橡膠與橡皮
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-05-23
橡膠是有彈性的，為了便于將橡膠加工成各種制品，必須通過塑煉以提高其可塑性，使生膠在兩個(gè)轉(zhuǎn)速不同的滾筒中受擠壓，由于熱、氧、機(jī)械的作用而使橡膠長鏈分子被扯斷，使分子量降低，從而使可塑性提高。
然而，只經(jīng)過塑煉后制成的橡膠制品，其彈性很小，強(qiáng)度很低，容易變形，因而沒有實(shí)用價(jià)值。若再經(jīng)過硫化，橡膠的性能就有了突出的改進(jìn)。所謂硫化，就是把橡膠膠料經(jīng)過化學(xué)或物理方法處理后（一般用硫黃，其用量大致為橡膠的重量的2～3％），使橡膠分子從線型結(jié)構(gòu)，通過打開雙鍵，再以硫黃作橋梁（形成硫橋）變?yōu)轶w型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如圖5－11所示。由于硫橋的交聯(lián)作用，使這些地方變得比較牢固，不易變形，故硫化后橡膠的強(qiáng)度大大提高，而且分子鏈?zhǔn)チ怂鼈冏杂蛇\(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，變得不能相對(duì)滑動(dòng)，這樣既保證了強(qiáng)度又不致永久變形。
由于硫化時(shí)打開了一部分雙鍵，所以硫化膠中化學(xué)反應(yīng)能力較大的雙鍵數(shù)量減少了，而且變成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，遇到溶劑只能有限地膨脹而不能溶解，故化學(xué)穩(wěn)定性提高了。
目前，我們使用的輪胎、膠鞋等制品都是經(jīng)過硫化的硫化膠，這就是俗稱的橡皮。但是，任何量的變化都會(huì)引起質(zhì)的變化，倘若硫化劑（如硫黃）的量達(dá)到25～30％，則分子鏈間交聯(lián)太多，伸長受到限制，彈性也就失去，這時(shí)變成硬橡皮了。一般橡膠制品的生產(chǎn)過程是將塑煉后的生膠再和硫化劑、防老劑、填充料等其他配合劑加在一起進(jìn)行混煉，使充分混和均勻后進(jìn)行壓模，這時(shí)橡膠制品的分子量不太高，加入的硫化劑還沒有發(fā)生硫化反應(yīng)，塑性仍很大，必須在一定溫度下加熱，使混在其中的硫化劑與橡膠分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，最后得到既有彈性又保證強(qiáng)度的橡膠成品。
在積極貫徹自力更生的方針，大力發(fā)展橡膠生產(chǎn)的同時(shí)，我們還必須堅(jiān)持勤儉節(jié)約的原則，充分利用資源，節(jié)約新橡膠。例如市場(chǎng)上常見的制品，球鞋、套鞋、橡膠零件和一些輪胎等，在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，往往都要摻入一定量的再生膠。所謂再生膠，就是用廢舊的橡膠制品經(jīng)回爐處理后又重新獲得可塑性的膠料，即將廢舊的橡膠品經(jīng)分類后粉碎成粉末，再用磁選、風(fēng)選等各種方法以除去混在膠末中的金屬和紡織材料，然后將膠末和軟化劑、活化劑等一起在高溫脫硫罐內(nèi)進(jìn)行化學(xué)處理。這時(shí)有些硫橋就給拆了，原來那種大的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也被打破，變成小的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，甚至成為鏈狀結(jié)構(gòu)。這樣，可塑性就大大提高。
將脫硫后具有可塑性的再生膠，再加入一定量硫磺，使它們充分混和后，就可加工成各種形狀的制品，最后在均勻加熱下，脫硫的再生膠又和硫磺發(fā)生硫化反應(yīng)，形成硫橋，使其又重新獲得較好的強(qiáng)度和彈性的新制品了。
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