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硅胶硫化条件和过程

时间:2019-06-10402 次浏览

信息摘要:硫化条件影响硫化过程的主要因素是硫化剂用量、硫化温度及硫化时间。①硫化剂用量。其用量越大,硫化速度越快,可以达到的硫化程度也越高。硫化剂在硅橡胶中的溶解度是有限的,过量的硫化剂会由胶料表面析出,俗称“喷硫”。为了减少喷硫现象,同时要达到硫化效果,需严格控制硫化剂的用量。

密封圈

硫化条件
影响硫化过程的主要因素是硫化剂用量、硫化温度及硫化时间。
①硫化剂用量。其用量越大,硫化速度越快,可以达到的硫化程度也越高。硫化剂在硅橡胶中的溶解度是有限的,过量的硫化剂会由胶料表面析出,俗称“喷硫”。为了减少喷硫现象,同时要达到硫化效果,需严格控制硫化剂的用量。
②硫化温度。若温度高10℃,硫化时间约缩短一半。由于橡胶是不良导热体,制品的硫化进程由于其各部位温度的差异而不同。为了保证比较均匀的硫化程度,厚橡胶制品一般采用逐步升温、低温长时间硫化。
③硫化时间。这是硫化工艺的重要环节。时间过短,硫化程度不足(亦称欠硫)。时间过长,硫化程度过高(俗称过硫)。只有适宜的硫化程度(俗称正硫化),才能保证更佳的综合性能。 

硅胶圈

硅橡胶硫化原理
硅橡胶有几种硫化?硅橡胶一般均为高度饱和的结构,硫化活性较低,故通常不能用硫磺硫化,最普通最常用的硫化剂为有机过氧化物。硅橡胶也可以采用高能射线进行辐射硫化,辐射硫化与过氧化物的硫化机理相同,均系发生游离基反应而交联。
硅橡胶硫化原理
二甲基硅橡胶的分子中不含乙烯基,是饱和橡胶,通常均采用高活性的过氧化物为硫化剂,过氧化物游离基夺取硅橡胶甲基上的氢形成大分子游离基,然后大分子游离基再结合即形成交联键,如以过氧化二苯甲酰为硫化剂。
由以上反应中可以看到,含有乙烯基的硅橡胶在硫化过各中,能够重新生成可继续进行反应的游离基,因此,在硅橡胶中引入少量的乙烯基就可以大大提高硫化活性,提高硫化剂交联效率,减少过氧化物的用量并改善制品的性能。由于引发交联反应的初始游离基是由过氧化物分解而得,故在一定范围内增加过氧化物的用量可以显着提高硅橡胶硫化胶的交联度,这将导致胶料定伸强度提高,并可改善动态性能和压缩变形,但抗撕裂性能则有所下降。

硅胶伞形阀按照过氧化物硫化活性的高低,将常用的过氧化物分为通用型与乙烯基专用型两类。通用型活性较高,对各种硅橡胶均能起硫化作用,如过氧化二苯甲酰(BP),2?4—二氯过氧化二苯甲酰(DCBP),过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB),即属于此种类型。乙烯基专用型活性较低,仅能对含乙烯基的硅橡胶起硫化作用,如过氧化二叔丁基(DTBP),过氧化二异丙苯(DCP及无味DCP),2?5—二甲基—2?5—二叔丁基过氧化己烷(DBPMH)等则属于此种类型。过氧化二苯甲酰常制成有效成份为50%的硅油膏,以保证生产安全并改进其在胶料中的分散性。其分解产物为苯、苯甲酸和二氧化碳,是挥发性的,在一段硫化时必须加压,且由于分解产物含有酸性物质,故用量不宜过多以免降低制品的耐热性,本品不适于制造厚壁模型制品。一般100份二甲基硅橡胶用过氧化二苯甲酰硅油膏状物4——6份,乙烯基硅橡胶用量为0.5——2份。
2.4—二氯过氧化二苯甲酰与过氧化二苯甲酰相较,其分解温度比过氧化二苯甲酰为低,而分解速度则更高,由于分解温度低,所以焦烧性能不好,因此,这种物质的用量应尽可能少。其分解产物为2.4-二氯苯甲酸和2.4-二氯苯,比较不易挥发,所以硫化时不加压也能避免气泡,特别适宜于压出制品的常压热空气连续硫化。用量与过氧化二苯甲酰相仿。
过氧化二苯甲酰,2.4—二氯过氧化二苯甲酰属于芳酰基过氧化物,不能用于含炭黑胶料,因炭黑干扰过氧化物的硫化作用。浅色胶料则有很强烈的焦烧倾向,且其分解产物中的酸性物质会损害密封系统硅橡胶制品的耐热性能。

防水垫过氧化二叔丁基对含乙烯基的硅橡胶有效,不易焦烧且硫化胶压缩变形较小,物理机械性能良好。其缺点是蒸气压高,因此挥发也高,在胶料存放过程中极易挥发。本品能用于模型制品。并可用于模压厚制品的胶料和含炭黑的胶料。用量一般为0.5——1份。
过氧化二异丙苯DCP及无味DCP,和2.5-二甲基—2.5-二叔丁基过氧化己烷不易挥发,使用方便,硫化胶压缩变形较低,且由于不分解出带羧基的产物,因此在密封制品的硫化胶中特别稳定。它们适用于模压厚制品、与金属粘合的制品和注射制品,也适用于含炭黑的胶料,应用范围甚广。采用2.5-二甲基—2.5-二叔丁基过氧化己烷时,硫化胶并具有较高的伸长率。使用过氧化二异丙苯时其分解产物具有臭味,这种气味并在较长时间内存在于制品中,采用2.5-二甲基—2.5-二叔丁基过氧化己烷时,则能避免此种弊端。这两种过氧化物所得硫化胶的撕裂强度较低。其用量一般均为0.5——1份。
过氧化物的用量不宜过大,当超过适宜的用量后会使硫化胶的伸长率、抗撕裂强度等性能下降。这种下降趋势尤以使用2.4—二氯过氧化二苯甲酰、过氧化二苯甲酰者为甚。
硅橡胶有几种硫化?
含乙烯基的硅橡胶生胶除利用过氧化物进行硫化硫化外,还可以进行加成硫化。现今所用的加成硫化的硫化剂主要为含硅氢基的过氧化物或聚合物。Si-H基团与乙烯基加成而实现硫化,在这种反应中,通常使用铂的络合物

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