ji)上(shang)的(de)氫(qing)形(xing)成(cheng)大(da) 分子遊離基,然後大分子遊離基再結合即形成交聯鍵,如以過氧化二苯甲酰為硫化劑。

 

  youyishangfanyingzhongkeyikandao,hanyouyixijideguixiangjiaozailiuhuaguogezhong,nenggouzhongxinshengchengkejixujinxingfanyingdeyouliji,yinci,zaiguixiangjiaozhongyinrushaoliangdeyixi 基(ji)就(jiu)可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)硫(liu)化(hua)活(huo)性(xing),提(ti)高(gao)硫(liu)化(hua)劑(ji)交(jiao)聯(lian)效(xiao)率(lv),減(jian)少(shao)過(guo)氧(yang)化(hua)物(wu)的(de)用(yong)量(liang)並(bing)改(gai)善(shan)製(zhi)品(pin)的(de)性(xing)能(neng)。由(you)於(yu)引(yin)發(fa)交(jiao)聯(lian)反(fan)應(ying)的(de)初(chu)始(shi)遊(you)離(li)基(ji)是(shi)由(you)過(guo)氧(yang)化(hua) 物wu分fen解jie而er得de,故gu在zai一yi定ding範fan圍wei內nei增zeng加jia過guo氧yang化hua物wu的de用yong量liang可ke以yi顯xian著zhe提ti高gao矽gui橡xiang膠jiao硫liu化hua膠jiao的de交jiao聯lian度du,這zhe將jiang導dao致zhi膠jiao料liao定ding伸shen強qiang度du提ti高gao,並bing可ke改gai善shan動dong態tai性xing能neng 和壓縮變形,但抗撕裂性能則有所下降。

 

  anzhaoguoyanghuawuliuhuahuoxingdegaodi,jiangchangyongdeguoyanghuawufenweitongyongxingyuyixijizhuanyongxinglianglei。tongyongxinghuoxingjiaogao,duigezhongguixiangjiaojunnengqiliuhuazuoyong,ru 過氧化二苯甲酰(BP),2?4—二氯過氧化二苯甲酰(DCBP),過氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB),即屬於此種類型。乙烯基專用型活性較低 ,僅能對含乙烯基的矽橡膠起硫化作用,如過氧化二叔丁基(DTBP),過氧化二異丙苯(DCP及無味DCP),2?5—二甲基—2?5—二叔丁基 過氧化己烷(DBPMH)等則屬於此種類型。過氧化二苯甲酰常製成有效成份為50%的矽油膏,以保證生產安全並改進其在膠料中的分散性。 其分解產物為苯、苯甲酸和二氧化碳,是揮發性的,在一段硫化時必須加壓,且由於分解產物含有酸性物質,故用量不宜過多以免降低製 品的耐熱性,本品不適於製造厚壁模型製品。一般100份二甲基矽橡膠用過氧化二苯甲酰矽油膏狀物4——6份,乙烯基矽橡膠用量為0.5— —2份。

 

  2.4—二氯過氧化二苯甲酰與過氧化二苯甲酰相較,其分解溫度比過氧化二苯甲酰為低,而分解速度則更高,由於分解溫度低,所以焦燒 性能不好,因此,這種物質的用量應盡可能少。其分解產物為2.4-二氯苯甲酸和2.4-二氯苯,比較不易揮發,所以矽橡膠製品廠家生產硫 化時不加壓也能避免氣泡,特別適宜於壓出矽膠製品的常壓熱空氣連續硫化。用量與過氧化二苯甲酰相仿。

 


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  過氧化二苯甲酰,2.4—二氯過氧化二苯甲酰屬於芳酰基過氧化物,不能用於含炭黑膠料,因炭黑幹擾過氧化物的硫化作用。淺色膠料則 有很強烈的焦燒傾向,且其分解產物中的酸性物質會損害密封係統矽橡膠製品的耐熱性能。

 

  過(guo)氧(yang)化(hua)二(er)叔(shu)丁(ding)基(ji)對(dui)含(han)乙(yi)烯(xi)基(ji)的(de)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)有(you)效(xiao),不(bu)易(yi)焦(jiao)燒(shao)且(qie)硫(liu)化(hua)膠(jiao)壓(ya)縮(suo)變(bian)形(xing)較(jiao)小(xiao),物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)良(liang)好(hao)。其(qi)缺(que)點(dian)是(shi)蒸(zheng)氣(qi)壓(ya)高(gao),因(yin)此(ci)揮(hui)發(fa)也(ye)高(gao),在(zai) 膠料存放過程中極易揮發。本品能用於模型製品。並可用於模壓厚製品的膠料和含炭黑的膠料。用量一般為0.5——1份。

 

  過氧化二異丙苯DCP及無味DCP,和2.5-二甲基—2.5-二叔丁基過氧化己烷不易揮發,使用方便,硫化膠壓縮變形較低,且由於不分解出帶 羧基的產物,因此在密封製品的硫化膠中特別穩定。它們適用於模壓矽膠製品、與金屬粘合的製品和注射製品,也適用於含炭黑的膠料,應 用範圍甚廣。采用2.5-二甲基—2.5-二叔丁基過氧化己烷時,硫化膠並具有較高的伸長率。使用過氧化二異丙苯時其分解產物具有臭味, 這種氣味並在較長時間內存在於製品中,采用2.5-二甲基—2.5-二叔丁基過氧化己烷時,則能避免此種弊端。這兩種過氧化物所得硫化膠 的撕裂強度較低。其用量一般均為0.5——1份。

 

  過氧化物的用量不宜過大,當超過適宜的用量後會使硫化膠的伸長率、抗撕裂強度等性能下降。這種下降趨勢尤以使用2.4—二氯過氧化 二苯甲酰、過氧化二苯甲酰者為甚。

 

  矽橡膠有幾種硫化?

 

  含(han)乙(yi)烯(xi)基(ji)的(de)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)生(sheng)膠(jiao)除(chu)利(li)用(yong)過(guo)氧(yang)化(hua)物(wu)進(jin)行(xing)硫(liu)化(hua)硫(liu)化(hua)外(wai),還(hai)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)加(jia)成(cheng)硫(liu)化(hua)。現(xian)今(jin)所(suo)用(yong)的(de)加(jia)成(cheng)硫(liu)化(hua)的(de)硫(liu)化(hua)劑(ji)主(zhu)要(yao)為(wei)含(han)矽(gui)氫(qing)基(ji)的(de)過(guo)氧(yang)化(hua)物(wu) 或聚合物。Si-H基團與乙烯基加成而實現硫化,在這種反應中,通常使用鉑的絡合物為催化劑。

 

  硫化促進劑

 

  硫(liu)化(hua)促(cu)進(jin)劑(ji)是(shi)一(yi)類(lei)能(neng)加(jia)快(kuai)硫(liu)化(hua)反(fan)應(ying)速(su)度(du),縮(suo)短(duan)硫(liu)化(hua)時(shi)間(jian),降(jiang)低(di)硫(liu)化(hua)溫(wen)度(du),減(jian)少(shao)硫(liu)化(hua)劑(ji)用(yong)量(liang),並(bing)能(neng)提(ti)高(gao)或(huo)改(gai)善(shan)硫(liu)化(hua)膠(jiao)物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)的(de)助(zhu)劑(ji)。 按an其qi性xing質zhi和he化hua學xue組zu成cheng可ke分fen為wei無wu機ji促cu進jin劑ji和he有you機ji促cu進jin劑ji兩liang大da類lei。無wu機ji促cu進jin劑ji使shi用yong最zui早zao,但dan因yin促cu進jin效xiao果guo小xiao,硫liu化hua膠jiao性xing能neng差cha。現xian基ji本ben被bei有you機ji促cu進jin 劑所取代。隨著合成橡膠品種和用途的不斷發展,現有促進劑名目繁雜,根據促進劑的化學結構通常將其分為噻唑類、秋蘭姆類、次磺酰 胺類、胍類、二硫代氨基甲酸鹽類、醛胺類、黃原酸鹽類和硫脲。

 

  硫化過程

 

  可分為四個階段,各有特點。通過膠料定伸強度的測量(或硫化儀)可以看到,整個硫化過程可分為硫化誘導,預硫,正硫化和過硫(對 天然膠來說是硫化返原)四個階段。

 

  硫化誘導期:硫化誘導期(焦燒時間)內,交聯尚未開始,膠料有很好的流動性。這一階段決定了 膠jiao料liao的de焦jiao燒shao性xing及ji加jia工gong安an全quan性xing。這zhe一yi階jie段duan的de終zhong點dian,膠jiao料liao開kai始shi交jiao聯lian並bing喪sang失shi流liu動dong性xing。硫liu化hua誘you導dao期qi的de長chang短duan除chu與yu生sheng膠jiao硫liu化hua中zhong橡xiang膠jiao分fen子zi變bian化hua本ben身shen性xing質zhi有you關guan,主zhu要yao取qu決jue於yu所suo用yong助zhu劑ji,如ru用yong遲chi延yan 性促進劑可以得到較長的焦燒時間,且有較高的加工安全性。

 

  預硫化:硫化誘導期以後便是以一定速度進行交聯的預硫化階段。預硫化期的交聯程度低,即使到後期硫化膠的扯斷強度,彈性也不能到 達預想水平,但撕裂和動態裂口的性能卻比相應的正硫化好。

 

  正硫化:到達正硫化階段後,硫化膠的各項物理性能分別達到或接近最佳點,或達到性能的綜全平衡。正硫化階段(硫化平坦區)之後, 即為過硫階段,有兩種情況:天然膠出現“返原”現象(定伸強度下降),大部分合成膠(除丁基膠外)定伸強度繼續增加。

 

  過硫:對任何膠料來說,硫化時不隻是產生交聯,還由於熱及其它因素的作用產生產聯鏈和分子鏈的斷裂。這一現象貫穿整個硫化過程。 在過硫階段,如果交聯仍占優勢,橡膠就發硬,定伸強度繼續上升,反之,膠料發軟,即出現返原。

 

  硫化方法按硫化條件可分為冷硫化、室溫硫化和熱硫化三類。

 

  冷硫化可用於薄膜製品的硫化,製品在含有2%~5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸漬,然後洗淨、幹燥即可。室溫硫化時,硫化過程在室溫 和常壓下進行,如使用室溫硫化膠漿(混煉膠溶液)進行自行車內胎接頭、修補等,青山新材環保無溶劑三防漆也是一種室溫硫化的矽橡膠產品。熱硫化是橡膠製品硫化的主要方法。

 

  根據硫化介質及硫化方式的不同,熱硫化又可分為直接硫化、間接硫化和混氣硫化三種方法。①直接硫化,將製品直接置入熱水或蒸汽介 質中硫化。②間接硫化,製品置於熱空氣中硫化,此法一般用於某些外觀要求嚴格的製品。③hunqiliuhua,xiancaiyongkongqiliuhua,erhouzaigaiyongzhijiezhengqiliuhua。cifajikeyikefuzhengqiliuhuayingxiangzhipinwaiguandequedian,yekeyikefuyouyurekongqichuanreman,erliuhuashijianchangheyilaohuadequedian。

 

  上述硫化方法均屬於間歇生產,有些長度不限的橡膠製品可以連續硫化,如壓出製品的鹽浴硫化、沸騰床硫化、微波或高頻硫化、膠帶及膠板的鼓式硫化機硫化等。


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