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橡膠加工工藝簡(jiǎn)介
一、塑煉 橡膠受外力作用產(chǎn)生變形，當(dāng)外力消除后橡膠仍能保持其形變的能力叫做可塑性。增加橡膠可塑性工藝過(guò)程稱(chēng)為塑煉。橡膠有可塑性才能在混煉時(shí)與各種配合劑均勻混合；在壓延加工時(shí)易于滲入紡織物中；在壓出、注壓時(shí)具有較好的流動(dòng)性。此外，塑煉還能使橡膠的性質(zhì)均勻，便于控制生產(chǎn)過(guò)程。但是，過(guò)渡塑煉會(huì)降低硫化膠的強(qiáng)度、彈性、耐磨等性能，因此塑煉操作需嚴(yán)加控制。 橡膠可塑度通常以威廉氏可塑度、門(mén)尼粘度和德弗硬度等表示。 1、塑煉機(jī)理 橡膠經(jīng)塑煉以增加其可塑性，其實(shí)質(zhì)乃是使橡膠分子鏈斷裂 ，降低大分子長(zhǎng)度。斷裂 作用既可發(fā)生于大分子主鏈，又可發(fā)生于側(cè)鏈。由于橡膠在塑煉時(shí)，遭受到氧、電、熱、機(jī)械力和增塑劑等因素的作用，所以塑煉機(jī)理與這些因素密切相關(guān)，其中起重要作用的則是氧和機(jī)械力，而且兩者相輔相成。通?？蓪⑺軣拝^(qū)分為低溫塑煉和高溫塑煉，前者以機(jī)械降解作用為主，氧起到穩(wěn)定游離基的作用；后者以自動(dòng)氧化降解作用為主，機(jī)械作用可強(qiáng)化橡膠與氧的接觸。 塑煉時(shí)，輥筒對(duì)生膠的機(jī)械作用力很大，并迫使橡膠分子鏈斷裂，這種斷裂大多發(fā)生在大分子的中間部分。 塑煉時(shí)，分子鏈愈長(zhǎng)愈容易切斷。順丁膠等之所以難以機(jī)械斷鏈，重要原因之一就是因?yàn)樯z中缺乏較高的分子量級(jí)分。當(dāng)加入高分子量級(jí)分后，低溫塑煉時(shí)就能獲得顯著的效果。 氧是塑煉中不可缺少的因素，缺氧時(shí)，就無(wú)法獲得預(yù)期的效果。生膠塑煉過(guò) 塑煉時(shí)，設(shè)備與橡膠之間的摩擦顯然使得膠溫升高。熱對(duì)塑煉效果極為重要，而且在不同溫度范圍內(nèi)的影響也不同。由于低溫塑煉時(shí)，主要依靠機(jī)械力使分子鏈斷裂，所以在像章區(qū)域內(nèi)（天然膠低于110℃）隨溫度升高，生膠粘度下降，塑煉時(shí)受到的作用力較小，以致塑煉效果反而下降。相反，高溫塑煉時(shí)，主要是氧化裂解反應(yīng)起主導(dǎo)作用，因而塑煉效果在高溫區(qū)（天然膠高于110℃）將隨溫度的升高而增大，所以溫度對(duì)塑煉起著促進(jìn)作用。各種橡膠由于特性不同，對(duì)應(yīng)于最低塑煉效果的溫度范圍也不一樣，但溫度對(duì)塑煉效果影響的曲線(xiàn)形狀是相似的。由前已知，不論低溫塑煉還是高溫塑煉，使用化學(xué)增塑劑皆能提高塑煉效果。接受劑型增塑劑，如苯醌和偶氮苯等，它們?cè)诘蜏厮軣挄r(shí)起游離基接受劑作用，能使斷鏈的橡膠分子游離基穩(wěn)定，進(jìn)而生成較短的分子；引發(fā)劑型增塑劑，如過(guò)氧化二苯甲酰和偶氮二異丁腈等，它們?cè)诟邷叵路纸獬蓸O不穩(wěn)定的游離基，再引發(fā)橡膠分子生成大分子游離基，并進(jìn)而氧化斷裂。此外，如硫醇類(lèi)及二鄰苯甲酰胺基苯基二硫化物類(lèi)物質(zhì)，它們既能使橡膠分子游離基穩(wěn)定，又能在高溫下引發(fā)橡膠形成游離基加速自動(dòng)氧化斷裂，所以，這類(lèi)化學(xué)增塑劑稱(chēng)為混合型增塑劑或鏈轉(zhuǎn)移型增塑劑。 2、塑煉工藝 生膠在塑煉前通常需進(jìn)行烘膠、切膠、選膠和破膠等處理。烘膠是為了使生膠硬度降低以便切膠，同時(shí)還能解除結(jié)晶。烘膠要求溫度不高，但時(shí)間長(zhǎng)，故需注意不致影響橡膠的物理機(jī)械性能；例如天然膠烘膠溫度一般為50~60℃，時(shí)間則需長(zhǎng)達(dá)數(shù)十小時(shí)。生膠自烘房中取出后即切成10~20公斤左右的大塊，人工選除其雜質(zhì)后再用破膠機(jī)破膠以便塑煉。 按塑煉所用的設(shè)備類(lèi)型，塑煉可大致分為三種方法。 1、開(kāi)煉機(jī)塑煉 其優(yōu)點(diǎn)是塑煉膠料質(zhì)量好，收縮小，但生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。此法適宜于膠料變化多和耗膠量少的工注塑加工加工。 開(kāi)煉鋼機(jī)塑煉屬于低溫塑煉。因此，降低橡膠溫度以增大作用力是開(kāi)煉機(jī)塑煉的關(guān)鍵。與溫度和機(jī)械作用有關(guān)的設(shè)備特性和工藝條件都是影響塑煉效果的重要因素。 為了降低膠溫，開(kāi)煉鋼機(jī)的輥筒需進(jìn)行有效的冷卻，因此輥筒設(shè)有帶孔眼的水管，直接向輥筒表面噴水冷卻以降低輥筒需進(jìn)行有效的冷卻，這樣可以滿(mǎn)足各種膠料塑煉時(shí)對(duì)輥溫的基本要求。此外，采用冷卻膠片的方法也是有效的，例如使塑煉形成的膠片通過(guò)一較長(zhǎng)的運(yùn)輸帶（或?qū)л仯┙?jīng)空氣自然冷卻后再返回輥上，以及薄通塑煉（縮小輥距，使膠片變薄，以利于冷卻）皆可。分段塑煉的目的也是為了降低膠溫，其操作是將全塑煉過(guò)程分成若干段，來(lái)完成，每段塑煉后生膠需充分停放冷卻。塑煉一般分為2~3段，每段停放冷卻4~8小時(shí)。膠溫隨塑煉時(shí)間的延長(zhǎng)而增高，若不能及時(shí)冷卻，則生膠可塑性?xún)H在塑煉初期顯著提高，隨后則變化很少，這種現(xiàn)象是由于 生膠溫度升高而軟化，分子易滑動(dòng)和機(jī)械降解效率降低所致。膠溫高還會(huì)產(chǎn)生假可塑性，一旦停放冷卻后，可塑性又降低。兩個(gè)輥筒的速比愈大則剪切作用愈強(qiáng)；因此，塑煉效果愈好?？s小輥間距也可以增大機(jī)械剪切作用，提高塑煉效果。 2、密煉機(jī)塑煉（高溫、間斷） 密煉機(jī)塑煉的生產(chǎn)能力大，勞動(dòng)強(qiáng)度較低、電力消耗少；但由于是密閉系統(tǒng)，所以清理較難，故僅適用于膠種變化少的場(chǎng)合。 密煉機(jī)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，生膠在密煉室內(nèi)一方面在轉(zhuǎn)子與腔壁之間受剪應(yīng)力和摩擦力作用，另一方面還受到上頂栓的外壓。密煉時(shí)生熱量極大，物料來(lái)不及冷卻，所以屬高溫塑煉，溫度通常高于120℃，甚至處于160~180℃之間。依據(jù)前述之高溫塑煉機(jī)理，生膠在密煉機(jī)中主要是借助于高溫下的強(qiáng)烈氧化斷鏈來(lái)提高橡膠的可塑性；因此，溫度是關(guān)鍵，密煉機(jī)的塑煉效果隨溫度的升高而增大。天然膠用此法塑煉時(shí)，溫度一般不超過(guò)155℃，以110~120℃最好，溫度過(guò)高也會(huì)導(dǎo)致橡膠的物理機(jī)械性能下降。 3、螺桿機(jī)塑煉（高溫、邊續(xù)） 螺桿塑煉的特點(diǎn)是在高溫下進(jìn)行連續(xù)塑煉。在螺桿塑煉機(jī)中生膠一方面受到強(qiáng)烈的攪拌作用，另一方面由于生用受螺桿與機(jī)筒內(nèi)壁的摩擦產(chǎn)生大量的熱，加速了氧化裂解。 用螺桿機(jī)塑煉時(shí)，溫度條件很重要，實(shí)踐表明，機(jī)筒溫度以95~110℃為宜，機(jī)關(guān)溫度以80~90℃為宜。因?yàn)闄C(jī)筒溫度高于110℃，生膠的可塑料性也不會(huì)再有大的變化。機(jī)筒溫度超過(guò)120℃則排膠溫度太高而使膠片發(fā)粘，粘輥，不易補(bǔ)充加工。機(jī)筒溫度低于90℃時(shí)，設(shè)備負(fù)荷增大，塑煉膠會(huì)出現(xiàn)夾生的現(xiàn)象。 合成膠塑煉較天然膠困難。為改進(jìn)合成膠塑煉工藝性能，最好在合成過(guò)程中注意控制和調(diào)節(jié)分子量大小和分子量分布，以便制得門(mén)尼粘度較低和工藝性能良好的品種，如軟丁苯和軟丁腈膠等。這些品種可直接用于混煉。順丁膠分子量較低，易冷流，塑煉效果不好，因此順丁膠和適宜門(mén)尼粘度也應(yīng)在合成過(guò)種中獲得。氯丁膠門(mén)尼粘度低，一般不需塑煉，只要經(jīng)過(guò)3~5次薄通就可進(jìn)行混煉。硬丁腈膠門(mén)尼粘度為90~120，塑性低，工藝性能差，只有經(jīng)過(guò)充分塑煉才能進(jìn)行進(jìn)一步加工。但是，由于丁腈膠韌性大，塑煉生熱大、收縮劇烈，塑煉特別困難。欲提高丁腈膠的塑煉效果，應(yīng)采用低溫薄通法，即盡可能降低塑煉溫度和強(qiáng)化機(jī)械作用力，加入增塑劑雖可提高丁腈膠的塑煉效果。但對(duì)混煉膠可塑度的提高不利，因此 ，不宜采用。丁基膠、乙丙膠的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此缺乏塑煉效果，前者門(mén)尼粘度一般為38~75，可不經(jīng)塑煉而直接混煉，后者加工所必需的可塑性應(yīng)在合成過(guò)程中獲得。二、 混煉 1、混煉的目的 為了提高橡膠產(chǎn)品使用性能，改進(jìn)橡膠工藝性能和降低成本，必須在生膠中加入各種配合劑?；鞜捑褪峭ㄟ^(guò)機(jī)械作用使生膠與各種配合劑均勻混合的過(guò)程。 混煉不良，膠料會(huì)出現(xiàn)配合劑分散不均，膠料可塑度過(guò)低或過(guò)高、焦燒、噴霜等到現(xiàn)象，使后續(xù)工序難以正常進(jìn)行，并導(dǎo)致成品性能下降?？刂苹鞜捘z質(zhì)量對(duì)保持半成品和成品性能有著重要意義。通常采用檢查項(xiàng)目有：1、目測(cè)或顯微鏡觀(guān)察；2、測(cè)定可塑度；3、測(cè)定比重；4、測(cè)定硬度；5、溫室物理機(jī)械性能和進(jìn)行化學(xué)分析等。進(jìn)行這些檢驗(yàn)的目的是為了判斷膠料中的配合劑分散是否良好，有無(wú)漏加和錯(cuò)加，以及操作是否符合工藝要求等。 2、混煉理論 由于生膠粘度很高，為使各種配合劑均勻混入和分散，必須借助煉膠機(jī)的強(qiáng)烈機(jī)械作用進(jìn)行混煉。 各種配合劑，由于其表面性質(zhì)的不同，它們對(duì)橡膠的活性也各不一致。按表面特性，配合劑一般可分為二類(lèi)：一類(lèi)具有親水性，如碳酸鹽、陶土、氧化鋅、鋅鋇白等；另一類(lèi)具有疏水性，如各種炭黑等。前者表面特性與生膠不同，因此不易被橡膠潤(rùn)濕；后者表面特性與生膠相近，易被橡膠潤(rùn)濕。為獲得良好混煉效果，對(duì)親水性配合劑的表面須加以化學(xué)改性，以提高它們與橡膠作用的活性，使用表面活性劑即可起到此種作用。表面活性劑大多為有機(jī)化合物，具有不對(duì)稱(chēng)的分子結(jié)構(gòu)。其中常含有—OH、—NH2、—COOH、—NO2、—NO或—SH等極性基團(tuán)，具有未飽和剩余化合價(jià)，有親水性，能產(chǎn)生很強(qiáng)的水合作用；另外，它們分子結(jié)構(gòu)中還有非極性長(zhǎng)鏈或苯環(huán)式烴基，具有疏水性。因而當(dāng)表面活性劑起著配合劑與橡膠之間的媒介作用，提高了配合劑在橡膠中的混煉效果。 表活性劑還起到穩(wěn)定劑的作用，它們能穩(wěn)定已分散的配合劑粒子在膠料中的分散狀態(tài)，不致聚集基結(jié)團(tuán)，從而提高了膠料的穩(wěn)定性。 判斷一種生膠混煉性能的優(yōu)劣，常以炭黑被混煉到均勻分散所需時(shí)間來(lái)衡量. 生膠分子量分布的寬窄對(duì)混煉性能有著重要的影響。影響炭黑在橡膠中分散的因素除橡膠本身外，還有炭黑粒子的大小，結(jié)構(gòu)和表面活性等有關(guān),因而炭黑粒子愈細(xì)，在橡膠中的分散就愈困難，高結(jié)構(gòu)炭黑的空隙大，在混煉鋼初期形成的包容膠濃度低而粘度大，在隨后的混煉中產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，因而更易分散。 3、混煉工藝 目前，混煉工藝按其使用的設(shè)備，一般可分為以下兩種：開(kāi)放式煉機(jī)混煉和密煉機(jī)混煉。 1)、開(kāi)放式煉膠機(jī)混煉 在煉膠機(jī)上先將橡膠壓軟，然后按一定順序加入各種配合劑，經(jīng)多次反復(fù)搗膠壓煉，采用小輥距薄通法，使橡膠與配合劑互相混合以得到均勻的混煉膠。 加料順序?qū)鞜挷僮骱湍z料的質(zhì)量都有很大的影響，不同的膠料，根據(jù)所用原材料的特殊性點(diǎn)，采用一定的加料順序。通常加料順序?yàn)椋荷z（或塑煉膠）——小料（促進(jìn)劑、活性劑、防老劑等）——液體軟化劑——補(bǔ)強(qiáng)劑、填充劑——硫黃。 生產(chǎn)中，常把個(gè)別配合劑與橡膠混煉以做成母煉膠，如促進(jìn)劑母煉膠，或把軟化劑配成膏狀，再用母煉膠按比例配料，然后進(jìn)行混煉。這樣可以提高混煉的均勻性，減少粉劑飛揚(yáng)，提高生產(chǎn)效率。開(kāi)放式煉膠機(jī)混煉的缺點(diǎn)是粉劑飛揚(yáng)大、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)規(guī)模也比較??；優(yōu)點(diǎn)是適合混煉的膠料品種多或制造特殊膠料。 2)、密煉機(jī)混煉 密煉機(jī)混煉一般要和壓片機(jī)配合使用，先把生膠配合劑按一定順序投入密煉機(jī)的混煉室內(nèi)，使之相互混合均勻后，排膠于壓片機(jī)上壓成片，并使膠料溫度降低（不高于100℃），然后再加入硫化劑和需低溫加入的配合劑，通過(guò)搗膠裝置或人工搗膠反復(fù)壓煉，以混煉均勻，經(jīng)密煉機(jī)和壓片機(jī)一次混煉鋼就得到均勻的混煉膠的方法叫做一段混煉法。 有些膠料如氯丁膠料，順丁膠料經(jīng)密煉機(jī)混煉后，于壓片機(jī)下片冷卻，并停放一定時(shí)間，再次回到密煉機(jī)上進(jìn)行混煉，然后再在壓片機(jī)上加入硫化劑，超促進(jìn)劑等，并使其均勻分散，得到均勻的混煉膠，這種混煉方法叫做二段混煉。密煉機(jī)的加料順序一般為：生膠——小料（包括促進(jìn)劑、活性劑、防老劑等）——填料、補(bǔ)強(qiáng)劑——液體增塑劑。 要得到質(zhì)量好的混煉膠，應(yīng)根據(jù)膠料性質(zhì)來(lái)決定合適的容量，加料順序以及混煉的時(shí)間、溫度、上頂栓的壓力等工藝條件。 有些膠料采用密煉機(jī)混煉，可把塑煉和混煉工藝合并進(jìn)行。經(jīng)驗(yàn)證明，天然膠采用密煉機(jī)進(jìn)行一段混煉效果較好。此法簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，縮短生產(chǎn)周期，提高效率。但如在配方中使用大量難于在橡膠中均勻分散的配合劑時(shí)，則不宜采用此法，仍需用塑煉膠進(jìn)行混煉，以免發(fā)生混煉不均現(xiàn)象。密煉機(jī)混煉與開(kāi)放式煉膠機(jī)混煉相比，機(jī)械化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度小，混煉時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，此外，因混煉室為密閉的，減少了粉劑的飛揚(yáng)。 除上述兩種混煉方法外，目前還有一種新的螺桿混煉機(jī)（傳遞式混煉機(jī)）混煉法，其特點(diǎn)是連續(xù)混煉，生產(chǎn)效率高?？墒够鞜捙c壓延、壓出聯(lián)動(dòng)力，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 3)、幾種橡膠的混煉特性 a、天然膠 天然膠受機(jī)械捏煉時(shí)，塑性增加很快，發(fā)熱量比合成膠小，配合劑易于分散。加料順序?qū)ε浜蟿┓稚⒊潭鹊挠绊懖幌窈铣赡z那樣顯著，但混煉時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)膠料性能的影響比合成膠大。 采用開(kāi)放式煉膠機(jī)混煉時(shí)，輥溫一般為50~60℃左右）。用密煉機(jī)時(shí)多采用一段混煉法。 b、丁苯膠 混煉時(shí)生熱大，升溫快，混煉溫度應(yīng)比天然膠低。丁苯膠對(duì)粉劑的濕潤(rùn)能力較差，故粉劑難于分散，所以混煉時(shí)間要比天然膠長(zhǎng)，采用開(kāi)放式煉膠機(jī)混煉時(shí)需加薄通次數(shù)。用密煉機(jī)混煉，可采用二段混煉法，硫化劑，超促進(jìn)劑在第二段的壓片機(jī)中加入，由于丁苯膠在高溫下容易結(jié)聚，因此密煉機(jī)混煉時(shí)需注意控制溫度一般排膠溫度不宜超過(guò)130℃。 c、氯丁膠 氯丁膠的物理狀態(tài)隨溫度而變化。通用型氯丁膠在常溫下至70℃時(shí)為彈性態(tài)，容易包輥，混煉時(shí)配合劑易于分散，溫度升高到70~94℃呈粒狀，并出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象而不能進(jìn)行塑煉、混煉、壓延等工藝；溫度繼續(xù)升高而呈塑性態(tài)時(shí)，顯得非常柔軟而沒(méi)有彈性，配合劑也很難均勻分散。采用開(kāi)放式煉膠機(jī)混煉時(shí)，輥溫一般在40~50℃范圍內(nèi)，溫度高則易粘輥。加料時(shí)先加入氧化鎂后加入氧化鋅，這可避免焦燒。當(dāng)氯丁膠中摻入10%的天然膠或順丁膠時(shí)，能改善工藝性能。用密煉機(jī)混煉時(shí)，可采用二段混煉，操作更安全。氧化鋅在第二段混煉的壓片機(jī)上加入。 氯丁膠混煉時(shí)，溫度高則容易出現(xiàn)粘輥和焦燒的毛病。因此，操作時(shí)須嚴(yán)格控制溫度和時(shí)間。 d、兩種或兩種以上橡膠并用 若配方中采用兩種或兩種以上和橡膠，其混煉方法有兩種：一種是橡膠各自塑煉，使其可塑性相近，然后相互混均，再加各種配合劑，使之分散均勻。此法簡(jiǎn)便；另一種方法是各種橡膠分別加入配合劑混煉，然后把各膠料再相互混煉均勻。后者能提高混煉的均勻程度。三、硫化 1. 硫化對(duì)橡膠性能和影響 1)、定伸強(qiáng)度 通過(guò)硫化，橡膠單個(gè)分子間產(chǎn)生交聯(lián)，且隨交聯(lián)密度的增加，產(chǎn)生一定變形（如拉伸至原長(zhǎng)度的200%或300%）所需的外力就隨之增加，硫化膠也就越硬。 對(duì)某一橡膠，當(dāng)試驗(yàn)溫度和試片形狀以及伸長(zhǎng)一定時(shí)，則定伸強(qiáng)度與MC（兩個(gè)交聯(lián)鍵之間橡膠分子的平均分子量）成反比，也就是與交聯(lián)度成正比。這說(shuō)明交聯(lián)度大，即交聯(lián)鍵間鏈段平均分子量越小，定伸強(qiáng)度也就越高。 2)、硬度 與定伸強(qiáng)度一樣，隨交聯(lián)度的增加，橡膠的硬度也逐漸增加，測(cè)量硬度是在一定形變下進(jìn)行的，所以有關(guān)定促?gòu)?qiáng)度的上述情況也基本適用于硬度。 3)、抗張強(qiáng)度 抗張強(qiáng)度與定伸強(qiáng)度和硬度不同，它不隨交聯(lián)鍵數(shù)目的增加而不斷地上升，例如使硫磺硫化的橡膠，當(dāng)交聯(lián)度達(dá)到適當(dāng)值后，如若繼續(xù)交聯(lián)，其抗張強(qiáng)度反會(huì)下降。在硫黃用量很高的硬質(zhì)膠中，抗張強(qiáng)度下降后又復(fù)上升，一直達(dá)到硬質(zhì)膠水平時(shí)為止。 4)、伸長(zhǎng)率和永久變形 橡膠的伸長(zhǎng)率隨交聯(lián)度的增加而降低，永久變形也有同樣的規(guī)律。有硫化返原性的橡膠如天然橡膠和丁基橡膠，在過(guò)硫化以后由于交聯(lián)度不斷降低，其伸長(zhǎng)率和永久變形又會(huì)逐漸增大。 5)、彈性 未硫化膠受到較長(zhǎng)時(shí)間的外力作用時(shí)，主要發(fā)生塑性流動(dòng)，橡膠分子基本上沒(méi)有回到原來(lái)的位置的傾向。橡膠硫化后，交聯(lián)使分子或鏈段固定，形變受到網(wǎng)絡(luò)的約束，外力作用消除后，分子或鏈段力圖回復(fù)原來(lái)構(gòu)象和位置，所以硫化后橡膠表現(xiàn)出很大的彈性。交聯(lián)度的適當(dāng)增加，這種可逆的彈性回復(fù)表現(xiàn)得更為顯著。 2. 硫化過(guò)程的四個(gè)階段 膠料在硫化時(shí)，其性能隨硫化時(shí)間變化而變化的曲線(xiàn)，稱(chēng)為硫化曲線(xiàn)。從硫化時(shí)間影響膠料定伸強(qiáng)度的過(guò)程來(lái)看，可以將整個(gè)硫化時(shí)間分為四個(gè)階段：硫化起步階段、欠硫階段、正硫階段和過(guò)硫階段。 1)、硫化起步階段（又稱(chēng)焦燒期或硫化誘導(dǎo)期） 硫化起步的意思是指硫化時(shí)間膠料開(kāi)始變硬而后不能進(jìn)行熱塑性流動(dòng)那一點(diǎn)的時(shí)間。硫起步階段即此點(diǎn)以前的硫化時(shí)間。在這一階段內(nèi)，交聯(lián)尚未開(kāi)始，膠料在模型內(nèi)有良好的流動(dòng)性。膠料硫化起步的快慢，直接影響膠料的焦燒和操作安全性。這一階段的長(zhǎng)短取決于所用配合劑，特別是促進(jìn)劑的種類(lèi)。用有超速促進(jìn)劑的膠料，其焦燒比較短，此時(shí)膠料較易發(fā)生焦燒，操作安全性差。在使用遲效性促進(jìn)劑（如亞磺酰胺）或與少許秋蘭姆促進(jìn)劑并用時(shí)，均可取得較長(zhǎng)的焦燒期和良好的操作安全性。但是，不同的硫化方法和制品，對(duì)焦燒時(shí)間的長(zhǎng)短亦有不同要求。在硫化模壓制品時(shí)，總是希望有較長(zhǎng)的焦燒期，使膠料有充分時(shí)間在模型內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)，而不致使制品出現(xiàn)花紋不清晰或缺膠等到缺陷。在非模型硫化中，則應(yīng)要求硫化起步應(yīng)盡可能早一些，因?yàn)槟z料起步快而迅速變硬，有利于防止制品因受熱變軟而發(fā)生變形。不過(guò)在大多數(shù)情況下仍希望有較長(zhǎng)的焦燒時(shí)間以保證操作的安全性。 2)、欠硫階段（又稱(chēng)預(yù)硫階段） 硫化起步與正硫化之間的階段稱(chēng)為欠硫階段。在此階段，由于交聯(lián)度低，橡膠制品應(yīng)具備的性能大多還不明顯。尤其是此階段初期，膠料的交聯(lián)度很低，其性能變化甚微，制品沒(méi)有實(shí)用意義。但是到了此階段的后期，制品輕微欠硫時(shí)，盡管制品的抗張強(qiáng)度、彈性、伸長(zhǎng)率等尚未達(dá)到預(yù)想的水平，但其抗撕裂性耐磨性和抗動(dòng)態(tài)裂口性等則優(yōu)于正硫化膠料。因此，如果著重要求后幾種性能時(shí)，制品可以輕微欠硫。 3)、正硫階段 大多數(shù)情況下，制品在硫化時(shí)都必須使之達(dá)到適當(dāng)?shù)慕宦?lián)度，達(dá)到適當(dāng)?shù)奈衣?lián)度的階段叫做正硫化階段，即正硫階段。在此階段，硫化膠的各項(xiàng)物理機(jī)械性能并非在同一時(shí)都達(dá)到最高值，而是分別達(dá)到或接近最佳值，其綜合性能最好。此階段所取的溫度和時(shí)間稱(chēng)為正硫化溫度和正硫化時(shí)間。 正硫化時(shí)間須視制品所要求的性能和制品斷面的厚薄而定。例如，著重要求抗撕裂性好的制品，應(yīng)考慮抗撕強(qiáng)度最高或接近最高值的硫化時(shí)間定為正硫化時(shí)間；要求耐磨性高的制品，則可考慮磨耗量小的硫化時(shí)間定為正硫化時(shí)間。對(duì)于厚制品，在選擇正硫時(shí)間時(shí)，尚需將“后硫化”考慮進(jìn)去。所謂“后硫化”，即是當(dāng)制品硫取出以后，由于橡膠導(dǎo)熱性差，傳熱時(shí)間長(zhǎng)，制品因散熱而降溫也就較慢，所以它還可以繼續(xù)進(jìn)行硫化，特將它稱(chēng)為“后硫化”?！昂罅蚧睂?dǎo)致的抗張強(qiáng)度和硬度進(jìn)一步增加，彈性和其它機(jī)械性能降低，制品的使用壽命因之受到損害。所以，制品越厚就越應(yīng)將“后硫化”考慮進(jìn)去。在一般情況下，可以根據(jù)抗張強(qiáng)度最高值略前的時(shí)間或以強(qiáng)伸積（抗張強(qiáng)度與伸長(zhǎng)率的乘積）最高值的硫化時(shí)間定為正硫化時(shí)間。 4)、過(guò)硫階段 正硫階段之后，繼續(xù)硫化便進(jìn)入過(guò)硫階段。這一階段的前期屬于硫化平坦期的一部分。在平坦期中，硫化膠的各項(xiàng)物理機(jī)械性能基本上保持穩(wěn)定。當(dāng)過(guò)平坦期之后，天然橡膠和丁基橡膠由于斷鏈多于交聯(lián)出現(xiàn)硫化返原現(xiàn)象而變軟；合成橡膠則因交聯(lián)繼續(xù)占優(yōu)勢(shì)和環(huán)化結(jié)構(gòu)的增多而變硬，且伸長(zhǎng)率也隨之降低，橡膠性能受到損害。 硫化平坦期的長(zhǎng)短，不僅表明膠料熱穩(wěn)定性的高低，而且對(duì)硫化工藝的安全操作以及厚制品的硫化質(zhì)量的好壞均有直接影響。 對(duì)于硫黃硫化而言，硫化平坦期的長(zhǎng)短，在很大程度上取決于所用促進(jìn)劑的種類(lèi)和用量。用有超速促進(jìn)劑（如TMTD）的膠料，在硫化開(kāi)始以后，由于它迅速失去活性，交聯(lián)鍵的斷裂得不到補(bǔ)充，引起硫化平坦期縮短。如果交聯(lián)鍵的熱穩(wěn)定性差，則易產(chǎn)生硫化返原現(xiàn)象。當(dāng)交聯(lián)鍵的鍵能較高時(shí)，即使使用超速促進(jìn)劑也能獲得較長(zhǎng)的硫化平坦期，使用低硫高促體系，便能達(dá)到這一目的。增高硫化溫度，裂解比交聯(lián)的速度增加得更快，硫化返原傾向越強(qiáng)，硫化平坦期也越短。所以采用高溫硫化時(shí)，必須選取能使硫化平坦期較長(zhǎng)的促進(jìn)劑。使用超速促進(jìn)劑時(shí)，要求硫化溫度低，否則硫化平坦期將縮短到甚至不能防護(hù)可能發(fā)生的過(guò)硫。 3. 用硫化儀測(cè)定硫化程度 使用硫化儀測(cè)定膠料硫化特性方便，而且只需進(jìn)行一次試驗(yàn)即可得到完整的硫化曲線(xiàn)。由此曲線(xiàn)可以直觀(guān)地或經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算得到全套硫化參數(shù)：初始粘度、最低粘度、誘導(dǎo)時(shí)間（焦燒時(shí)間），硫化速度、正硫化時(shí)間和活化能等。由于硫化儀具有這些優(yōu)點(diǎn)，故其在橡膠工業(yè)生產(chǎn)上及硫化動(dòng)力學(xué)，硫化機(jī)理等的研究上得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
