什么是硫化曲线、硫化曲线解读

一、什么是硫化曲线

硫化曲线是采用硫化仪测出的,是另一种描述硫化历程的曲线,其形状和硫化历程图相似,但是一种连续曲线,如图3-10所示。从图中可以直接计算各阶段所对应的时。由硫化曲线可以看出,胶料硫化在过硫化阶段,可能出现三种形式:第一种情形是曲线继续上升,如图3-10中虚线M,这种状态是由于过硫化阶段中产生结构化作用,通常非硫黄硫化的SBR、NBR、CR和EPR都可能出现这种现象;第二种情形是曲线保持较长平坦期,如图3-10中的实P,通常用硫黄硫化的SBR、NBR、EPR等都会出现这种现象;第三种情形是曲线下降,如图3-10中虚线R,这是胶料在过硫化阶段发生网络裂解所致的,例如NR的普通硫黄硫化体系就是个明显的例子。

二、硫化曲线解读

硫化曲线上的参数、硫化的各个阶段及其它们之间的关系如图3-11所示。由图3-11可见,在硫化温度下,开始时转矩下降,即黏度下降,到最低点后又开始上升,这表示硫化的开始,随着硫化的进行,转矩不断上升并达到最大值。

图3-11中曲线上的各硫化阶段为:诱导期、热硫化期、平坦硫化期(正硫化期)、过硫化期在硫化反应开始前,胶料必须有充分的迟延作用时间以便进行混炼、压延、压出、成型及模压时充满模型。一旦硫化开始,反应要迅速。因此,硫化诱导期对橡胶加工生产安全至关重要,是生产加工过程的一个基本参数。在热硫化阶段,橡胶与硫黄的交联反应迅速进行,曲线的斜率即硫化速率与交联键生成速率基本一致,并符合一级反应方程式。从硫化时间对交联密度关系可得下列方程式按照式(3-2)将V对硫化时间进行标绘,可得到图3-12所示的交联反应的动力学曲线,它与图3-11的热硫化阶段的硫化曲线相同。从图3-12曲线可见,交联反应自始,交联密度近似直线增加,最后达最大值。

从理论上,胶料达到最大交联密度时的硫化状态称为正硫化,它与图3-11中的对应点是硫化仪中的最大转矩M。所以正硫化时间是指胶料达到最大交联密度时所需要的时间。显然,由交联密度来确定正硫化时间是比较合理的,它是现代各种硫化量技术的理论基础