
【化】 primary vulcanization
for the first time
vulcanization
【化】 cure; sulfofication; sulfurization; sulphidizing; vulcanization
xanthation
【医】 sulfurize
第一次硫化(First Vulcanization)是橡胶工业中的核心工艺术语,指通过加热或辐射使生胶与硫化剂(如硫磺)发生交联反应的初始阶段。该过程将线型高分子链转化为三维网状结构,显著提升橡胶的弹性、耐磨性和化学稳定性。根据美国化学学会(ACS)定义,硫化反应的化学方程式可表示为: $$ text{橡胶} + ntext{S} xrightarrow{Delta} text{交联橡胶} + text{副产物} $$ 在轮胎制造中,第一次硫化通常指胎面与带束层的初步交联定型,需在140-160℃下保持10-30分钟,形成基础力学性能(国际橡胶研究组织数据)。中国橡胶工业协会技术规范指出,该阶段硫化程度需控制在70-80%,为后续二次硫化保留工艺余量。
在橡胶工业中,第一次硫化是硫化工艺的初始阶段,其核心作用是通过化学反应在橡胶分子链之间形成初步交联结构,为后续硫化提供基础性能支撑。具体可从以下三方面理解:
定义与作用
第一次硫化通常在较低温度下进行,主要目的是通过硫磺与橡胶分子反应,形成初步的三维网状交联结构。这一过程使橡胶从线性高分子转变为弹性体,显著提升材料的机械强度、弹性和耐热性。
化学反应过程
在诱导阶段,硫磺分子与促进剂(如氧化锌、硬脂酸等)反应生成活性中间体,随后引发橡胶分子链的自由基或离子交联。例如,硫磺在加热条件下断裂形成多硫自由基,与橡胶分子链结合形成交联键。
工艺特点与后续影响
第一次硫化的温度通常控制在120-150℃,时间根据橡胶种类调整(如天然橡胶约需5-15分钟)。此阶段形成的交联密度较低,约为总交联量的40%-60%,为第二次硫化进一步优化性能奠定结构基础。
需要注意的是,现代橡胶工业中“硫化”已不限于硫磺交联,但第一次硫化的核心目标仍是构建基础交联网络,其效果直接影响制品的最终性能指标。
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