矽橡膠製品硫化的條件及過程講解

硫化劑用量。其用量越大，硫化速度越快，可以達到的硫化程度也越高。硫化劑在矽橡膠中的溶解度是有限的，過量的硫化劑會由膠料表麵析出，俗稱“噴硫”。為了減少噴硫現象，同時要達到硫化效果，需嚴格控製硫化劑的用量。

矽橡膠硫化原理

硫化溫度。若溫度高℃，硫化時間約縮短一半。由於橡膠是不良導熱體，製品的硫化進程由於其各部位溫度的差異而不同。為了保證比較均勻的硫化程度，厚矽膠製品一般采用逐步升溫、低溫長時間硫化。

矽橡膠有幾種硫化？矽橡膠一般均為高度飽和的結構，硫化活性較低，故通常不能用硫磺硫化，最普通最常用的硫化劑為有機過氧化物。矽橡膠也可以采用高能射線進行輻射硫化，輻射硫化與過氧化物的硫化機理相同，均係發生遊離基反應而交聯。

二甲基矽橡膠的分子中不含乙烯基，是飽和矽膠，通常均采用高活性的過氧化物為硫化劑，過氧化物遊離基奪取矽橡膠甲基上的氫形成大分子遊離基，然後大分子遊離基再結合即形成交聯鍵，如以過氧化二苯甲酰為硫化劑。

按照過氧化物硫化活性的高低，將常用的過氧化物分為通用型與乙烯基專用型兩類。通用型活性較高，對各種矽橡膠均能起硫化作用，如過氧化二苯甲酰（bp），2?4—二氯過氧化二苯甲酰（dcbp），過氧化苯甲酸叔丁酯（tbpb），即屬於此種類型。乙烯基專用型活性較低，僅能對含乙烯基的矽橡膠起硫化作用，如過氧化二叔丁基（dtbp），過氧化二異丙苯（dcp及無味dcp），2?5—二甲基—2?5—二叔丁基過氧化己烷（dbpmh）等則屬於此種類型。過氧化二苯甲酰常製成有效成份為50%的矽油膏，以保證生產安全並改進其在膠料中的分散性。其分解產物為苯、苯甲酸和二氧化碳，是揮發性的，在一段硫化時必須加壓，且由於分解產物含有酸性物質，故用量不宜過多以免降低製品的耐熱性，本品不適於製造厚壁模型製品。一般0份二甲基矽橡膠用過氧化二苯甲酰矽油膏狀物4——6份，乙烯基矽橡膠用量為0.5——2份。

4—二氯過氧化二苯甲酰與過氧化二苯甲酰相較，其分解溫度比過氧化二苯甲酰為低，而分解速度則更高，由於分解溫度低，所以焦燒性能不好，因此，這種物質的用量應盡可能少。其分解產物為4-二氯苯甲酸和4-二氯苯，比較不易揮發，所以矽橡膠製品廠家生產硫化時不加壓也能避免氣泡，特別適宜於壓出矽膠製品的常壓熱空氣連續硫化。用量與過氧化二苯甲酰相仿。

過氧化二苯甲酰，4—二氯過氧化二苯甲酰屬於芳酰基過氧化物，不能用於含炭黑膠料，因炭黑幹擾過氧化物的硫化作用。淺色膠料則有很強烈的焦燒傾向，且其分解產物中的酸性物質會損害密封係統矽橡膠製品的耐熱性能。

過氧化二異丙苯dcp及無味dcp，和5-二甲基—5-二叔丁基過氧化己烷不易揮發，使用方便，硫化膠壓縮變形較低，且由於不分解出帶羧基的產物，因此在密封製品的硫化膠中特別穩定。它們適用於模壓矽膠製品、與金屬粘合的製品和注射製品，也適用於含炭黑的膠料，應用範圍甚廣。采用5-二甲基—5-二叔丁基過氧化己烷時，硫化膠並具有較高的伸長率。使用過氧化二異丙苯時其分解產物具有臭味，這種氣味並在較長時間內存在於製品中，采用5-二甲基—5-二叔丁基過氧化己烷時，則能避免此種弊端。這兩種過氧化物所得硫化膠的撕裂強度較低。其用量一般均為0.5——1份。

過氧化物的用量不宜過大，當超過適宜的用量後會使硫化膠的伸長率、抗撕裂強度等性能下降。這種下降趨勢尤以使用4—二氯過氧化二苯甲酰、過氧化二苯甲酰者為甚。

矽橡膠有幾種硫化？

含乙烯基的矽橡膠生膠除利用過氧化物進行硫化硫化外，還可以進行加成硫化。現今所用的加成硫化的硫化劑主要為含矽氫基的過氧化物或聚合物。si-h基團與乙烯基加成而實現硫化，在這種反應中，通常使用鉑的絡合物為催化劑。

硫化促進劑

硫化促進劑是一類能加快硫化反應速度，縮短硫化時間，降低硫化溫度，減少硫化劑用量，並能提高或改善硫化膠物理機械性能的助劑。按其性質和化學組成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，但因促進效果小，硫化膠性能差。現基本被有機促進劑所取代。隨著合成橡膠品種和用途的不斷發展，現有促進劑名目繁雜，根據促進劑的化學結構通常將其分為噻唑類、秋蘭姆類、次磺酰胺類、胍類、二硫代氨基甲酸鹽類、醛胺類、黃原酸鹽類和硫脲。

硫化過程

可分為四個階段，各有特點。通過膠料定伸強度的測量（或硫化儀）可以看到，整個硫化過程可分為硫化誘導，預硫，正硫化和過硫（對天然膠來說是硫化返原）四個階段。

硫化誘導期：硫化誘導期（焦燒時間）內，交聯尚未開始，膠料有很好的流動性。這一階段決定了膠料的焦燒性及加工安全性。這一階段的終點，膠料開始交聯並喪失流動性。硫化誘導期的長短除與生膠硫化中橡膠分子變化本身性質有關，主要取決於所用助劑，如用遲延性促進劑可以得到較長的焦燒時間，且有較高的加工安全性。

預硫化：硫化誘導期以後便是以一定速度進行交聯的預硫化階段。預硫化期的交聯程度低，即使到後期硫化膠的扯斷強度，彈性也不能到達預想水平，但撕裂和動態裂口的性能卻比相應的正硫化好。

正硫化：到達正硫化階段後，硫化膠的各項物理性能分別達到或接近最佳點，或達到性能的綜全平衡。正硫化階段（硫化平坦區）之後，即為過硫階段，有兩種情況：天然膠出現“返原”現象（定伸強度下降），大部分合成膠（除丁基膠外）定伸強度繼續增加。

過硫：對任何膠料來說，硫化時不隻是產生交聯，還由於熱及其它因素的作用產生產聯鏈和分子鏈的斷裂。這一現象貫穿整個硫化過程。在過硫階段，如果交聯仍占優勢，橡膠就發硬，定伸強度繼續上升，反之，膠料發軟，即出現返原。

硫化方法按硫化條件可分為冷硫化、室溫硫化和熱硫化三類。

冷硫化可用於薄膜製品的硫化，製品在含有2％～5％氯化硫的二硫化碳溶液中浸漬，然後洗淨、幹燥即可。室溫硫化時，硫化過程在室溫和常壓下進行，如使用室溫硫化膠漿（混煉膠溶液）進行自行車內胎接頭、修補等，青山新材環保無溶劑三防漆也是一種室溫硫化的矽橡膠產品。熱硫化是橡膠製品硫化的主要方法。

根據硫化介質及硫化方式的不同，熱硫化又可分為直接硫化、間接硫化和混氣硫化三種方法。直接硫化，將製品直接置入熱水或蒸汽介質中硫化。間接硫化，製品置於熱空氣中硫化，此法一般用於某些外觀要求嚴格的製品。混氣硫化，先采用空氣硫化，而後再改用直接蒸汽硫化。此法既可以克服蒸汽硫化影響製品外觀的缺點，也可以克服由於熱空氣傳熱慢，而硫化時間長和易老化的缺點。