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1、硫化方法簡(jiǎn)介

使橡膠分子交聯(lián)起來(lái)，成為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因而改進(jìn)了橡膠的使用性能，這種變化叫做“硫化”。天然膠起初是用硫磺硫化的，“硫化”這個(gè)名詞就是由此而來(lái)。按硫化方法的不同分為熱硫化、冷硫化、高頻硫化、高能射線輻射硫化等。

（1）熱硫化

熱硫化是橡膠用電或蒸汽加熱硫化。用于硫化各種模型制品，各種膠帶、膠板、輪胎、膠布等。

（2）冷硫化

冷硫化是橡膠在常溫下硫化，多用于自然硫化膠漿粘合的制品。膠漿內(nèi)配有活性強(qiáng)的超促進(jìn)劑，使用這種膠漿粘合的制品，于室溫停放一段時(shí)間即達(dá)到硫化的目的。特別是大型的膠布制品，如橡膠水管、膠囊等多采用這種方法。也可以制造快速自然硫化膠漿，使其在短時(shí)間內(nèi)，得到相當(dāng)高的粘合強(qiáng)度。

還有一種冷硫化方法是用2%-5%的一氯化硫稀溶液浸漬不含硫磺的制品進(jìn)行硫化。因只能用于薄膜制品，同時(shí)一氯化硫毒性較大，所以航空工業(yè)中很少采用。

（3）高頻硫化

在均勻的高頻交變電場(chǎng)作用下，橡膠分子隨電場(chǎng)的變化而運(yùn)動(dòng)，由于分子間的運(yùn)動(dòng)、互相摩擦及位移，使膠料本身產(chǎn)生熱量，從而達(dá)到硫化的目的。

（4）高能射線輻射硫化

用Co60放射γ射線作為能源，在常溫下，輻射能將橡膠分子的氫原子脫離，在橡膠鏈上生成游離基，產(chǎn)生交聯(lián)作用，使橡膠的直鏈分子生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，完成硫化過(guò)程。高能射線輻射可使不含硫化劑、促進(jìn)劑的橡膠進(jìn)行硫化，獲得優(yōu)良的物理性能。由于成本高昂，只用于特殊制品。但是它可以簡(jiǎn)化工藝、加速生產(chǎn)，有發(fā)展前途。

2、模壓硫化工藝過(guò)程簡(jiǎn)介

（1）熱煉

膠料在硫化前應(yīng)進(jìn)行熱煉，以便破壞其在停放時(shí)產(chǎn)生的凝膠，提高膠料的塑性和均勻程度。

方法是將膠料切成小塊，用抹布浸航空汽油或苯洗去膠料上的臟物、灰塵和有關(guān)標(biāo)記。在室溫下晾干10-15分鐘。然后在煉膠機(jī)上熱煉3-5分鐘，薄通數(shù)次，使膠料表面柔軟、光滑。再按規(guī)定尺寸切片。

經(jīng)熱煉的膠料應(yīng)在12小時(shí)內(nèi)使用為宜。過(guò)時(shí)的膠料可按30%的量摻入同牌號(hào)、同批次的膠料中，重新熱煉后使用。

經(jīng)熱煉的膠料應(yīng)柔軟、光滑，無(wú)大的褶皺、麻面和氣泡等缺陷。

（2）下料

用沖子、剪刀或預(yù)成型機(jī)等將膠料制成一定形狀和尺寸的坯料。其形狀應(yīng)與模腔相似，重量要準(zhǔn)確（一般比零件凈重重5%-10%）。

（3）金屬件的準(zhǔn)備和涂膠

吹砂

為了增加橡膠與金屬的附著力，模壓用的金屬件表面必須無(wú)銹、無(wú)油污、無(wú)氧化層，并經(jīng)過(guò)吹砂。經(jīng)吹砂處理后零件表面應(yīng)粗糙、均勻、無(wú)金屬光澤，并浸入干凈的汽油中備用。使用期以48小時(shí)內(nèi)為宜。當(dāng)非加工表面不允許吹砂時(shí)應(yīng)有專用的夾具保護(hù)。吹砂時(shí)，石英砂顆粒的大小和壓縮空氣的壓力，應(yīng)視零件的規(guī)格及金屬件的表面情況而定。所使用的石英砂必須經(jīng)過(guò)篩選、干燥、且不得含有油污。吹砂機(jī)必須附加隔油器，清除壓縮空氣內(nèi)的油質(zhì)（定期檢查分析）。

鍍黃銅

鍍黃銅的目的是增加橡膠與金屬件的結(jié)合力。鍍黃銅時(shí)須嚴(yán)格控制鍍液的成分、pH值和溫度。鍍黃銅后的金屬件存放不宜過(guò)久，否則會(huì)影響其與橡膠的結(jié)合，故要求鍍黃銅后即用。黃銅層應(yīng)無(wú)氣泡、斑點(diǎn)和油污。鍍黃銅后的零件立即放入航空汽油中保存待用（其保存時(shí)間應(yīng)符合工藝規(guī)程規(guī)定）

涂膠液

（4）硫化

橡膠的模壓過(guò)程包括裝料、閉模、硫化、脫模及模具清理等操作步驟。如前所述，膠料在硫化前應(yīng)進(jìn)行熱煉，并將坯料切成適當(dāng)?shù)男螤詈统叽?，然后裝入預(yù)熱至規(guī)定的溫度的模具中進(jìn)行硫化。坯料在受熱受壓下呈現(xiàn)塑性狀態(tài)，充滿模腔，經(jīng)保持一定的時(shí)間后即為硫化制品。在模壓橡膠制品時(shí)，為排除模腔內(nèi)的空氣及膠料中的揮發(fā)物，以避免制品發(fā)生悶氣等缺陷，可進(jìn)行連續(xù)2-3次預(yù)壓，此種操作稱為“放氣”。是否需要放氣，應(yīng)試所使用的膠料、制品的形狀及模具的結(jié)構(gòu)等情況而定。

影響硫化質(zhì)量的主要因素有硫化時(shí)間、溫度和壓力。

硫化時(shí)間  當(dāng)含有硫磺的生膠加熱硫化時(shí)，硫磺與生膠將發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的變化。結(jié)合硫磺的量與硫化時(shí)間有關(guān)。當(dāng)溫度一定時(shí)，游離硫磺隨反應(yīng)時(shí)間加長(zhǎng)而減小，即結(jié)合硫磺的量逐漸增加。如果時(shí)間不夠，便會(huì)造成制品欠硫；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則出現(xiàn)過(guò)硫。這二者對(duì)制品都不利，應(yīng)力求避免。

硫磺的實(shí)際用量要根據(jù)制品的特性來(lái)決定。用量過(guò)多將成為硬質(zhì)膠，用量過(guò)少則硬度和強(qiáng)度不夠。對(duì)軟質(zhì)膠來(lái)說(shuō)，用量在5%以下為宜。事實(shí)上加入的硫磺總有一部分要?dú)埩粼诹蚧z中，殘留的硫磺不宜過(guò)多，否則超過(guò)一定的溶解度，就會(huì)發(fā)生結(jié)晶或者滲透到硫化膠表面而產(chǎn)生噴硫（在硫磺用量合適而硫化條件不當(dāng)時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)噴硫現(xiàn)象）。噴硫?qū)⒅苯佑绊懼破焚|(zhì)量。有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)噴霜的現(xiàn)象。噴霜的出現(xiàn)將降低膠料與零件的結(jié)合力，為多層制品成型帶來(lái)不便。當(dāng)產(chǎn)生噴霜后，可用溶劑洗去噴霜物。如果噴霜嚴(yán)重，還可用橡膠溶劑濕潤(rùn)橡膠表面，然后再加工。但是，在某些情況下，噴霜是有利的，噴霜所形成的薄膜可使橡膠表面不受日光和空氣的侵蝕，尤其是加入過(guò)量防老劑后引起的噴霜更具有耐老化性。

一般來(lái)說(shuō)，造成制品噴霜的問(wèn)題不大，而造成制品噴硫則要引起警覺(jué)，要查明原因（是膠料中硫磺過(guò)多，還是沒(méi)有嚴(yán)格控制硫化條件），迅速予以排除。

硫化溫度  溫度的變化對(duì)硫化反應(yīng)速度的影響是很大的，硫化溫度平均增加10℃，硫化的速度可提高一倍左右，即硫化時(shí)間大約可縮短一半。硫化溫度提高，硫化速度加快，設(shè)備的生產(chǎn)能力就會(huì)增加。但是，硫化溫度也不能過(guò)高，因?yàn)楦邷亓蚧瘯r(shí)，溶于膠料的氧容易造成橡膠的氧化反應(yīng)，使制品耐老化性能下降。如果橡膠制品中有纖維狀物（棉紗、人造絲等）受高溫后會(huì)被破壞，使制品強(qiáng)度大大降低。同時(shí)，由于橡膠的導(dǎo)熱性很差，使制品均勻的達(dá)到高溫也是很困難的。

硫化壓力  在硫化過(guò)程中，硫化劑與生膠分子作用是非氣相反應(yīng)，壓力對(duì)反應(yīng)速度影響不大。但是在膠料中常含有水分、吸附的空氣和溶解的氣體等，在硫化過(guò)程中由于膠料受熱使水分蒸發(fā)，部分配合劑的分解及硫化副反應(yīng)放出的硫化氫等氣體，都會(huì)使硫化制品產(chǎn)生氣孔或脫膠缺陷。在加壓下進(jìn)行硫化，可免除這些缺陷，同時(shí)由于加壓使制品密度提高，從而耐磨性和耐老化性也隨之提高。當(dāng)然，壓力不宜過(guò)大，應(yīng)為過(guò)大時(shí)，硫化膠的性能提高不大，反而要耗費(fèi)較大的設(shè)備功率。應(yīng)注意的是，硫化壓力如果波動(dòng)過(guò)大，就會(huì)影響制品尺寸的同一性。一般橡膠制品硫化時(shí)所需要的比壓為：厚制品15MPa-25Mpa，薄制品5MPa-15MPa。

硫化過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的處理：a）硫化開(kāi)始后，若溫度能在零件硫化時(shí)間的15%以內(nèi)升到規(guī)定的最低硫化溫度，則該模零件的硫化時(shí)間不需增加。b）硫化開(kāi)始后，若溫度不能在零件硫化時(shí)間的15%以內(nèi)升到規(guī)定的最低硫化溫度，則該模零件應(yīng)增加硫化時(shí)間（增加實(shí)際升溫時(shí)間二分之一）。c）硫化開(kāi)始后，若溫度不能在零件硫化時(shí)間的50%以內(nèi)升到規(guī)定的比較低溫度，則該模零件報(bào)廢。

（5）去毛刺