中國坤碩輸送設(shè)備公司現(xiàn)將重型工業(yè)中所涉及的輸送帶系列產(chǎn)品的熱硫化反應(yīng)過程進行細化,并具體說明如下:
完整的橡膠硫化體系由硫化劑、活性劑、促進劑三部分組成,橡膠皮帶的硫化是一個多元化學(xué)反應(yīng),包括橡膠分子與硫化劑及其他配合劑之間的反應(yīng),但以硫黃的反應(yīng)為主,一般說來,大多數(shù)含有促進劑的硫黃硫化的橡膠,大致會經(jīng)歷如下的硫化反應(yīng)過程:
第一階段:誘導(dǎo)期,活性劑、促進劑、硫黃之間相互作用,生成帶有多硫促進劑側(cè)基的橡膠大分子;
第二階段:交聯(lián)反應(yīng),帶有多硫促進劑側(cè)基的橡膠大分子與橡膠大分子之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),生成交聯(lián)鍵;
第三階段:網(wǎng)絡(luò)熟化階段,交聯(lián)鍵發(fā)生短化、重排、裂解、主鏈的改性,交聯(lián)鍵趨于穩(wěn)定;
工業(yè)橡膠帶的硫化在宏觀反應(yīng)歷程中可以從膠料的宏觀性能隨時間的變化反映出來,可以用門尼焦燒和強力曲線相結(jié)合繪制的曲線表示,主要包括了四個階段;
在焦燒階段則是熱硫化開始前的延遲作用時間,相當于硫化反應(yīng)的誘導(dǎo)期,也可以稱其為焦燒時間,膠料的焦燒時間包括操作焦燒和剩余焦燒時間,操作焦燒時間是指在橡膠的加工過程中由于皮帶混煉、壓延、擠出等過程的熱積累效應(yīng)而消耗掉的焦燒時間,剩余焦燒時硫化時間是指膠料在定型前尚能流動的時間,如模壓則指膠料在模腔中加熱時保持流動性的時間,操作焦燒時間和剩余焦燒時間之間并沒有固定的界限,隨膠料的操作和存放條件而定,一般橡膠運輸皮帶的硫化曲線是從剩余焦燒時間開始測得的,焦燒時間的長短關(guān)系到生產(chǎn)加工的安全性,在確定配方時要保證有必要的焦燒時間,這主要取決于促進劑的品種和用量及操作工藝條件;
熱硫化階段為硫化反應(yīng)的交聯(lián)階段,逐漸產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使橡膠的彈性模量和拉伸強度急劇上升,坤碩橡膠帶制造公司技術(shù)圖譜中說明出了該段斜率的大小代表硫化反應(yīng)速度的快慢,斜率則越大,硫化反應(yīng)速度越快,生產(chǎn)效率越高,硫化速度的快慢主要與促進劑的品種、用量和硫化溫度有關(guān),促進劑活性越高、用量越多、溫度越高,硫化速度也越快;
平坦硫化階段,這時交聯(lián)反應(yīng)已基本完成,進入熟化階段,發(fā)生交聯(lián)鍵的短化、重排、裂解等反應(yīng),運輸帶膠料的轉(zhuǎn)矩曲線出現(xiàn)平坦區(qū),這個階段硫化膠的性能保持最佳,硫化平坦期的長短取決于膠料的配方,工藝上常作為選取正硫化時間的范圍;
過硫化階段圖的以后部分,相當于硫化反應(yīng)中網(wǎng)構(gòu)熟化以后,進入過硫化期,過硫化可能有三種形式:
第一種曲線繼續(xù)上升,是由于過硫化階段產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化作用所致,通常非硫黃硫化的丁苯膠、丁腈膠、氯丁膠和乙丙膠出現(xiàn)這種現(xiàn)象;
第二種曲線下降,是過硫化階段發(fā)生網(wǎng)構(gòu)的裂解所致,比如天然橡膠的普通硫黃硫化,在該階段,熱硫化橡膠的交聯(lián)密度和強力性能都會下降;
第三種曲線長時間保持平坦,如平衡硫化體系,通常硫黃硫化的合成橡膠平坦期都比較長;
隨著硫化的進行,膠料的交聯(lián)密度逐漸增大,膠料模量增加,即產(chǎn)生相同的變形所需要的外力逐漸變大,根據(jù)這一原理,就可以追蹤膠料的硫化反應(yīng)過程,圓盤流變儀是耐熱輸送帶廠家常用的測定硫化曲線的儀器,在預(yù)熱的模腔內(nèi),試樣受熱硫化,給其施加一個剪切形變,測試產(chǎn)生此形變所需的轉(zhuǎn)矩隨加熱時間的變化,即得到硫化曲線,從硫化曲線上可以得到我們所需要的準確參數(shù)。