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硅橡胶制品硫化的条件及过程讲解
时间 : 2019-12-31 浏览量 : 569
硅橡胶制品硫化的条件及过程讲解

硅橡胶制品硫化的条件及过程讲解

硫化剂用量。其用量越大,硫化速度越快,可以达到的硫化程度也越高。硫化剂在硅橡胶中的溶解度是有限的,过量的硫化剂会由胶料表面析出,俗称“喷硫”。为了减少喷硫现象,同时要达到硫化效果,需严格控制硫化剂的用量。

硅橡胶硫化原理

硫化温度。若温度高℃,硫化时间约缩短一半。由于橡胶是不良导热体,制品的硫化进程由于其各部位温度的差异而不同。为了保证比较均匀的硫化程度,厚硅胶制品一般采用逐步升温、低温长时间硫化。

硅橡胶有几种硫化?硅橡胶一般均为高度饱和的结构,硫化活性较低,故通常不能用硫磺硫化,最普通最常用的硫化剂为有机过氧化物。硅橡胶也可以采用高能射线进行辐射硫化,辐射硫化与过氧化物的硫化机理相同,均系发生游离基反应而交联。

二甲基硅橡胶的分子中不含乙烯基,是饱和硅胶,通常均采用高活性的过氧化物为硫化剂,过氧化物游离基夺取硅橡胶甲基上的氢形成大分子游离基,然后大分子游离基再结合即形成交联键,如以过氧化二苯甲酰为硫化剂。

按照过氧化物硫化活性的高低,将常用的过氧化物分为通用型与乙烯基专用型两类。通用型活性较高,对各种硅橡胶均能起硫化作用,如过氧化二苯甲酰(bp),2?4—二氯过氧化二苯甲酰(dcbp),过氧化苯甲酸叔丁酯(tbpb),即属于此种类型。乙烯基专用型活性较低,仅能对含乙烯基的硅橡胶起硫化作用,如过氧化二叔丁基(dtbp),过氧化二异丙苯(dcp及无味dcp),2?5—二甲基—2?5—二叔丁基过氧化己烷(dbpmh)等则属于此种类型。过氧化二苯甲酰常制成有效成份为50%的硅油膏,以保证生产安全并改进其在胶料中的分散性。其分解产物为苯、苯甲酸和二氧化碳,是挥发性的,在一段硫化时必须加压,且由于分解产物含有酸性物质,故用量不宜过多以免降低制品的耐热性,本品不适于制造厚壁模型制品。一般0份二甲基硅橡胶用过氧化二苯甲酰硅油膏状物4——6份,乙烯基硅橡胶用量为0.5——2份。

4—二氯过氧化二苯甲酰与过氧化二苯甲酰相较,其分解温度比过氧化二苯甲酰为低,而分解速度则更高,由于分解温度低,所以焦烧性能不好,因此,这种物质的用量应尽可能少。其分解产物为4-二氯苯甲酸和4-二氯苯,比较不易挥发,所以硅橡胶制品厂家生产硫化时不加压也能避免气泡,特别适宜于压出硅胶制品的常压热空气连续硫化。用量与过氧化二苯甲酰相仿。

过氧化二苯甲酰,4—二氯过氧化二苯甲酰属于芳酰基过氧化物,不能用于含炭黑胶料,因炭黑干扰过氧化物的硫化作用。浅色胶料则有很强烈的焦烧倾向,且其分解产物中的酸性物质会损害密封系统硅橡胶制品的耐热性能。

过氧化二异丙苯dcp及无味dcp,和5-二甲基—5-二叔丁基过氧化己烷不易挥发,使用方便,硫化胶压缩变形较低,且由于不分解出带羧基的产物,因此在密封制品的硫化胶中特别稳定。它们适用于模压硅胶制品、与金属粘合的制品和注射制品,也适用于含炭黑的胶料,应用范围甚广。采用5-二甲基—5-二叔丁基过氧化己烷时,硫化胶并具有较高的伸长率。使用过氧化二异丙苯时其分解产物具有臭味,这种气味并在较长时间内存在于制品中,采用5-二甲基—5-二叔丁基过氧化己烷时,则能避免此种弊端。这两种过氧化物所得硫化胶的撕裂强度较低。其用量一般均为0.5——1份。

过氧化物的用量不宜过大,当超过适宜的用量后会使硫化胶的伸长率、抗撕裂强度等性能下降。这种下降趋势尤以使用4—二氯过氧化二苯甲酰、过氧化二苯甲酰者为甚。

硅橡胶有几种硫化?

含乙烯基的硅橡胶生胶除利用过氧化物进行硫化硫化外,还可以进行加成硫化。现今所用的加成硫化的硫化剂主要为含硅氢基的过氧化物或聚合物。si-h基团与乙烯基加成而实现硫化,在这种反应中,通常使用铂的络合物为催化剂。

硫化促进剂

硫化促进剂是一类能加快硫化反应速度,缩短硫化时间,降低硫化温度,减少硫化剂用量,并能提高或改善硫化胶物理机械性能的助剂。按其性质和化学组成可分为无机促进剂和有机促进剂两大类。无机促进剂使用最早,但因促进效果小,硫化胶性能差。现基本被有机促进剂所取代。随着合成橡胶品种和用途的不断发展,现有促进剂名目繁杂,根据促进剂的化学结构通常将其分为噻唑类、秋兰姆类、次磺酰胺类、胍类、二硫代氨基甲酸盐类、醛胺类、黄原酸盐类和硫脲。

硫化过程

可分为四个阶段,各有特点。通过胶料定伸强度的测量(或硫化仪)可以看到,整个硫化过程可分为硫化诱导,预硫,正硫化和过硫(对天然胶来说是硫化返原)四个阶段。

硫化诱导期:硫化诱导期(焦烧时间)内,交联尚未开始,胶料有很好的流动性。这一阶段决定了胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点,胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶硫化中橡胶分子变化本身性质有关,主要取决于所用助剂,如用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间,且有较高的加工安全性。

预硫化:硫化诱导期以后便是以一定速度进行交联的预硫化阶段。预硫化期的交联程度低,即使到后期硫化胶的扯断强度,弹性也不能到达预想水平,但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。

正硫化:到达正硫化阶段后,硫化胶的各项物理性能分别达到或接近最佳点,或达到性能的综全平衡。正硫化阶段(硫化平坦区)之后,即为过硫阶段,有两种情况:天然胶出现“返原”现象(定伸强度下降),大部分合成胶(除丁基胶外)定伸强度继续增加。

过硫:对任何胶料来说,硫化时不只是产生交联,还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。这一现象贯穿整个硫化过程。在过硫阶段,如果交联仍占优势,橡胶就发硬,定伸强度继续上升,反之,胶料发软,即出现返原。

硫化方法按硫化条件可分为冷硫化、室温硫化和热硫化三类。

冷硫化可用于薄膜制品的硫化,制品在含有2%~5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸渍,然后洗净、干燥即可。室温硫化时,硫化过程在室温和常压下进行,如使用室温硫化胶浆(混炼胶溶液)进行自行车内胎接头、修补等,青山新材环保无溶剂三防漆也是一种室温硫化的硅橡胶产品。热硫化是橡胶制品硫化的主要方法。

根据硫化介质及硫化方式的不同,热硫化又可分为直接硫化、间接硫化和混气硫化三种方法。直接硫化,将制品直接置入热水或蒸汽介质中硫化。间接硫化,制品置于热空气中硫化,此法一般用于某些外观要求严格的制品。混气硫化,先采用空气硫化,而后再改用直接蒸汽硫化。此法既可以克服蒸汽硫化影响制品外观的缺点,也可以克服由于热空气传热慢,而硫化时间长和易老化的缺点。

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