橡胶硫化是橡胶制品生产过程中不可或缺的一道工序，也是橡胶性能发生根本性改变的关键环节。硫化过程通过一系列复杂的化学反应，使橡胶由线型结构转变为体型结构，从而获得优良的物理机械性能、耐热性、耐溶剂性和耐腐蚀性能，显著提升橡胶制品的使用价值和应用范围。本文将详细解析橡胶硫化各阶段的特点。

一、硫化阶段概述

橡胶硫化是一个化学交联过程，通过加热或加入硫化剂，使橡胶分子链之间形成稳定的交联结构。硫化过程大致可分为四个阶段：焦烧阶段、热硫化阶段（预硫阶段）、平坦硫化阶段（正硫化阶段）和过硫化阶段。每个阶段都有其独特的特点和重要性。

二、焦烧阶段

焦烧阶段是硫化过程的起始阶段，也称为硫化诱导期。在这个阶段，交联尚未开始，胶料在模腔内具有良好的流动性。焦烧时间的长短直接影响胶料的焦烧性能和加工安全性。焦烧时间受硫化促进剂、胶料本身的热历史以及加工条件等多种因素影响。为了获得较长的焦烧时间，配方中常使用迟效性促进剂，并在混炼、停放和成型过程中保持低温，以减少操作焦烧时间。

三、热硫化阶段（预硫阶段）

热硫化阶段紧随焦烧阶段之后，是交联反应开始的阶段。在这一阶段，橡胶的交联以一定速度进行，但交联度较低，性能尚未达到预期要求。然而，此时橡胶的抗撕性和耐磨性已优于未硫化胶料。热硫化的速度和时间取决于胶料配方和硫化温度。在此阶段，交联反应逐渐进行，为接下来的平坦硫化阶段打下基础。

四、平坦硫化阶段（正硫化阶段）

平坦硫化阶段是硫化过程中的关键阶段，也是橡胶制品性能达到最佳值的阶段。在这一阶段，交联反应已趋于完成，橡胶制品的综合物理机械性能（如弹性、扯断强度、定伸强度等）达到或接近最佳值。此阶段也称为正硫化阶段或最宜硫化阶段。正硫化时间的选取对于确保橡胶制品的性能至关重要，通常选取拉伸强度达到最高值略前的时间作为工艺正硫化时间。

五、过硫化阶段

过硫化阶段是硫化过程的最后阶段，也是橡胶性能可能发生变化或下降的阶段。在这一阶段，不同的橡胶表现不同。天然橡胶由于氧化断链反应程度较强，其各项物理机械性能可能下降；而大部分合成橡胶（如SBR、NBR）则可能保持性能恒定或略有上升。过硫化的早晚及硫化平坦期的宽窄取决于配方和温度等因素。

六、硫化过程中的性能变化

1.力学性能：随着硫化程度的提高，橡胶的弹性、扯断强度、定伸强度、撕裂强度和硬度均显著提高，而伸长率、压缩永久变形和疲劳生热则相应降低。

2.物理性能：硫化后，橡胶的透气率、透水率降低，不能溶解于溶剂中，只能溶胀。同时，橡胶的耐热性显著提高，使用温度范围扩大。

3.化学稳定性：交联反应使橡胶中的化学活性基团或原子减少，网状结构阻碍了低分子的扩散，从而提高了橡胶的化学稳定性。

七、总结

橡胶硫化是橡胶制品生产中的关键环节，通过硫化过程，橡胶由线型结构转变为体型结构，获得了优良的物理机械性能和化学稳定性。了解硫化各阶段的特点和性能变化，对于优化硫化工艺、提高橡胶制品质量具有重要意义。橡胶技术人员应密切关注硫化过程中的各个环节，通过不断调整配方和加工工艺，以满足产品设计的各项要求。

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