球磨机橡胶衬板硫化的本质
自从1839年固特异发现NR和硫黄共热可得到坚实而带有弹性的物质,获得各种宝贵的使用性能后,随着橡胶工业的不断发展,新型合成橡胶不断涌现,人们在生产实践中对客观事物的认识不断深化,发现除了硫黄以外,还有许多化学物质,诸如有机多硫化物、过氧化物、金属氧化物、配类、胺类及树脂等也能使橡胶发生“硫化”作用。甚至,用高能辐射的方法也能使橡胶“硫化”。橡胶的硫化的本质就是将线型的橡胶分子在特定的条件下转变成空间网状结构,从而改善橡胶性能的化学反应过程。由于引起这一过程的物质已不仅仅局限于硫黄,所以硫化又可称为交联。但是,无论交联剂品种或硫化方法如何变化,硫黄在橡胶工业用交联剂中仍占主要地位,硫化仍然是橡胶工业最重要的环节,因此球磨机橡胶衬板硫化就成为交联的代表性用语。用硫黄硫化的橡胶分子网络结构示意图如图3-2所
球磨机橡胶衬板硫化过程就是交联过程,或称网络结构化过程,这是20世纪50年代和60年代的普遍看法。60年代末期和70年代初期热塑性橡胶( thermoplastic rubber,TPR)的出现和发展,使橡胶交联过程多相变化特征概念得以充实和加宽。随着合成橡胶的发展并通过对各种合成胶结构、硫化过程及硫化胶结构的研究发现,硫化胶的结构是复杂的,其中有化学交联键交联,也有分子间作用力所形成的组合,如结晶区和氢键,或其他形式的化学键如离子键的交联。这些形式所缔合的硫化胶结构形成三维网状。例如氯丁橡胶、羧基橡胶等在硫化过程中,由于极性基团的原因,形成离子键的特殊结构分子网,如如图3-3所示
由热塑性弹性体的嵌段共聚物所形成的三维网络的连接点使分子链一些硬链段靠分子间作用力结合一起,如图3-4所示。热塑性弹性体通过各种分子间作用力如氢键、结晶、聚集相(即硬嵌段)等约束成分缔合的网络都是物理交联键,而其他化学形式的交联如通过配合离子键或可逆共价键或接枝所形成的热塑性殚性体的网络结构与硫化形成的化学交联概念不同,它们是可逆的,又称“热消除”交联键( heat-fugitive cross links)。在高温下,热塑性弹性体表现为塑性,交联键消失;在100C以下,又具有硫化胶的综合性能。由此看来,原来硫化的概念是描述线型分子的橡胶通过化学共价键的交联转化为三维网络的含义,现在应扩展。但是,现代的硫化概念仍然是线型的橡胶分子链通过化学交联形成三维网状结构的过程。