硫化對橡膠性能和影響

　　定伸強度

　　通過硫化，橡膠單個分子間產生交聯，且隨交聯密度的增加，產生一定變形(如拉伸至原長度的200%或300%)所需的外力就隨之增加，硫化膠也就越硬。

　　對某一橡膠，當試驗溫度和試片形狀以及伸長一定時，則定伸強度與MC(兩個交聯鍵之間橡膠分子的平均分子量)成反比，  橡膠也就是與交聯度成正比。這說明交聯度大，即交聯鍵間鏈段平均分子量越小，定伸強度也就越高。

　　硬度

　　與定伸強度一樣，隨交聯度的增加，橡膠的硬度也逐漸增加，測量硬度是在一定形變下進行的，所以有關定促強度的上述情況也基本適用於硬度。

　　抗張強度

　　抗張強度與定伸強度和硬度不同，它不隨交聯鍵數目的增加而不斷地上升，例如使硫磺硫化的橡膠，當交聯度達到適當值後，如若繼續交聯，其抗張強度反會下降。在硫黃用量很高的硬質膠中，抗張強度下降後又複上升，一直達到硬質膠水平時為止。

　　伸長率和永久變形

　　橡膠的伸長率隨交聯度的增加而降低，永久變形也有同樣的規律。有硫化返原性的橡膠如天然橡膠和丁基橡膠，在過硫化以後由於交聯度不斷降低，其伸長率和永久變形又會逐漸增大。

　　彈性

　　未硫化膠受到較長時間的外力作用時，主要發生塑性流動，橡膠分子基本上沒有回到原來的位置的傾向。橡膠硫化後，交聯使分子或鏈段固定，形變受到網絡的約束，外力作用消除後，分子或鏈段力圖回複原來構象和位置，所以硫化後橡膠表現出很大的彈性。交聯度的適當增加，這種可逆的彈性回複表現得更為顯著。

幾種橡膠的混煉特性

　　天然膠

　　天然膠受機械捏煉時，塑性增加很快，  橡膠發熱量比合成膠小，配合劑易於分散。加料順序對配合劑分散程度的影響不像合成膠那樣顯著，但混煉時間長，對膠料性能的影響比合成膠大。

　　采用開放式煉膠機混煉時，輥溫一般為50~60℃左右)。用密煉機時多采用一段混煉法。

　　丁苯膠

　　混煉時生熱大，升溫快，混煉溫度應比天然膠低。丁苯膠對粉劑的濕潤能力較差，故粉劑難於分散，所以混煉時間要比天然膠長，采用開放式煉膠機混煉時需加薄通次數。用密煉機混煉，可采用二段混煉法，硫化劑，超促進劑在第二段的壓片機中加入，由於丁苯膠在高溫下容易結聚，因此密煉機混煉時需注意控制溫度一般排膠溫度不宜超過130℃。

　　氯丁膠

　　氯丁膠的物理狀態隨溫度而變化。通用型氯丁膠在常溫下至70℃時為彈性態，容易包輥，混煉時配合劑易於分散，溫度升高到70~94℃呈粒狀，並出現粘輥現象而不能進行塑煉、混煉、壓延等工藝;溫度繼續升高而呈塑性態時，顯得非常柔軟而沒有彈性，配合劑也很難均勻分散。采用開放式煉膠機混煉時，輥溫一般在40~50℃范圍內，溫度高則易粘輥。加料時先加入氧化鎂後加入氧化鋅，這可避免焦燒。當氯丁膠中摻入10%的天然膠或順丁膠時，能改善工藝性能。用密煉機混煉時，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上加入。

　　氯丁膠混煉時，溫度高則容易出現粘輥和焦燒的毛病。因此，操作時須嚴格控制溫度和時間。

　　兩種或兩種以上橡膠並用

　　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，然後相互混均，再加各種配合劑，使之分散均勻。此法簡便;另一種方法是各種橡膠分別加入配合劑混煉，然後把各膠料再相互混煉均勻。後者能提高混煉的均勻程度。

橡膠混煉工藝

　　目前，混煉工藝按其使用的設備，橡膠一般可分為以下兩種：開放式煉機混煉和密煉機混煉。

　　開放式煉膠機混煉

　　在煉膠機上先將橡膠壓軟，然後按一定順序加入各種配合劑，經多次反複搗膠壓煉，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。

　　加料順序對混煉操作和膠料的質量都有很大的影響，不同的膠料，根據所用原材料的特殊性點，采用一定的加料順序。通常加料順序為：生膠(或塑煉膠)——小料(促進劑、活性劑、防老劑等)——液體軟化劑——補強劑、填充劑——硫黃。

　　生產中，常把個別配合劑與橡膠混煉以做成母煉膠，如促進劑母煉膠，或把軟化劑配成膏狀，再用母煉膠按比例配料，然後進行混煉。這樣可以提高混煉的均勻性，減少粉劑飛揚，提高生產效率。開放式煉膠機混煉的缺點是粉劑飛揚大、勞動強度大、生產效率低，生產規模也比較小;優點是適合混煉的膠料品種多或制造特殊膠料。

　　密煉機混煉

　　密煉機混煉一般要和壓片機配合使用，先把生膠配合劑按一定順序投入密煉機的混煉室內，使之相互混合均勻後，排膠於壓片機上壓成片，並使膠料溫度降低(不高於100℃)，然後再加入硫化劑和需低溫加入的配合劑，通過搗膠裝置或人工搗膠反複壓煉，以混煉均勻，經密煉機和壓片機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，順丁膠料經密煉機混煉後，於壓片機下片冷卻，並停放一定時間，再次回到密煉機上進行混煉，然後再在壓片機上加入硫化劑，超促進劑等，並使其均勻分散，得到均勻的混煉膠，這種混煉方法叫做二段混煉。密煉機的加料順序一般為：生膠——小料(包括促進劑、活性劑、防老劑等)——填料、補強劑——液體增塑劑。

　　要得到質量好的混煉膠，應根據膠料性質來決定合適的容量，加料順序以及混煉的時間、溫度、上頂栓的壓力等工藝條件。

　　有些膠料采用密煉機混煉，可把塑煉和混煉工藝合並進行。經驗證明，天然膠采用密煉機進行一段混煉效果較好。此法簡化了生產工序，縮短生產周期，提高效率。但如在配方中使用大量難於在橡膠中均勻分散的配合劑時，則不宜采用此法，仍需用塑煉膠進行混煉，以免發生混煉不均現象。密煉機混煉與開放式煉膠機混煉相比，機械化程度高，勞動強度小，混煉時間短，生產效率高，此外，因混煉室為密閉的，減少了粉劑的飛揚。

　　除上述兩種混煉方法外，目前還有一種新的螺杆混煉機(傳遞式混煉機)混煉法，其特點是連續混煉，生產效率高。可使混煉與壓延、壓出聯動力，便於實現自動化。