硫化是橡胶加工中极为关键的步骤之一，而硫磺硫化则是最广泛应用的硫化方法。硫磺硫化通过硫与橡胶分子之间的化学反应，形成交联网络，使橡胶从黏性高弹态转变为具有优良力学性能的弹性体。本文将深入探讨硫磺硫化的机理、影响因素、优缺点等方面。唇形密封圈橡胶硅胶材料

 

一、硫磺硫化的机理

 

硫磺硫化的核心在于橡胶分子之间形成交联键，整个过程主要分为以下三个阶段：

 

（一）诱导期

 

在特定温度下，硫磺逐渐溶解并开始分解。其分解程度受温度、硫化促进剂和活性剂的影响。未分解的硫磺以固体或溶解态存在，而分解出的硫原子则逐渐向橡胶分子靠近。军用橡胶产品

 

（二）交联形成期

 

橡胶分子链上的活性氢（主要来自双键α-位的氢原子）被硫原子攻击，形成自由基或离子中间体。随后，硫桥（S-S键）在不同分子链之间形成，建立起橡胶的三维交联结构。硫化促进剂（如噻唑类、次磺酰胺类）可加速这一反应，提高交联效率，减少游离硫含量，使硫化产物更稳定。防水连接器硅橡胶封线体作用

 

（三）交联稳定期

 

随着硫化时间延长，交联网络逐渐稳定，形成单硫（C-S-C）、二硫（C-S-S-C）和多硫（C-Sₓ-C，ₓ>2）键。不同类型的硫桥对橡胶最终性能的影响显著：

 

单硫键（C-S-C）：热稳定性和抗老化性较好，但柔韧性较差。橡胶剂产品

 

二硫键（C-S-S-C）：综合性能优良，兼具耐热性和动态疲劳性能。

 

多硫键（C-Sₓ-C）：橡胶柔软性好，但耐热性和抗老化性能较差。卫橡胶件制造

 

二、硫磺硫化的影响因素

 

（一）硫磺用量

 

硫磺用量直接影响交联密度和硫桥结构，一般控制在0.5～3.5 phr（每百份橡胶的质量比），硬质橡胶除外。不同用量的影响如下：

 

低硫用量（<1.5 phr）：主要形成单硫和二硫键，提高耐热性和耐老化性，但弹性略差。新能源产业橡胶硅胶配件名称

 

高硫用量（>2.5 phr）：增加多硫键比例，提高初始弹性和柔韧性，但耐热性下降，易发生返原（Reversion）。

 

（二）硫化温度

 

硫化温度对硫化速率和交联结构影响显著，常用温度范围为140～180℃。不同温度的影响如下：

 

较低温度（<150℃）：硫化时间长，生成较多多硫键，柔软性好但耐热性差。

 

较高温度（>170℃）：促进单硫和二硫键形成，提高耐热性，但硫化速率过快可能导致橡胶焦烧（Scorch）。厨房卫浴电器橡胶硅胶配件名称图解

 

（三）硫化促进体系

 

不同类型的硫化促进剂对硫化过程有显著影响：

 

噻唑类（MBT, MBTS）：提高硫化速率，适用于常规硫化体系。专业定制厨房卫浴电器橡胶硅胶配件厂家

 

次磺酰胺类（CBS, TBBS）：焦烧安全性高，适用于高温硫化。

 

秋兰姆类（TMTD, TETD）：可作为二次促进剂，加速硫化并减少游离硫含量。橡胶密封圈标准

 

（四）活性剂

 

氧化锌（ZnO）和硬脂酸（SA）是常用的活性剂，能够提高促进剂活性，提高交联效率。ZnO用量通常为3～5 phr，硬脂酸为1～2 phr。

 

三、硫磺硫化的优点

 

成本低，适用范围广

 

硫磺价格低廉，适用于大多数通用橡胶（如NR、SBR、BR、NBR等），是橡胶工业的首选硫化体系。橡胶挤出产品

 

综合性能优异

 

硫磺硫化的交联网络能够提供优良的力学性能（高强度、高弹性）、耐磨性、耐撕裂性和动态疲劳性能，特别适用于轮胎、输送带等耐疲劳性要求高的橡胶制品。气缸密封橡胶硅胶材料

 

可调控性强

 

通过调整硫磺用量、硫化促进剂类型和硫化温度，可获得不同性能的橡胶制品。例如：

 

低硫体系（硫磺<1.5 phr）：提高耐热性和耐老化性，适用于高温应用（如耐热输送带）。密封硅橡胶硅胶材料特性

 

高硫体系（硫磺>2.5 phr）：提高柔软性和弹性，适用于减震和密封材料（如橡胶密封圈）。

 

动态性能良好

 

硫磺硫化胶在动态条件下表现出良好的抗疲劳性，适用于需要长时间受动态载荷作用的橡胶制品，如轮胎、传动带等。

 

四、硫磺硫化的缺点

 

硫化返原现象

 

在高温或长时间硫化后，多硫键可能发生断裂，导致交联密度降低，力学性能下降，尤其在天然橡胶（NR）中更为明显。解决方案包括：

 

采用半有效硫化体系（Semi-EV）或有效硫化体系（EV），减少多硫键形成。密封橡胶硅胶材料种类

 

增加抗热氧老化剂（如RD, 4010NA），减少高温降解。

 

耐热性较差

 

硫桥的热稳定性较低，尤其是多硫键（C-Sₓ-C）在150℃以上容易断裂，导致材料性能下降。因此，硫磺硫化的橡胶通常不适用于高温长期使用环境。

 

耐化学性较差

 

硫磺硫化胶对强酸、强碱、氧化剂和溶剂的耐受性较差，化学介质容易破坏硫键结构，导致橡胶性能下降。

 

硫化速度较慢

 

相比过氧化物硫化体系，硫磺硫化通常需要较长的硫化时间（数分钟到数小时），影响生产效率。

 

总结

 

硫磺硫化是一种经济、实用且性能均衡的硫化方式，广泛应用于轮胎、密封件、输送带等领域。然而，其耐热性和耐化学性较差，在高温应用场景下可能需要改进方案，如采用过氧化物硫化或混合硫化体系（如EV体系）。通过优化配方，可在不同应用需求下最大化发挥硫磺硫化的优势。汽车连接器精密硅橡胶零配件定制厂家

 

 

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