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矽膠是怎樣進行硫化的?

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矽膠是怎樣進行硫化的?

發布日期:2018-11-06 作者: 點擊:

                                     矽膠是怎樣進行硫化的?

   橡膠大分子在加熱下與交聯劑硫磺發生化學反應,交聯成為立體網狀結構的過程。經過硫化後的橡膠稱硫化膠。硫化是橡膠加工中的最後一個工序,可以得到定型的具有實用價值的橡膠製品。在橡膠的網狀結構中,硫磺交聯鍵(其中硫的原子數n≥1;而未交聯的硫原子數為Sx或Sy)的密度,決定著橡膠的硫化程度。後者在工藝實踐中,是以膠料宏觀的物理機械性能或橡膠粘度的變化來判斷的。


    一、 硫化條件 


      影響硫化過程的主要因素是硫磺用量、硫化溫度及硫化時間。①硫磺用量。其用量越大,硫化速度越快,可以達到的硫化程度也越高。硫磺在橡膠中的溶解度是有限的,過量的硫磺會由膠料表麵析出,俗稱“噴硫”。為了減少噴硫現象,要求在盡可能低的溫度下,或者至少在硫磺的熔點以下加硫。根據橡膠製品的使用要求,硫磺在軟質橡膠中的用量一般不超過3%,在半硬質膠中用量一般為20%左右,在硬質膠      硫化條件  中的用量可高達40%以上。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,厚橡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。 


  二、 硫化促進劑 


    硫化促進劑是一類能加快硫化反應速度,縮短硫化時間,降低硫化溫度,減少硫化劑用量,並能提高或改善硫化膠物理機械性能的助劑。按其性質和化學組成可分為無機促進劑和有機促進劑兩大類。無機促進劑使用最早,但因促進效果小,硫化膠性能差.現基本被有機促進劑所取代。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。


    三、 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工A、硫化誘導 B、預硫 C、正硫化和 D、過硫(對天然膠來說是硫化返原)四個階段。 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 膠料的焦燒性及加工安全性。這一階段的終點,膠料開始交聯並喪失流動性。硫化誘導期的長短除與生膠本      硫化中橡膠分子變化圖  身性質有關,主要取決於所用助劑,如用遲延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。     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。     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。     對任何橡膠來說,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,橡膠發軟,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。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,如膠鞋等。③混氣硫化,先采用空氣硫化,而後再改用直接蒸汽硫化。此法既可以克服蒸汽硫化影響製品外觀的缺點,也可以克服由於熱空氣傳熱慢,而硫化時間長和易老化的缺點。 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。除硫磺硫化外,橡膠製品還可采用無硫硫化、高能射線硫化等,但其應用麵均有限。


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