“硫化”得名於最初的天然橡膠制品是用硫磺作為交聯劑進行交聯的。隨著橡膠工業的發展，各種非硫交聯劑可用於交聯。所以硫化更科學的含義應該是“交聯”或“橋接”，即線性聚合物通過交聯形成網絡聚合物的工藝過程。
中文名:硫化mbth:硫化屬性:原天然橡膠產品對象:橡膠產品用途:實現天然橡膠交聯原料:硫磺定義、概述、硫化條件、硫化工藝、硫化方法、設備、硫化促進劑、過氧化物硫化、定義:在生膠中加入硫磺和炭黑，在高壓下加熱使之成為硫化橡膠。這個過程叫做硫化。然而，要實現理想的硫化工藝，除了選擇最佳的硫化條件外，配合劑尤其是促進劑的選擇具有決定性的意義。隨著合成橡膠品種的增加和對硫化方法及硫化劑研究的深入，發現許多非硫化合物也具有硫化作用。因此，這個術語已經發展成為壹個延伸的工業術語。硫化後改變了橡膠固有的強度低、彈性小、冷硬、熱粘、易老化等缺陷，耐磨性、耐溶脹性、耐熱性明顯提高，擴大了應用範圍。概述了橡膠大分子與交聯劑硫磺在加熱下的化學反應以及交聯成三維網絡結構的過程。硫化橡膠被稱為硫化橡膠。硫化是橡膠加工的最後壹道工序，可以得到具有實用價值的成型橡膠制品。在橡膠的網絡結構中，硫交聯鍵(其中硫原子數n≥1；未交聯的硫原子(S x或S y)的密度決定了橡膠的硫化程度。後者通過混煉膠的宏觀物理力學性能或工藝實踐中橡膠粘度的變化來判斷。化學硫化是橡膠工業中最常用的硫化方法，可分為室溫硫化和加熱硫化。加熱硫化是橡膠制品的主要生產方法。硫化後橡膠的物理機械性能明顯提高，強度、彈性和拉伸模量增加，塑性變形減少，成為不溶性彈性體(僅有限溶脹)。除了硫之外，過氧化物、脂肪胺或芳香胺、磺酸鹽、芳香二醇和季鏻(銨)鹽也可以用作硫化劑。影響硫化過程的主要因素是硫磺用量、硫化溫度和硫化時間。①硫磺消耗。用量越大，硫化速度越快，可以達到的硫化程度越高。硫在橡膠中的溶解度有限，過量的硫會從膠料表面析出，俗稱“噴硫”為了減少噴硫，要求在盡可能低的溫度下，或至少低於硫的熔點下加硫。根據橡膠制品的使用要求，軟橡膠中的硫含量壹般不超過3%，半硬橡膠中壹般在20%左右，硬橡膠中可高達40%以上。②硫化溫度。如果溫度高於10℃，固化時間會縮短壹半左右。因為橡膠是不良導熱體，不同部位的溫度不同，產品的硫化過程也不同。為了保證相對均勻的硫化程度，厚橡膠制品壹般在低溫下長時間硫化。③固化時間。這是硫化過程中的壹個重要環節。時間太短，硫化程度不足(也稱缺硫)。久而久之，硫化程度過高(俗稱過硫)。只有適當的硫化程度(俗稱正硫化)才能保證最佳的綜合性能。硫化條件硫化過程可分為四個階段，各有特點。通過測量橡膠(或硫化機)的拉伸強度可以看出，整個硫化過程可以分為四個階段:硫化誘導、預硫化、正常硫化和過硫化(對天然橡膠來說，就是硫化返原)。在硫化時間恒定拉伸強度的硫化誘導期(焦燒時間)內，交聯尚未開始，膠料流動性好。這壹階段決定了膠料的焦燒性能和加工安全性。在這壹階段結束時，化合物開始交聯並失去流動性。硫化誘導期的長短不僅與生膠的性質有關，還取決於所用的添加劑。例如，通過使用延遲促進劑可以獲得更長的焦燒時間，並且它具有更高的加工安全性。硫化誘導期過後，就是以壹定速度交聯的預硫化階段。預硫化階段交聯度較低，即使在後期，硫化膠的撕裂強度和彈性也達不到預期水平，但撕裂和動態龜裂性能優於相應的正常硫化。橡膠在硫化中的分子變化圖達到正常硫化階段後，硫化橡膠的物理性能分別達到或接近最佳點，或達到性能的綜合平衡。正常硫化階段(硫化平坦區)之後，就是過硫化階段。有兩種情況:天然橡膠出現“返原”(拉伸強度下降)，大部分合成橡膠(丁基橡膠除外)的拉伸強度持續增加。對任何橡膠來說，硫化不僅產生交聯，還會因受熱等因素產生生產鏈和分子鏈斷裂。這種現象貫穿了整個硫化過程。在過硫化階段，如果仍以交聯為主，橡膠會變硬，拉伸強度會繼續上升。反之，橡膠會變軟，即恢復原狀。根據硫化條件，硫化方法可分為三種:冷硫化、室溫硫化和熱硫化。冷硫化可用於硫化薄膜產品。將產品浸泡在含2% ~ 5%氯化硫的二硫化碳溶液中，然後洗滌、幹燥。常溫硫化時，硫化過程在常溫常壓下進行，如自行車內胎接頭和修補用常溫硫化橡膠漿料(混合橡膠溶液)。熱硫化是橡膠制品硫化的主要方法。根據硫化介質和硫化方法的不同，熱硫化可分為直接硫化、間接硫化和混合氣體硫化三種方法。(1)直接硫化，即產品在熱水或蒸汽介質中直接硫化。(2)間接硫化，產品在熱空氣中硫化。這種方法壹般用於壹些對外觀要求比較嚴格的產品，比如膠鞋。(3)混合氣體硫化:先采用空氣硫化，再采用直接蒸汽硫化。這種方法既克服了蒸汽硫化影響產品外觀的缺點，又克服了熱空氣傳熱慢，硫化時間長，易老化的缺點。上述硫化方法都屬於批量生產，有些長度不限的橡膠制品可以連續硫化，如鹽浴硫化、沸騰床硫化、微波或高頻硫化、膠帶和橡膠板的轉鼓硫化等。橡膠制品除硫黃硫化外，還可采用無硫硫化和高能射線硫化，但應用領域有限。設備平板硫化機國內主要硫化設備主要有平板硫化機、傳統圓筒硫化機、新型圓形硫化機和國際先進的圓筒硫化機。在我國，主要使用平板硫化機和傳統的圓筒硫化機。2006年，桂林橡膠機械廠研制的1725液壓硫化機通過了廣西壯族自治區科技廳組織的鑒定。鑒定委員會壹致認為，該產品填補了國內空白，性能達到國際先進水平。是硫化高檔載重子午線輪胎的理想設備，在國際市場上具有很強的競爭力。該產品具有以下特點:機架受力合理，每個固化室都有獨立的機架承受夾緊力；剛性好，上梁和底座變形小；中心機構設計新穎獨到，自動與裝卸輪胎的機械手對齊，提高了定位精度；硫化室結構新穎，采用下蒸汽室包容上蒸汽室，改變了傳統的密封形式，提高了密封效果、使用壽命和安全性；模具的活動塊安裝在下蒸汽室內，提高了模具的使用壽命和安全性，便於模具的清洗；液壓系統所有元件均采用先進可靠的元件，運行平穩；電氣系統采用國際先進的控制元件，中央機構中開合模位置、機械手升降位置、吊環升降位置均由直線位移傳感器控制，保證了定位精度和可靠性。采用國際先進的光柵安全監控技術，確保操作人員的安全。產品通過了歐盟的‘CE’認證，硫化室通過了歐盟的壓力容器認證。單體硫化機硫化促進劑硫化促進劑是壹種能加快硫化反應、縮短硫化時間、降低硫化溫度、減少硫化劑用量、改善或提高硫化橡膠物理機械性能的助劑。根據其性質和化學成分，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，但由於其促進作用小，硫化膠性能較差。現在基本都被有機促進劑代替了。隨著合成橡膠品種和用途的不斷發展，現有的促進劑有各種各樣的名稱。根據其化學結構，促進劑通常分為噻唑類、秋蘭類、亞磺酰胺類、胍類、二硫代氨基甲酸酯類、醛類和胺類、黃原酸酯類和硫脲類。含仲胺基團的傳統促進劑，如NOBS、DIBS、TNTD、TETD等。，被認為對健康有潛在危害，因此尋找這些促進劑的替代品或開發不含亞硝胺的促進劑的問題引起了國際上的廣泛關註。美國惠利士公司推出的新型促進劑N-叔丁基-2-雙苯並噻唑次磺酰胺是傳統含仲胺基團促進劑的最佳替代品。過氧化物硫化行業使用的硫化體系主要是過氧化物(2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷、DCP等。)，而硫化機理主要分為:(1)過氧化物分解成兩個活性自由基；(2)產生的活性自由基攻擊橡膠鏈上的活性氫原子或不飽和雙鍵；(3)兩條活性橡膠鏈碰撞形成交聯網絡。橡膠的硫化程度與過氧化物的分解程度和分解速率有關。Chatterjee等人比較了三種具有不同半衰期的過氧化物硫化劑，如DCP、3，3，5，7，7-五甲基-1，2，4-三氧己烷(PMTO)和過氧化枯基氫(CHP)對PDMS/PA12熱塑性硫化膠力學性能的影響。結果表明:這主要是由於PMTO半衰期長，能充分硫化矽橡膠，得到高硫化度的熱塑性硫化橡膠。對於半衰期短的過氧化物，硫化速度過快，容易造成局部硫化，矽橡膠不能充分硫化，從而影響產品性能。Mani等發現，在以DCP為硫化劑的PDMS/PA12熱塑性彈性體動態硫化過程中，加入四甲基哌啶氧化物(TEMPO)可以延長硫化時間，使矽橡膠充分硫化並均勻分散在PA12中。在這個過程中，TEMPO實際上起到了阻聚劑的作用，主要是與生成的聚合物活性自由基生成接枝聚合物，從而阻止聚合物活性自由基之間的碰撞，生成網絡結構。