目前大部分工厂生产硅胶制品时都要进行硫化处理,这是因为未被硫化的橡胶不仅对外界温度变化敏感、遇到高温就变得又软又粘且易拉断,而且气味又非常难闻。而且由于产品的硬软度不同,产品结构不同,产品温度太高也会出现不良现象,比如爆边,起风泡,太脆等现象,所以有些产品会采用低温硫化,最主要的原因是太脆容易出现爆边现象!所以除却一些不需要硫化的热塑性硅胶外,天然橡胶和合成硅橡胶都需要使用硫化剂来硫化,加硫后的橡胶制品遇热不软,逢冷不脆,性能非常好。
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硫化剂是硫化过程中作用较大的物质,它具有能与橡胶发生硫化反应或使之交联的特性,又称为交联剂。
硫化剂种类很多,而且还在不断增加,已经使用的硫化剂有硫黄、硒、、含硫化合物、金属氧化物、过氧化物、树酯、醛类和胺类等。
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。
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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。
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。
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为催化剂。
在硅橡胶的加工过程中根据不同的情况和要求设定不同的硫化条件,其中影响硫化过程的主要因素是硫磺用量、硫化温度及硫化时间。
.硫磺用量。其用量越大,硫化速度越快,可以达到的硫化程度也越高。硫磺在橡胶中的溶解度是有限的,过量的硫磺会由胶料表面析出,俗称“喷硫”。为了减少喷硫现象,要求在尽可能低的温度下,或者至少在硫磺的熔点以下加硫。根据橡胶制品的使用要求,硫磺在软质橡胶中的用量一般不超过3%,在半硬质胶中用量一般为20%左右,在硬质胶硫化条件中的用量可高达40%以上。
.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。
.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),才能保证最佳的综合性能。硅胶制品的硫化时间直接关系到产品的质量问题,当硫化时间过短或者过长,都会导致产品出现不良。如果硫化时间过短,那么成型出来的硅胶制品有可能就会出现不熟的现象,如果硫化时间过长,产品会出现冒泡或者是爆边现象。整个成型硫化的过程非常的不好控制,特别是一些结构比较复杂的硅胶制品模具,对硫化时间和硫化温度都非常的敏感。
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来源:贤集网