橡胶配合技术
发布时间： 2012-5-16 10:03:07
橡胶的使用性能，大部分是通过添加多达十几种各类不同的配合材料，靠复杂的“配合技术”来实现的。因此，配合材料的选用及其最优配合方法的确定，可说是决定橡胶制品性能和寿命的又一个关键因素。
橡胶同塑料、纤维完全不同，除极特殊情况外，原料橡胶是不能直接使用的，必须加入相关的配合助剂，通过混炼加工、加热硫化才能成为有用的硫化橡胶，最终制成各种橡胶制品。
硫化是使橡胶从任意形的线形体转变为立体的三维结构形态。最有效的方法是交联，通常使用硫黄或含硫化合物作为交联剂（硫化剂），使橡胶的化学结构形成6种交联形式，即分子链直接交联，分子链内硫交联，单硫化物交联，二硫化物交联，多硫化物交联，带有促进剂残余先驱体的多硫化物交联。交联结合形式与橡胶物性的关系见表1 。
表1交联结合形式与物性
| 项目 |
C—Sx—C |
C—S—C |
C—C |
| 耐应力松弛，耐蠕变性 |
△ |
O |
◎ |
| 耐热性 |
△ |
O |
◎ |
| 永久变形 |
△ |
O |
◎ |
| 耐屈挠疲劳性 |
◎ |
O |
△ |
| 抗龟裂扩大性 |
◎ |
O |
△ |
| 耐磨性 |
◎ |
O |
△ |
注：◎—优，O-良，△一可。
上述6种形式在橡胶中的生成量和生成比常随所用硫化促进剂的种类、数量以及作为硫化剂的硫黄的数量比例和选择的硫化条件（温度、时间、压力）而变化。C—C交联主要在非硫交联的场合出现，通常使用的橡胶交联剂有有机过氧化物、酚醛树脂初期缩合物、对醌二肟、金属氧化物和硫脲等，视橡胶交联部位官能基团的种类和获得交联橡胶的特性而选择使用。交联橡胶的物性因网孔链浓度（硫交联的为交联点浓度的2倍）以及交联点的化学结构而变化。
拉伸强度、撕裂强度、耐屈挠性等破坏特性各具有其所持最佳网孔链浓度，弹性模量、硬度、永久变形等非破坏特性则随网孔链浓度的变化而单一变化。然而，有时也会出现网孔链浓度相同，而交联点化学结构不同，使拉伸强度等物性发生很大异常的情况。
交联橡胶长期使用后其物性会有所下降，视不同橡胶而出现龟裂、硬化，有时是软化发黏现象，从而失去实际使用价值。使用各类防老剂可以延缓这种劣化现象，然而由于氧、热、臭氧、光、有害金属以及变形等而产生的劣化性，更主要的取决于交联点的化学结构。双键少或无双键、结合能大的化学结构组成的橡胶分子，显示出非常好的耐热氧化等防劣化性能。
橡胶的结晶性对物性的影响也非常大。非结晶橡胶的机械强度只有结晶橡胶的1/10左右，因此，必须加入使其橡胶分子引力增强的补强剂才能达到使用要求。对橡胶最好的补强材料是炭黑和白炭黑，其补强效果可高达10～50倍。
为使补强填料能在橡胶中充分分散并与之牢固结合，正如硫化活性剂对于硫化促进剂和硫化剂那样，补强活性剂和软化剂、分散剂等工艺配合剂也是必不可少的。因此，橡胶物性与配合剂形成了密不可分的因果关系。
本文参考《橡胶制品生产手册》一书。
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