隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)在可以用多種非硫磺交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)。因此硫化的更科學(xué)的意義應(yīng)是“交聯(lián)”或“架橋”,即線性高分子通過(guò)交聯(lián)作用而形成的網(wǎng)狀高分子的工藝過(guò)程。我們通常把把塑性橡膠轉(zhuǎn)化為彈性橡膠的過(guò)程叫做硫化,它是將一定量的硫化劑(如硫磺、硫化促進(jìn)劑等)加入到由生膠制成的半成品中(在硫化罐中進(jìn)行),在規(guī)定的溫度下加熱、保溫,使生膠的線性分子間通過(guò)生成“硫橋”而相互交聯(lián)成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而使塑性的膠料變成具有高彈性的硫化膠。由于交聯(lián)鍵主要是由硫磺組成,所以稱(chēng)為“硫化”。隨著合成橡膠的迅速發(fā)展,現(xiàn)在硫化劑的品種很多,除硫磺外,還有有機(jī)多硫化物、過(guò)氧化物、金屬氧化物等。因此,凡是能使線狀結(jié)構(gòu)的塑性橡膠,轉(zhuǎn)化為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性橡膠的工藝過(guò)程都叫硫化,凡能在橡膠材料中起“搭橋”作用的物質(zhì)都稱(chēng)為“硫化劑”。
通過(guò)膠料定伸強(qiáng)度的測(cè)量(或硫化儀)可以看到,整個(gè)硫化過(guò)程可分為硫化誘導(dǎo),預(yù)硫,正硫化和過(guò)硫(對(duì)天然膠來(lái)說(shuō)是硫化返原)四個(gè)階段。
誘導(dǎo)期
硫化誘導(dǎo)期(焦燒時(shí)間)內(nèi),交聯(lián)尚未開(kāi)始,膠料具有很好的流動(dòng)性。這一階段決定了 膠料的焦燒性及其加工安全性。膠料在這一階段的最后會(huì)開(kāi)始交聯(lián)并喪失流動(dòng)性。硫化誘導(dǎo)期的長(zhǎng)短除與生膠本身性質(zhì)有關(guān),主要取決于所用添加助劑,如用遲延性添加劑可以得到較長(zhǎng)的焦燒時(shí)間,且有較高的安全加工性。
預(yù)硫期
硫化誘導(dǎo)期以后便是以一定速度進(jìn)行交聯(lián)的預(yù)硫化階段。預(yù)硫化期的交聯(lián)程度低,即使到后期硫化膠的扯斷強(qiáng)度,彈性也不能到達(dá)預(yù)想水平,但撕裂和動(dòng)態(tài)裂口的性能卻比相應(yīng)的正硫化好。
正硫化
到達(dá)正硫化階段后,硫化膠的各項(xiàng)物理性能分別達(dá)到或接近Z佳點(diǎn),或達(dá)到性能的綜全平衡。
過(guò)硫
正硫化階段(硫化平坦區(qū))之后,即為過(guò)硫階段,有兩種情況:天然膠出現(xiàn)“返原”現(xiàn)象(定伸強(qiáng)度下降),大部分合成膠(除丁基膠外)定伸強(qiáng)度繼續(xù)增加。