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关于天然胶乳的硫化机理的探讨

(2023-06-27 08:07:27)
    胶乳工业是橡胶工业的一个分支,但是与固态橡胶的生产工艺大不相同,它是橡胶粒子分散在水中的胶体分散体。其硫化工艺与原理与干胶硫化工艺大相庭径,有其独特的工艺方法。它不需高溫高压,就能达到交联效果。自从1914年西方人希德罗维兹发明了胶乳硫化工艺后,胶乳制品形成了工业化生产,胶乳的使用价值有了质的飞跃。其在液状胶体中,加入硫化助剂的水分散体进行硫化处理,才能滿足使用性能需要。
    在生产胶乳制品时,要根据胶乳制品制造工艺的特点,预先设计对配合原料胶乳是否进行硫化处理,如气象气球的生产,直接用配合胶乳经停放过滤后投入生产,而手套类产品及其它浸渍类产品,则要经过硫化处理,达到一定的硫化程度才能使用,如今常用的判断配合胶乳硫化程度常用氯仿值方法去测定。
  经过硫化处理的胶乳,从外观上看与普通胶乳没有多大区别,只是颜色显得略微黃一些。它的胶态稳定性较好,胶粒的布朗运动较快,胶乳的质量容易控制,没有像干胶混炼胶料容易产生"焦烧"的现象,还可经过过滤去除杂质,更重要的是它具有优良的成膜及胶膜性能。
 天然胶乳的硫化过程:
 配料胶乳的硫化与干胶混炼胶的硫化比较,橡胶粒子在胶乳状态下的硫化具有一系列特点,它是一种分独特的硫化形式,当硫化助剂加入到生胶乳后,硫化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,可是由于硫化速度大于扩散速度,因之当助剂扩散进入橡胶粒子的橡胶相时,在温度的作用下,很快就发生硫化反应。扩散主要是在橡胶粒子表面进行,而胶乳真正的硫化反应也只产生于粒子的表面层。那么胶粒的中心部位是如何硫化的呢?这是当配合胶乳在硫化时,在粒子表面层形成的交联结构,由于粒子内部橡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联结构由粒子表面逐步重新分布于粒子中心部位的运动过程,这一过程并不因硫化结束而停止,硫化后交联结构的运动仍在继续。
  硫化胶乳交联结构具有运动性,这是因为橡胶分子具有高柔曲性及活动性,还有就是在胶乳状态下,橡胶分子运动要远远大于固态下的橡胶,这是胶乳的一个极为重要的特点。
  当正硫化时,橡胶分子中两个交联点间的分子量不大,这种交联密度是很稀的,它对运动并不会产生根本性的限制。
  硫化时在一定温度作用下,以及胶乳硫化是从表面层开始,并非是整体硫化。
 胶乳硫化时产生的是多硫键。这些原因使交联结构具有运动性是完全可以理解的。硫化胶乳的成膜过程也是通过交联结构的运动实现的,即在硫化胶乳成膜时存在着一个交联结构由粒子内部部分地重分布于粒子之间的过程。这一运动过程不因形成胶膜而结束。在成膜后仍然不断地进行,交联结构运动是无限的,基于这一原因,硫化胶乳胶膜中粒子之间的结合,就其性质来说,不是单纯的范德华力的结合,也不是真正的化学键配合。因为粒子之间的交联结构主要是从粒子内部重新分布而形成,而不是依靠粒子之间产生的新的化学交联链合。因而这种结合有类似过渡型的性质。正因为如此,硫化胶乳胶膜的性能根本区别于未硫化的胶乳胶膜,在一定程度上又不同于先成嗼后硫化的胶乳胶膜,它有自已的塑性。硫化胶乳胶膜性能,主要取决于粒子之间的交联结构。
  由于硫化胶乳胶膜中粒子之间存在交联结构,因之胶膜性能与交联度之间产生了依赖关系,硫化程度愈高,则胶膜菘驰过程缓慢,硫化胶乳的胶膜比未硫化胶乳胶膜具有高得多的物理性能。由于交联结构的运动性,致使胶乳在硫化后仍然具有良好的成膜性能。硫化v乳成膜后,交联结构未停止,因此,胶膜在放置过程中其性能还在不断变化和改善。
  硫化胶乳在放置过程中,硫化程度不断在加深,这是从事胶乳制品生产的人员必须要掌渥和及时处理的工艺难题,这个难题说明了硫化胶乳中交联结构的运动性和继续性,因此硫化胶乳中残存的硫化助剂能夠不断地进入胶乳粒子内部,并引起硫化反应。
  胶乳是一个水分散体系,涉及面很广,博大精深,很多机理还在探索当中,胶乳的硫化机理也存在各抒其见,靠我们从事胶乳工业的人们上下求索而得真知。



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