
【化】 primary vulcanization
for the first time
vulcanization
【化】 cure; sulfofication; sulfurization; sulphidizing; vulcanization
xanthation
【醫】 sulfurize
第一次硫化(First Vulcanization)是橡膠工業中的核心工藝術語,指通過加熱或輻射使生膠與硫化劑(如硫磺)發生交聯反應的初始階段。該過程将線型高分子鍊轉化為三維網狀結構,顯著提升橡膠的彈性、耐磨性和化學穩定性。根據美國化學學會(ACS)定義,硫化反應的化學方程式可表示為: $$ text{橡膠} + ntext{S} xrightarrow{Delta} text{交聯橡膠} + text{副産物} $$ 在輪胎制造中,第一次硫化通常指胎面與帶束層的初步交聯定型,需在140-160℃下保持10-30分鐘,形成基礎力學性能(國際橡膠研究組織數據)。中國橡膠工業協會技術規範指出,該階段硫化程度需控制在70-80%,為後續二次硫化保留工藝餘量。
在橡膠工業中,第一次硫化是硫化工藝的初始階段,其核心作用是通過化學反應在橡膠分子鍊之間形成初步交聯結構,為後續硫化提供基礎性能支撐。具體可從以下三方面理解:
定義與作用
第一次硫化通常在較低溫度下進行,主要目的是通過硫磺與橡膠分子反應,形成初步的三維網狀交聯結構。這一過程使橡膠從線性高分子轉變為彈性體,顯著提升材料的機械強度、彈性和耐熱性。
化學反應過程
在誘導階段,硫磺分子與促進劑(如氧化鋅、硬脂酸等)反應生成活性中間體,隨後引發橡膠分子鍊的自由基或離子交聯。例如,硫磺在加熱條件下斷裂形成多硫自由基,與橡膠分子鍊結合形成交聯鍵。
工藝特點與後續影響
第一次硫化的溫度通常控制在120-150℃,時間根據橡膠種類調整(如天然橡膠約需5-15分鐘)。此階段形成的交聯密度較低,約為總交聯量的40%-60%,為第二次硫化進一步優化性能奠定結構基礎。
需要注意的是,現代橡膠工業中“硫化”已不限于硫磺交聯,但第一次硫化的核心目标仍是構建基礎交聯網絡,其效果直接影響制品的最終性能指标。
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