橡胶的硫化是怎么回事？

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合成橡胶工厂生产出来的橡胶要加工成为有用的制品，必须经过硫化的工序。习惯上把未经硫化的原料橡胶称为生胶，硫化后的橡胶称为硫化胶。

之所以称为硫化，自然与硫有关。1839年，美国人固特异意外地发现将硫掺入天然橡胶后加热，橡胶的性能改善了许多，英国人首先将这种方法应用于工业生产。一个多世纪以来，尽管硫化的科学含义大大丰富了，但仍沿用这一简单术语。

硫化后的橡胶网络结构示意图生胶是具有线型结构的大分子，在常温下很软，力学性能也很差，不能定型和保存，所以不能直接应用。橡胶硫化实际上是将线型分子交织成网状结构，这个变化过程在广义上应该称为交联。交联时，硫在大分子间起到了架桥和编织的作用，就像是将许多单根尼龙丝编成渔网一样。硫化后，橡胶的强度、硬度、弹性、抗溶剂性能都发生显著变化，这样的橡胶才有实用价值。

随着科学技术的进步，人们逐渐认识到，硫化只不过是大分子间相互交联的一种特定形式，而且主要是针对不饱和橡胶而言。除硫外，许多化学物质如过氧化物、金属氧化物、胺类化合物都可以使橡胶大分子交联，这些物质也都可称为硫化剂。有些橡胶不用硫化剂，用电子束或伽马射线照射也可交联。

硫化为什么能改变橡胶的性能呢？

根本的原因在于线型聚合物变为网状聚合物后，分子链的自由运动受到限制；而与此同时，网状分子中仍然保留着相当多有活动能力的链段，于是变成强度和弹性兼而有之的橡胶。

橡胶硫化后，与渔网的编结点相类似，会形成许多交联点。两个交联点之间链段的平均分子量称做交联分子量。单位体积含有交联点的数目称为交联密度。交联分子量越大，交联密度越小，也就是硫化程度越小。交联密度要适中，否则，弹性就会受到损失。

工业中常常使用硫化促进剂，因为单独用硫来硫化，反应效率实在太低。例如在用硫来硫化天然橡胶的初期，生成一个硫交联键需要53个硫原子，后期也仍然需要44个硫原子。而使用硫化促进剂后，橡胶硫化所需的能量就明显减小，不到10个硫原子就可形成一个交联键。促进剂不仅可以提高硫化效率，还可改进硫化胶的力学性能和耐老化性能。

硫化促进剂几乎全是有机化合物，其种类繁多。例如通用合成橡胶常用的促进剂就有噻唑类及次磺酰胺类等数十个品种。

为了进一步改进橡胶的交联状况，工业中还广泛使用硫化活化剂。这些活化剂往往由金属氧化物与脂肪酸或金属皂结合而成。我们在一些实用的硫化技术中经常采用的便是这种硫化剂—促进剂—活化剂三位一体的硫化体系。

橡胶制品的硫化过程是决定制品性能的关键,为什么

橡胶是三大高分子材料之一，高弹性是其具有的特性，高弹性赋予橡胶及橡胶制品在一定的温度范围内在较小的外力作用下能发生较大的变形，当外力消失后又能以加快的速度恢复原形，这就使橡胶具有缓冲、减震、吸声、密封、柔软可屈挠的特点，同时多数橡胶还绝缘、绝热、耐寒、耐酸碱等，因而广泛的应用于减震密封等场所，橡胶可用作制造轮胎、胶带、胶管、胶鞋、密封件、减震件、绝缘件、胶粘剂等，但生胶多数情况下在高温时发粘而在低温时发硬发脆，均不表现出高弹性，很大程度上限制了橡胶的使用，这也是橡胶自发现后较长时间内得不到广泛应用的主要原因。通过硫化改变橡胶这种缺陷。

硫化通常是橡胶制品品生产的最后的一个工艺过程，也是橡胶制品加工中的一个化学过程，硫化指：具有一定塑性和黏性的胶料（生胶、塑炼胶、混炼胶）经过适当的加工（如压延、压出、成型等）而制成的半成品在一定外部条件下通过化学因素（如硫化体系）或物理因素（如γ射线）的作用，重新转化为软质弹性橡胶制品或硬质韧性橡胶制品，从而获得使用性能的工艺过程，在硫化过程中，外部的条件使胶料组分中的生胶与硫化剂或生胶与生胶之间发生化学反应，由线形的橡胶大分子交联成立体网状结构的大分子，通过这一反应大大改善了橡胶的各项性能，使橡胶制品获得了能满足产品使用需要的物理机械性能和其他性能。硫化的实质是交联，即线形的橡胶分子转化为空间网状结构过程。

为什么橡胶硫化之后性能变化大

橡胶的硫化，使橡胶交联，制成制品！使得橡胶有一定的物化性能，达到使用性能。

1生橡胶 简称生胶，是指由天然采集、提炼或人工合成、未加配合剂而制成的原始胶料，为较硬的大块。生胶是一种不饱和的橡胶烃，未经配合的生胶性能较差，不能直接使用。

2软橡胶 是指在生胶中加入各种配合剂，经过塑炼、混炼、硫化等加工过程而制成为具有高弹性、高强度和其他实用性能的橡胶产品。一般所谓的橡胶就是这种软橡胶。根据各种工业制品的需要，软橡胶可用不同性能的天然或合成生橡胶，加入各种不同比率的配合剂，就可以制成不同硬度和具有特殊性能的橡胶制品。

3硬橡胶 又称硬质橡胶，它与软橡胶的不同之处是含有大量硫磺（25％～50％）的生胶经过硫化而制成的硬质制品。这种橡胶具有较高的硬度和强度，优良的电气绝缘性以及对某些酸、碱和溶剂的高度稳定性。广泛用于制作电绝缘制品和耐化学腐蚀制品。

橡胶硫化的原理及微波橡胶硫化的优点，生橡胶受热变软,遇冷变硬、发脆,不易成型,容易磨损,易溶于汽油等有机溶剂,分子内具有双键,易起加成反应,容易老化.为改善橡胶制品的性能,生产上要对生橡胶进行一系列加工过程,在一定条件下,使胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应,使其由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子,使从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等等优良性能.这个过程称为橡胶硫化.一般将硫化过程分为四个阶段,诱导－预硫－正硫化－过硫.为实现这一反应,必须外加能量使之达到一定的硫化温度,然后让橡胶保温在该硫化温度范围内完成全部硫化反应.\x0d橡胶硫化可以采用各种方法.传统方法是将胶料采用蒸汽或远红外加热等硫化工艺.但由于加热温度是由介质外部向内部慢慢地热传导,因为橡胶物料是不良导热材料,对橡胶来说加热依靠物料表面向里层其传热速率是很慢的,大部分时间耗费在让橡胶达到硫化温度上.所以加热时间长、效率低、硫化均匀性不好.尤其旧工艺为消除橡胶粘连而使用硅酸镁（滑石粉）,致使橡胶生产车间中粉尘弥漫,空气中粉尘含量远超过国家环保部门规定的标准.而且橡胶整体硫化状态并不理想,这是因为,常规热传导情况下,被硫化胶料表面升温与里层的时间不一,出现硫化不均匀的现象.微波加热与传统加热方式完全不同,是将微波能量穿透到被加热介质内部直接进行整体加热,因此加热迅速,高效节能,大大缩短了橡胶硫化时间,使其加热均匀性更好,硫化质量较高.可以在较短的时间内越过橡胶极易发生粘连的诱导阶段进入预硫阶段,革除了旧工艺过程中使用滑石粉的操作,达到环保要求,该生产工艺可使大多数生产工序集中在一条生产线上完成,自动化程度高,能耗低,节省人力,生产稳定,产品质量均匀等,大大改善了生产劳动条件.

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