从诱导到正硫化阶段的橡胶硫化历程

在硫化过程中，胶料的一系列性能发生了显著的变化，取不同硫化时间的试样作各种物理-力学性能试验，一般可得出图11-48所示的曲线。可以看出抗张强度、定伸强度、弹性等性能指标先是随着硫化时间的延长而提高达到峰值，再继续延长硫化时间反而下降；硬度到达一定值后则随硫化时间延长变化不大；伸长率、永久变形等性能则随硫化时间增加而下降，有硫化返原性的天然橡胶和其他合成橡胶的伸长率会出现再随硫化时间增加而上升的现象。

图11-48　硫化过程胶料性能的变化

1-抗张强度　2-定伸强度　3-弹性　4-伸长率　5-硬度　6-永久变形

图11-49　硫化过程的各阶段

A-起硫快速的胶料　B-有迟延特性的胶料　C-过硫后定伸强度继续上升的胶料　D-具有复原性的胶料

胶料在硫化时，其性能随硫化时间延长而变化的曲线称为硫化曲线。从天然橡胶用硫黄硫化时的硫化时间对胶料定伸强度的影响过程看，可以将整个硫化过程分为四个阶段：硫化诱导阶段、预硫阶段、正硫阶段及过硫阶段，如图11-49所示。(www.xing528.com)

1.硫化诱导阶段硫化诱导阶段指硫化时胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动之前的阶段。在此阶段，交联尚未开始，胶料在模内有良好的流动性。在模压硫化过程中，胶料的流动、充模要在此阶段进行。这一阶段的长短决定胶料的焦烧性和操作安全性。

2.预硫阶段诱导阶段至正硫化之间的阶段称为预硫阶段。继诱导阶段之后，交联便以一定的速度开始进行（其速度的快慢取决于配方及硫化温度）。在预硫阶段的初期，交联程度较低，即使此阶段的后期，硫化胶的主要物理-力学性能如抗张强度、弹性等仍未能达到最佳状态，但其抗撕裂性、耐磨性和抗动态裂口性等则可能优于达正硫化的胶料。

3.正硫化阶段在这一阶段，硫化胶的主要物理-力学性能均达到或接近于最佳值，或者说硫化胶的综合性能达到最佳值。这一阶段所采用的温度和时间，分别称为正硫化温度和正硫化时间，总称为正硫化条件。

4.过硫化阶段正硫化后，继续硫化便进入过硫化阶段。在过硫阶段中，不同的橡胶会出现不同的情况：天然橡胶胶料会出现各项物理-力学性能下降的现象；而合成橡胶胶料在过硫阶段中各项物理-力学性能变化甚小或保持恒定。这是由于对不同的胶料，贯穿于橡胶硫化过程始终的交联和热裂解两种反应，处于硫化过程的不同阶段，所占的地位不同。