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輸送帶原料橡膠使用過程中硫化的意義
作者:順達輸送帶廠家    發布日期:2018-06-24 08:10:59     關注次數:1339

輸送帶原料橡膠使用過程中硫化的意義

輸送帶在生產過程(guò chéng)橡膠是主要原料,橡膠在實際使用過長中需要先進行硫化,下面介紹橡膠在實際應用中硫化的意義
   硫(化學符號:S)化是指橡膠的線性大分子鏈通過化學構成三維網狀結構的化學變化過程(guò chéng)。進而膠料的物理性能及其他性能都發生根本變化。橡膠分子鏈在硫化前后的狀態
    橡膠硫(化學符號:S)化時橡膠制品制造工藝的最后一個流程,也是橡膠制品加工中最主要的物理-化學過程。這一過程使未硫化膠料轉變成為硫化膠,從而賦予(entrust to)橡膠各種寶貴的物理性能,使橡膠成為廣泛(extensive)應用的工程材料,在許多重要部門和現代尖端科技,如交通、能源(解釋:向自然界提供能量轉化的物質)、航天航空及宇宙開發的各個方面都發揮了重要的作用。
   硫(化學符號:S)化反應是美國人Charles Goodyear 于1839年發現的。他將硫黃與橡膠(Rubber)混合加熱制得性能較好的材料。這一發現是橡膠史上最重要的里程碑。英國人Hancock最早把這一辦法用于工業生產,他的朋友Brockeden 最早把這一方法用于工業生產,他的朋友Brockeden把這一過程使高聚物大分子交聯形成網絡結構,它嚴格限制了分子鏈的互動滑動除了硫黃外,人們又陸續發現了許多化學物質,例如過氧化(oxidation)物、金屬氧化物、醌肟類化合物、胺類化合物。。。都可使橡膠硫化,有些橡膠不用硫化劑,用γ射線輻射也能硫化。但是,無論交聯劑品種或硫化方法如何變化,硫黃在橡膠工業用交聯劑中仍占統治地位,硫化仍然是橡膠工業最重要的環節,因此硫化就成為交聯的代表性用語。
   硫化過程使交聯過程,或稱網絡結構化過程,是20世紀50年代和60年代的普遍看法。60年代末期和70年代初期熱塑性橡膠(thermoplastic rubber,簡稱TPR)的出現和發展,使橡膠交聯過程有多相變化特征概念得以充實和加寬。隨著合成橡膠的發展并通過(tōng guò)對各種合成膠結構、硫化過程及硫化膠結構的研究發現,硫化膠的結構是復雜的,其中有化學交聯鍵交聯,也有分子間作用力所形成的組合,如結晶區和氫鍵,或其他形式的化學鍵如離子鍵的交聯。這些形式縮蒂合的硫化膠結構形成三維網狀。例如氯丁橡膠、羧基橡膠等在硫化過程中,由于極性基團的原因,形成離子鍵的特殊結構分子網,如圖2-2所示。
   熱塑性彈性體的嵌段共聚物,它所形成的三維網絡的連接點是分子鏈一些硬鏈段靠分子間作用力結合在一起,如圖2-3所示。熱塑性彈體通過各種分子間作用力如氫鍵、結晶、聚集相(及硬嵌段)等約束成分蒂合的網絡都是物理交聯鍵,而其他化學形式的交聯如通過配合離子鍵或可逆共價鍵或接枝所形成的熱塑性彈性體的網絡結構與硫(化學符號:S)化形成的化學交聯概念(Idea)不同,它們是可逆的,又稱 ;熱消除  ;交聯鍵(heat-fugitive cross links)。在高溫下,熱塑性彈性體表現為塑性,交聯鍵消失。在100度以下,又具有硫化膠的綜合性能。由此看來,原來硫化的概念是描述線性分子的橡膠(Rubber)通過化學共價鍵的交聯轉化為三維網絡的含義,現在應擴展。但是,現代的硫化概念仍然是線形的橡膠分子鏈通過化學交聯形成三維網狀機構個過程。
   橡膠(Rubber)經硫化(交聯)使原結構發生變化,這必然導致在物理及化學性質方面的變化。橡膠在硫化過程中物理力學性能的變化如圖2-4所示。
   橡膠的硫化過程,是硫化膠結構連續變化的過程。如天然橡膠的交聯鍵數量在一定的硫化時間內逐漸地增加,而達到一個極限值后又有所下降(descend),此外,硫化的過程中所生成的交聯鍵類型以及交聯鍵的分布都依賴硫化過程有所變化。
   由圖2-4可知,不同結構的橡膠,在硫(化學符號:S)化過程(guò chéng)中物理力學性能的變化雖然有不同的趨向(tend to),但大部分性能的變化卻基本一致,即隨硫化時間的增加,除了扯斷伸長率和永久變形是下降(descend)外,其余指標均是提高的,因為,未硫化的生膠是線性化結構,其分子鏈具有運動的獨立性,而表現出可塑性大,伸長率高,并具有可溶性。耐熱輸送帶是由多層橡膠棉帆布(滌棉布)或者聚酯帆布上下覆有耐高溫或耐熱橡膠、經高溫硫化粘合在一起,適合輸送175℃以下熱焦碳、水泥、熔渣和熱鑄件等。經硫化后,在分子鏈之間形成交聯鍵而成為空間網狀結構,因而在分子間除次價力外,在分子鏈彼此結合處還有主價力發生作用,并且交聯鍵的存在,使分子鏈間不能產生相對滑移,但鏈段運動依然存在。所以硫化膠比生膠的拉伸強度大、定伸應力高、扯斷伸長率小而彈性大,并失去可溶性而只產生有限溶脹。
   此外,硫化膠的耐溫范圍(fàn wéi)大大變寬。耐熱輸送帶是由多層橡膠棉帆布(滌棉布)或者聚酯帆布上下覆有耐高溫或耐熱橡膠、經高溫硫化粘合在一起,適合輸送175℃以下熱焦碳、水泥、熔渣和熱鑄件等。輸送帶廠家在農業、工礦企業和交通運輸業中廣泛用于輸送各種固體塊狀和粉料狀物料或成件物品,輸送帶能連續化、高效率、大傾角運輸,輸送帶操作安全,輸送帶使用簡便,維修容易,運費低廉,并能縮短運輸距離,降低工程造價,節省人力物力。以天然橡膠(Rubber)為例,其生膠僅在5~35℃范圍內保持彈性,而硫化膠可在-40~130℃的廣泛(extensive)溫度范圍內保持彈性。因為交聯限制了分子鏈的運動,使低溫下不易結晶變硬,而高溫下又不產生塑性流動的結果。
   還有,硫化過程中,由于交聯作用,使橡膠分子結構中的雙鍵或活性官能團的數量涿漸最大化減少。另一方面,交聯鍵的不斷形成使橡膠分子鏈段的熱運動減弱,低分子物質的擴散作用受到阻礙。因此,橡膠的化學穩定(解釋:穩固安定;沒有變動)性、耐熱氧老化性得到提高,同時,像膠的耐氣透性及密度也有所提高。
   硫化體系簡介
   自1839年發現了硫(化學符號:S)磺硫化橡膠以來,橡膠工業得到飛躍發展。下面列舉幾個橡膠硫磺硫化的歷史進展:
年份       硫化系統             硫化時間       溫度    發明者               
1939年     硫黃                 9~10h         140℃    Goodyear
1844年     S+PbO                               140℃    Goodyear
1906年    S+PbO+苯胺           1~2h           140℃    Mark Oenslager
1920年    S+ZnO+苯(化學式:C6H6) 胺+硬脂酸    20~40min       140℃    Bayer
1921年    S+ZnO+促進劑D+硬脂酸 約10min        140℃
1925年    S+ZnO+M+硬脂酸       約10min         140℃
1930年    S+ZnO+DM+硬脂酸      約10min         140℃
  由于硫黃廉價易得,資源豐富(plump),硫化膠性能好,仍是最佳的硫化劑。經過100多年的研究及發展,已形成幾個基本的不同層次的硫黃硫化體系,組成層次表示如下:
硫(化學符號:S)黃 大量硫黃 大量硫黃2~3份 Semi EV體系
EV體系
EC體系(1979)
 100g膠 促進劑0.6~11份 
     
                   1839年       1920年CV體系     1950年
  CV代表普通硫(化學符號:S)黃硫化體系;Semi EV代表半有效硫黃硫化體系;EV代表有效硫化體系;EC代表平衡硫化體系。以上四個不同的硫黃硫化體系在不同橡膠制品中得到了廣泛的應用。公司歡迎各界客戶光臨。
 

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