配合胶乳的硫化机理
(2022-11-20 15:01:44)
在胶乳制品生产中,不论是天然胶乳还是合成胶乳,或者是人造胶乳,都要经过配料和硫化工艺。而胶乳的硫化工艺与固体干橡胶的硫化基理是不同的。我们首先要明白配合胶乳是在胶体水分散相中进行的。硫化后的配合胶乳仍然保持胶体水分散体状态。这也是配合胶乳硫化的独特奇异的方式。
配合胶乳的硫化与固体橡胶相比,有如下五点不同,一,配合胶乳是在胶体水分散体系中进行的。导致胶乳粒子內部橡胶相的交联。但并不破坏胶体体系的稳定性,二,硫化配合剂以水分散体或水溶液形式加入胶乳中,在硫化过程中,只有进入橡胶相中的硫化助剂才能真正参与交联反应,而并非所加入胶乳中的硫化助剂都参加交联反应。三,配合胶乳的硫化一般均採用超速促进剂类高活性硫化体系,其硫化温度也没有固体橡胶那么高,一般均在100摄氏度左右,在硫化过程中没有焦烧现象。四,配合胶乳硫化所形成的交v结构中,含有比固体橡胶硫化物更多的多硫键,而且多硫键中硫原子数较高。五,硫化的配合胶乳在放置过程中的变异性大于固体橡胶硫化物。
配合胶乳的硫化历程:
配合胶乳的硫化历程是在硫化助剂加入胶乳后,助剂先吸附于橡胶粒子表面,然后它们的分子将逐步向橡胶粒子内部扩散,可是由于硫化速度远远大于扩散速度,因此当助剂扩散进入橡胶粒子橡胶相时,在溫度的作用下很快发生硫化反应。扩散主要是在橡胶粒子的表面层进行,因而配合胶乳真正的硫化反应也是发生在粒子的表面层。那么胶粒的中心部位是如何硫化的呢?笔者认为,硫化时在粒子表面层形成的交联结构,由于粒子內部v胶分子的激烈运动,将逐渐从表面层移向粒子的中心部位,当另一组硫化助剂扩散进入橡胶相时,它将在新的橡胶分子链段产生新的交链结构,由于粒子表面层逐步重新分布于粒子中心部位的运动过程,这一过程不因硫化结束而停止,硫化后交联结构的运动也是无限的。配合胶乳的硫化是在运动中进行和实现的
硫化胶乳交联结构的特征
预硫化胶乳虽然橡胶分子已部分交联,但仍能成膜加工成各种制品,其交联结构并非整体硫化,仍具有一定的运动性,其原因一是,橡胶特别是天然橡胶,其分子链具有高柔曲性及活动性,更重要的是在胶乳状态下橡胶分子运动较固体橡胶高这也是胶乳的一个极重要的特性。二是,正硫化的橡胶分子中,两个交联点间的分子量交联密度是很稀的,它对运动并不会产生根本性的限制。三是,由于硫化时较高温度作用,以及胶乳硫化是从表面层开始,并非整体硫化。四是,配合胶乳硫化时会产生多硫键。
综上所述,配合胶乳的硫化,是一个十分复杂的过程。在这一过程中,不仅发生化学反应,而且一系列物理及胶体化学过程也同时起作用。配合胶乳的硫化是在运动中进行的,一切影响因素都对硫化进程产生影响。这是配合胶乳硫化的重要特点,考虑不同的胶乳粒子中所含的橡胶大分子数不同,其分子量及其分布也各有不同,粒子内部的结构与运动水平也有差异,因此,毎个粒子內部的硫化进程也不尽相同,这种硫化进程的复杂性与多样性也是配合胶乳硫化的另一特点。当配合胶乳硫化结束后,硫化胶乳粒子内部的运动过程并不因此而终止,这也是硫化胶乳在放置过程中发生变异的重要因素。
从事胶乳制品工业的人员,首先要弄清胶乳的硫化基本原理,才能在生产过程中去掌握必要的工艺条件,及出现异常时,有应对的处理方案。
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