硫化橡胶正硫化时间的确定方法
橡胶硫化的基本知识
硫化对构造与性能的影响在橡胶制品生产过程中，硫化是最后一道加工工序。
在这道工序中，橡胶经过一系列复杂的化学反响，由线型构造变成体型构造，失去了混炼胶的可塑性具有了交联橡胶的高弹性，进而获得优良的物理机械性能、耐热性、耐溶剂性及耐腐蚀性能提高橡胶制品的使用价值和应用范围硫化前：线性构造，分子间以范德华力相互作用性能：可塑性大，伸长率高，具有可溶性硫化时：分子被引发，发生化学交连反响硫化后：网状构造，分子间以已化学键结合构造：(1)化学键。
(2)交联键的位置；(3)交联程度(4)交联性能: 1)力学性能(定伸强度.硬度.拉伸强度. 伸长率.弹性)2)物理性能3)化学稳定性硫化后橡胶的性能变化：以天然橡胶为例，随硫化程度的提高1) 力学性能的变化(弹性. 扯断强度. 定伸强度. 撕裂强度. 硬度)提高(伸长率. 压缩永久变形. 疲劳生热)降低2)物理性能的变化透气率、透水率降低不能溶解，只能溶胀耐热性提高2) 化学稳定性的变化化学稳定性提高原因 a. 交联反响使化学活性很高的基团或原子不复存在，使老化反响难以进展b . 网状构造阻碍了低分子的扩散，导致橡胶自由基难以扩散7.2 硫化历程在硫化过程中，各种性能均会随硫化的进程而发生变化，这种变化曲线能够反映胶料的硫化历程，故称为硫化历程图。
以下图为用硫化仪测出的硫化历程曲线。
该曲线反映胶料在一定硫化温度下，转子的转矩随硫化时间的变化。
A焦烧阶段；B.热硫化阶段；C.平坦硫化阶段；D.过硫化阶段A1.操作焦烧时间；A2.剩余焦烧时间1. 焦烧阶段(焦烧期－硫化起步阶段，硫化诱导期)1) 图中的ab段称为胶料的焦烧阶段，此时交联尚未开场，胶料在模腔内具有良好的流动性，也称为硫化诱导阶段。
胶料焦烧时间的长短决定胶料的焦烧性能和操作平安性。
胶料焦烧时间受胶料中硫化促进剂和胶料本身的热历史的影响较大2) 焦烧时间既包括橡胶在加工过程中由于热积累消耗掉的焦烧时间A1，称为操作焦烧时间；也包括胶料在模腔中保持流动性的时间A2，称为剩余焦烧时间硫化起步——硫化时，胶料开场变硬而后不能进展热塑性流动的那一点时间(焦烧)。
橡胶制品的硫化时间及正硫化时间
橡胶制品硫化时间在一定的温度、模压下，为了使胶料从塑性变成弹性，且达到交联密度大化，物理机械性能化所用的时间叫橡胶制品硫化时间。
通常不含操作过程的辅助时间。
硫化时间是和硫化温度密切相关的，在硫化过程中，硫化胶的各项物理、力学性能达到或接近点时，此种硫化程度称为正硫化或宜硫化。
在一定温度下达到正硫化所需的硫化时间称为正硫化时间，一定的硫化温度对应有一定的正硫化时间。
当胶料配方和硫化温度一定时，硫化时间决定硫化程度，不同大小和壁厚的橡胶制品通过控制硫化时间来控制硫化程度，通常制品的尺寸越大或越厚，所需硫化的时间越长。
胶料正硫化时间的测试方法有：物理 - 化学法（包括游离硫测定法和溶胀法）；物理-力学性能测定法（包括定伸应力法、拉伸强度法、定伸强度法、抗张积法、压缩变形法、综合取值法等）；专用仪器法（包括门尼粘度法、硫化仪法）等。
目前常用的是硫化仪法。
通过硫化仪测试，可以得到胶料的正硫化时间。
制品硫化时间的确定若制品厚度为 6mm 或小于 6mm ，并且，胶料的成形工艺条件可以认为是均匀受热状态，那么，制品的硫化时间与硫化曲线中所测得的正硫化时间相同（温度一致的情况下，即加硫温度使用硫化仪测试的温度）；若制品壁厚大于 6mm ，每增加 1mm 的厚度，则测试的正硫化时间增加 1min ，这是一个经验数据。
例如，一橡胶制品，其厚度为 22mm ，试片测试的正硫化时间为6min （温度设定为 150 ℃），那么，在 150℃硫化时，该制品的硫化时间为 6+（22-6）×1=22min。
这时间不包括操作过程的辅助时间。
二段加硫时间设定为了达到合理的制造工艺和合理成本，把橡胶硫化分为一段、二段两个过程来完成的工艺方法，其第二段的工艺就是所谓的二段加硫。
一段硫化主要是使制品得到定形，然后将未100% 正硫化状态而得到定形的制品集中起来进行二段硫化。
这样，提升了一段硫化的效率，二段硫化的集中处理，也提升了效率，节省了能源。
橡胶硫化时间
橡胶硫化时间是指橡胶中硫化反应完成所需的时间。
硫化是一种化学反应，在硫化过程中，硫化剂和橡胶中的双键发生反应形成交联结构，从而使橡胶变得更加稳定和强度更高。
橡胶硫化时间的长短对橡胶制品的性能有着重要的影响。
如果硫化时间过短，橡胶中的交联结构不足，制品性能不够稳定；如果硫化时间过长，则交联结构过多，橡胶可能变得过硬，在使用时容易出现龟裂或失效。
确定橡胶硫化时间的方法有几种，常用的有：
1. 硬度测定法：将硫化橡胶放置在恒温恒湿条件下，每隔一段时间测量其硬度，以确定硫化时间。
2. 机械性能测定法：同样是将硫化橡胶放置在恒温恒湿条件下，每隔一段时间测量其拉伸强度、断裂伸长率等机械性能，以确定硫化时间。
3. 硫化特性测试法：通过测试硫化橡胶的硫化特性曲线，即硫化度与时间的变化关系，确定硫化时间。
影响橡胶硫化时间的因素
确定橡胶硫化时间需要考虑多个因素，包括：
1. 硫化剂种类和用量：硫化剂种类和用量是影响硫化时间的最重要因素之一。
不同种类的硫化剂在硫化的速率和效果上有着显著的不同，同时添加的硫化剂用量也直接关系到硫化的程度和速率。
2. 硫化温度：硫化温度是影响硫化时间的重要因素之一，一般来说，硫化温度越高，硫化时间越短。
3. 橡胶种类和形状：不同种类和形状的橡胶，在硫化过程中硫化剂的分散和渗透情况也有所不同，从而影响硫化时间。
正硫化时间
正硫化时间介绍正硫化时间是指在硫化过程中，物质从开始反应到完全硫化所需的时间。
硫化是指将一种物质与硫黄或硫酸进行化学反应，形成硫化物的过程。
正硫化时间是一个重要的指标，可以用来评估硫化反应的速度和效果。
在不同的应用领域，正硫化时间具有不同的意义和要求。
1. 正硫化时间的应用领域正硫化时间在许多领域都有广泛的应用。
一些常见的应用领域包括：•橡胶工业：正硫化时间对于橡胶制品的质量具有重要影响。
在橡胶制品生产中，通过控制正硫化时间可以控制橡胶制品的硫化程度和性能。
不同的橡胶制品对正硫化时间有不同的要求。
•化学工业：正硫化时间在一些化学反应中也是一个重要参数。
在某些注塑工艺中，正硫化时间越短，反应速度越快，可以提高生产效率。
•材料科学：正硫化时间也在一些材料制备过程中起着重要作用。
通过控制正硫化时间可以控制材料的结构和性能。
2. 影响正硫化时间的因素正硫化时间受许多因素的影响。
以下是一些常见的影响因素：•温度：温度是影响正硫化时间的主要因素之一。
一般情况下，随着温度的升高，正硫化时间会缩短，反应速度会加快。
•压力：在一些条件下，增加压力可以增加反应速度，从而缩短正硫化时间。
•硫化剂浓度：增加硫化剂浓度可以加速硫化反应，从而缩短正硫化时间。
•反应物浓度：反应物浓度的变化也会对正硫化时间产生影响。
一般情况下，随着反应物浓度的增加，正硫化时间会减少。
正硫化时间的测定方法正硫化时间的测定是一个重要的实验过程。
不同的材料和应用领域要求不同的测定方法。
下面介绍几种常见的正硫化时间测定方法：1. 拉伸试验法拉伸试验法是一种常用的测定正硫化时间的方法。
在实验中，通过拉伸试验仪测定样品在硫化过程中的拉伸变化，根据拉伸变化的曲线确定正硫化时间。
2. 硫化指数法硫化指数法是一种间接测定正硫化时间的方法。
该方法根据硫化反应中硫化物生成的速度和量，通过测定硫化物的含量来估计正硫化时间。
影响正硫化时间的因素及优化措施为了控制正硫化时间，提高硫化效果和产品质量，需要认识到影响正硫化时间的因素，并采取相应的优化措施。
橡胶硫化压力温度时间计算(公式全
橡胶硫化压力温度时间计算(公式全橡胶硫化是一种重要的橡胶加工工艺，通过在橡胶中添加硫化剂、加热和施加压力，将线性链状的橡胶分子交联成为三维网络结构，从而提高橡胶的强度、硬度和耐用性。
硫化压力、温度和时间是影响橡胶硫化效果的关键因素。
橡胶硫化压力是指在橡胶硫化过程中施加在橡胶上的压力。
硫化压力有助于加快硫化反应速率，提高硫化交联密度和强度。
常用的硫化压力单位为MPa。
硫化压力的选择应根据橡胶的种类、受力情况、硫化材料的类型和硫化温度来确定。
一般情况下，硫化压力在2-20MPa之间。
压力过小会导致硫化交联不完全，橡胶性能差；压力过大则易引起橡胶硫化产生的内部应力过大或产生变形。
橡胶硫化温度是指在橡胶硫化过程中，橡胶和硫化剂所处的温度。
硫化温度对橡胶的硫化速率和硫化交联密度有重要影响。
橡胶硫化的温度通常在100-200℃之间。
具体的硫化温度可以根据橡胶的种类、硫化剂的类型和硫化时间来确定。
温度过低会导致硫化反应速率过慢，硫化不完全；温度过高则易引起橡胶老化或产生变形。
橡胶硫化时间是指在橡胶硫化过程中所需的时间。
硫化时间对橡胶的硫化交联密度和硬度有重要影响。
硫化时间的选择应根据橡胶的种类、硫化剂的类型和硫化温度来确定。
硫化时间一般在5-60分钟之间。
时间过短会导致硫化交联不完全，橡胶性能差；时间过长则易引起橡胶老化或硫化交联过度。
橡胶硫化效果的计算可以通过硫化反应动力学模型和实验数据进行估算。
硫化动力学模型是描述硫化反应速率随时间的变化规律的数学方程。
常用的硫化动力学模型有理想反应动力学模型、布洛赫-曼宁方程和约伯斯方程等。
这些模型可以用来计算硫化过程中的反应速率常数、反应级数和硫化反应速率随时间的变化规律。
实验数据可以通过橡胶硫化试验获得，通过测量硫化前后橡胶的物理性能变化来评估硫化效果。
综上所述，橡胶硫化压力、温度和时间是影响橡胶硫化效果的重要因素。
硫化压力、温度和时间的选择应根据橡胶的种类、受力情况、硫化材料的类型和硫化时间来确定。
橡胶硫化温度和硫化时间关系(三要素中压力不变的情况下)
橡胶硫化温度和硫化时间关系（三要素中压力不变的情况
下）
硫化温度是硫化反应的最基本条件。
硫化温度的高低，可直接影响硫化速度、产品质量和企业的经济效益
硫化温度高，硫化速度快，生产效率高；反之生产效率低提高硫化温度会导致以下问题；
(1)引起橡胶分子链裂解和硫化返原，导致胶料力学性能下降
(2)使橡胶制品中的纺织物强度降低
(3)导致胶料焦烧时间缩短，减少了充模时间，造成制品局部缺胶
(4)由于厚制品会增加制品的内外温差，导致硫化不均
硫化温度的选取应综合考虑橡胶的种类、硫化体系及制品结构等因素
各种橡胶的最宜硫化温度一般是：
NR<143℃；SBR<180℃；IR、BR、CR<151℃；
IIR<170℃；NBR<180℃
等效硫化时间的计算
通过范特霍夫方程计算等效硫化时间
根据范特霍夫方程，硫化温度和硫化时间的系可用下式表示：τ1/τ2=k
式中τ1—温度为t1的正硫化时间，min
τ2—温度为t2的正硫化时间，min
K—硫化温度系数
例：已知某一胶料在140℃时的正硫化时间是20min，利用范特霍夫方程可计算出130℃和150℃时的等效硫化时间130℃的等效硫化时间为40min；150℃的等效硫化时间为10min。
橡胶硫化四阶段：硫化起步阶段、欠硫阶段、正硫阶段和过硫阶段
橡胶硫化四阶段：硫化起步阶段、欠硫阶段、正硫阶段和过硫阶段胶料在硫化时，其性能随硫化时间变化而变化的曲线，称为硫化曲线。
从硫化时间影响胶料定伸强度的过程来看，可以将整个硫化时间分为四个阶段：硫化起步阶段、欠硫阶段、正硫阶段和过硫阶段1）硫化起步阶段（又称焦烧期或硫化诱导期）硫化起步的意思是指硫化时间胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动那一点的时间。
硫起步阶段即此点以前的硫化时间。
在这一阶段内，交联尚未开始，胶料在模型内有良好的流动性。
胶料硫化起步的快慢，直接影响胶料的焦烧和操作安全性。
这一阶段的长短取决于所用配合剂，特别是促进剂的种类。
用有超速促进剂的胶料，其焦烧比较短，此时胶料较易发生焦烧，操作安全性差。
在使用迟效性促进剂（如亚磺酰胺）或与少许秋兰姆促进剂并用时，均可取得较长的焦烧期和良好的操作安全性。
但是，不同的硫化方法和制品，对焦烧时间的长短亦有不同要求。
在硫化模压制品时，总是希望有较长的焦烧期，使胶料有充分时间在模型内进行流动，而不致使制品出现花纹不清晰或缺胶等到缺陷。
在非模型硫化中，则应要求硫化起步应尽可能早一些，因为胶料起步快而迅速变硬，有利于防止制品因受热变软而发生变形。
不过在大多数情况下仍希望有较长的焦烧时间以保证操作的2）欠硫阶段（又称预硫阶段）硫化起步与正硫化之间的阶段称为欠硫阶段。
在此阶段，由于交联度低，橡胶制品应具备的性能大多还不明显。
尤其是此阶段初期，胶料的交联度很低，其性能变化甚微，制品没有实用意义。
但是到了此阶段的后期，制品轻微欠硫时，尽管制品的抗张强度、弹性、伸长率等尚未达到预想的水平，但其抗撕裂性耐磨性和抗动态裂口性等则优于正硫化胶料。
因此，如果着重要求后几种性能时，制品可以轻微欠硫。
3）正硫阶段大多数情况下，制品在硫化时都必须使之达到适当的交联度，达到适当的我联度的阶段叫做正硫化阶段，即正硫阶段。
在此阶段，硫化胶的各项物理机械性能并非在同一时都达到最高值，而是分别达到或接近最佳值，其综合性能最好。
橡胶的硫化体系
橡胶的硫化体系硫化是橡胶制品加工的主要工艺过程之一，也是橡胶制品生产中的最后一个加工工序。
在这个工序中，橡胶要经历一系列复杂的化学变化，由塑性的混炼胶变为高弹性的交联橡胶，从而获得更完善的物理机械性能和化学性能，提高和拓宽了橡胶材料的使用价值和应用X围。
因此，硫化对橡胶与其制品的制造和应用具有十分重要的意义。
本章要求：1．掌握硫化概念、硫化参数〔焦烧、诱导期、正硫化、硫化返原〕、喷霜等专业术语。
2．掌握硫化历程、各种硫化剂、促进剂的特性；3．掌握硫化体系与硫化胶结构与性能的关系、硫化条件的选取与确定。
4．了解各种硫化体系的硫化机理、硫化工艺与方法。
本章主要参考书：橡胶化学〔王梦蛟译〕、橡胶化学与物理、橡胶工业手册〔2、3分册〕§1 绪论一．硫化开展概况1839年，美国人Charles Goodyear发现橡胶和硫黄一起加热可得到硫化胶；1844年，Goodyear又发现无机金属氧化物〔如CaO、MgO、PbO〕与硫黄并用能够加速橡胶的硫化，缩短硫化时间；1906年，使用了有机促进剂苯胺。
Oenslager发现在硫化性能最差的野生橡胶中添加苯胺后，可使其性能接近最好的巴拉塔胶。
NR+S+PbO+苯胺——→硫化速度大大加快，且改善硫化胶性能；1906-1914年，确定了橡胶硫化理论，认为硫化主要是在分子间生成了硫化物；1920年，Bayer发现碱性物有促进硫化作用；NR+S+ZnO+苯胺——→1921年，NR+S+ZnO+硬脂酸+苯胺——→同年又发现了噻唑类、秋兰姆类促进剂，并逐渐认识到促进剂的作用，用于橡胶的硫化中。
在此之后又陆续发现了各种硫化促进剂。
硫黄并非是唯一的硫化剂。
1846年，Parkes发现SCl的溶液或蒸汽在室温下也能硫化橡胶，称为“冷硫化法〞；1915年，发现了过氧化物硫化；1918年，发现了硒、碲等元素的硫化；1930年，发现了低硫硫化方法；1940年，相继发现了树脂硫化和醌肟硫化；1943年，发现了硫黄给予体硫化；二战以后又出现了新型硫化体系，如50年代发现辐射硫化；70年代脲烷硫化体系；80年代提出了平衡硫化体系。
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正硫化又称最佳硫化，是指硫化过程中胶料综合性能达到最佳值的阶段。
正硫化点（也称正硫化时间），是指达到正硫化所需的最短时间。
橡胶工业中测定正硫化点（正硫化时间）的方法很多。
在工艺上常用的测定方法可分为物理-化学法、物理机械性能法和专用仪器法三大类。
物理化学法可分为：
1、游离硫测定法
此法是分别测定各种不同硫化时间下试片中的游离硫量，然后绘出游离硫量-时间曲线，从曲线上找出游离硫量最小值所对应的时间为正硫化时间。
此法简单方便，但由于反应并非全部构成有效交联键（如分子间的硫环等），因此所得结果误差大，而且不适于非硫黄硫化的胶料，仅适于硫黄交联的天然胶。
2、溶胀法（膨润试验法）
此法是将不同硫化时间的试片，軎于适当的溶剂（如苯、汽油等）
中，在恒温下经过一定时间达到溶胀平衡后，将试片取出称量，然后计算出溶胀率（溶胀增重率），并绘成溶胀曲线，
溶胀率（胀润率）的计算公式：
溶胀率＝（G2－G1）÷G1×100%
式中：G1——试片溶胀前的质量，g；
G2——试片溶胀后的质量，g。
对于天然胶，溶胀曲线呈V字形（因为在过硫化情况下，由于复原的原因，溶胀率又复增大），曲线的最低点为正硫化点。
对于合成胶来说，曲线形状类似于渐近线，其转折点处为正硫化点。
橡胶具有在溶剂中溶胀的特性，溶胀程度随交联度增大而减少，在充分交联时，将出现最低值。
溶胀法是公认为测定正硫化的标准方法，由此法测定的正硫化点，为理论正硫化点。