橡胶硫化是橡胶生产加工过程中重要的工序,硫化后的橡胶具有更高的物理机械性能和化学性能,使其在交通、能源、航天航空等多个领域都展现了重要作用。橡胶的硫化体系由硫化剂、活化剂、促进剂组成,虽然随着科学的发展,人们已经认识到并非只有硫磺才能做硫化剂,氧化物,金属氧化物、等都可使橡胶硫化,但是硫磺硫化过程中的良好综合性能是其它硫化剂替代不了的,因此橡胶专用硫磺粉依然不可或缺。
橡胶的硫化反应包含了橡胶分子与橡胶专用硫磺粉及其它配合剂间的一系列化学反应,其中橡胶与橡胶专用硫磺粉的反应为主导。由硫化剂、活化剂、促进剂组成的橡胶硫化体系硫化反应分为三个阶段,诱导阶段、交联反应阶段、网络形成阶段。诱导阶段橡胶硫磺粉、促进剂、活化剂相互作用,使氧化锌在胶料中溶解度增加,活化促、进剂使促进剂与硫磺之间反应引发橡胶分子链,进而产生可交联的橡胶大分子自由基;苐二阶段可交联的自由基与橡胶分子链产生反应生成交联键;网络形成阶段交联反应已趋于完成,随着硫化进程网络趋于稳定,获得网络相对稳定的硫化胶。
在橡胶的整个硫化过程中,其各种性能会随硫化时间而变化,硫化诱导期即焦烧阶段,该阶段的长短关系到生产加工安全性, 决定于胶料配方成份,主要受促进剂的影响。焦烧期以后橡胶开始交联的阶段,在这里,随着交联反应的进行,橡胶的交联程度逐渐增加使橡胶的物理性能逐渐上升,硫化反应中网络形成的前期交联反应已经基本完成,继而发生交联键的重排、裂解等反应,进入平坦硫化阶段。