Вулканизацията е химичен процес, който трансформира каучук (или други съдържащи серен вулканизируеми материали) от линейна структура до триизмерна мрежеста структура, както е подробно описано по-долу:
1. подготовка преди вулканизация
Raw material preparation: The main material is raw rubber. The raw rubber molecule is a long chain-like structure connected by many repeating units, which has good elasticity and plasticity, but poor physical properties and chemical stability. It is also necessary to prepare additives such as vulcanising agents (most commonly sulphur), accelerators, and activators. Accelerators speed up the vulcanisation reaction, and active agents enhance the activity of the vulcanising agent. For example, zinc oxide is a commonly used active agent that interacts with the sulphur and accelerator to improve the efficiency of the vulcanisation.
Mixing: The raw rubber is mixed with the vulcanising agent, accelerator, active agent, and other additives (e.g., fillers, antioxidants, etc.) in a mixing device (e.g., a compactor or opener). This process is Подобно на смесването на различните съставки при приготвяне на торта, целта е да се направят различните компоненти равномерно разпръснати в каучука, за да се гарантира, че реакцията на вулканизация може да се извърши равномерно .
2. етап на реакция на вулканизация
Иницииране на реакция: Вулканизационната реакция започва, когато гумата се смеси при определени температурни и налягащи условия . под действието на ускорителя и активатора, като вулканизиращият агент сярна (S₈) първо претърпява реакция на отваряне на пръстена, за да се генерира активни молекули на сярата (като диатомична сулфур, и { Сярните молекули се трансформират от сравнително стабилна структура на пръстена в малка молекулна структура с по -висока активност, подготвяйки се за последващата реакция с каучуковите молекули .
Cross-linking reaction: The active sulfur molecules react with the double bonds (C=C) in the rubber molecular chain to form sulfur bridges (-SS-), connecting different rubber molecular chains. This is like using a small bridge to connect the originally independent rubber molecular chains into a huge three-dimensional network structure. Taking natural rubber as an Пример, изопреновата единица на молекулната му верига съдържа двойни връзки, а серните атоми са свързани към позициите на тези двойни връзки . С напредването на реакцията на кръстосано свързване, свойствата на гумата постепенно се променят .
Непрекъснатото разширяване на реакцията: реакцията на кръстосано свързване продължава и са свързани все повече гумени молекулярни вериги . Този процес води до увеличаване на еластичния модул и твърдостта на гумата и значително подобрява свойствата като якост на опън и износване . в допълнение, поради това, че се дължи на образуването на триразмерна мрежа, в допълнение, в допълнение, в допълнение, в допълнение, поради това, че се превръща в триразмерна структура на мрежа Трудно, като по този начин намалява пластмасовата деформация на гумата .
3. лечение след вулканизация
Охлаждане и оформяне: След завършване на вулканизацията, гуменият продукт трябва да се охлади, за да се фиксира формата му ., това е така, защото при високотемпературния процес на вулканизация каучукът е в сравнително меко състояние и охлаждането може да стабилизира вътрешната си молекулярна структура и да поддържа формата и свойствата си след вулканизация .
Quality testing: Various quality tests are carried out on the vulcanised rubber products, including physical property tests (e.g., hardness, tensile strength, tear strength, etc.) and appearance inspections (e.g., whether there are any defects such as air bubbles, cracks, и т.н. .) . Само продукти, които отговарят на стандартите за качество, могат да влязат на пазара или да бъдат използвани за последваща обработка .
Процесът на вулканизация е много важен в гумената индустрия . чрез вулканизация, каучукът се трансформира от мек, лесно деформируем материал в практичен материал с висока еластичност, висока якост и добра устойчивост на абразия, което се използва широко в гуми, уплътнения, маркучи и много други нива .
