橡胶配方设计-橡胶的硫化

交联是橡胶高弹性的基础，其特点是在一个橡胶分子链上仅形成少数几处交联点，因此不会影响橡胶分子链段的运动。橡胶的硫化体系较多，常见的有：硫黄硫化体系，过氧化物硫化体系，树脂硫化体系，氧化物硫化体系等

3.1.1硫黄硫化体系

主要适应于二烯类橡胶，其硫化活性点是在双键旁边的α氢原子。组成：硫黄；活性剂：氧化锌，硬脂酸；促进剂：噻唑类(DMM)，次磺酰胺类(CZ，NOBS)，秋兰姆类(TETD，TMTM，TMTD)

常见的过氧化物有：DCP(二枯基过氧化物)，BPO，DCBP，助交联剂：抑制聚合难自由基无用的副反应。如TAIC,TAC,HVA-23

过氧化物硫化橡胶性能特点：老化性能好，压缩永久变形小，制品透明性好。

3.1.2氧化物硫化体系这是含卤素橡胶的主要硫化剂。通常有氧化锌/氧化镁(5/4)，氧化铅或四氧化三铅(10-20,耐水制品)

3.2橡胶的填料未加填料的橡胶，力学性能和工艺性能均较差，无法使用。

3.2.1作用

补强性：拉伸强度，撕裂强度，耐磨性，加工性能，降低成本

3.2.2填料的结构

3.2.2.1粒径

一般来说，粒径越小，强度越高。

3.2.2.4化学结构

反应性（PH值表示)。如炭黑表面的羧基，白炭黑和普通浅色填料表面的羟基等，酸性填料常影响橡胶的硫化，因此需加入活性剂，消除酸性。3.2.2.5填料的处理方法填料表面一般为亲水性的，而聚合物是憎水的，两者相容性较差，必须进行表面处理。

3.2.2.6表面活性剂(1)结构：有机化合物，具有不对称的分子结构，由亲水和疏水两部分基团组成。(2)亲水部分：-OH，-COOH，-NH2，-NO2，-SH。(3)疏水部分：长链式，苯环式或烃类

3.2.2.7偶联剂(1)分类：硅烷，钛酸酯，铝酸酯，高分子偶联剂等(2)结构特点：亲水部分与表面活性剂相似，但疏水部分能与聚合物形成化学结合或物理缠结。(3)对性能的影响：低分子偶联剂通常在降低粘度的同时，提高力学性能；高分子偶联剂则在大幅度提高力学性能的同时，增加体系的粘度，这是由于分子之间作用力增强的缘故。

3.3软化剂和增塑剂

3.3.1软化剂的作用(1)降低体系的粘度，增加流动性，降低硫化橡胶的硬度；(2)改善粘着性能；(3)有助于填料的分散；(4)便于压出和成型。

3.3.2常见品种(1)操作油（软化剂，用量较大）：分子量300-600的烃类或芳香烃类（如机油，链烷烃油，芳香烃油，石蜡油等）(2)极性的酯类(在非极性橡胶中使用，称为增塑剂，其特点为脆性温度，且用量较少)：低分子酯类（DOP，DBP，DOS）和高分子酯类(己二酸乙二醇酯)

3.3.3选择原则(1)热力学(主要因素)：自由能F=H(热焓)-TS(熵变).一般混合过程中，自由度增加，S>0；H>0(吸热)，尽可能小。(2)溶度参数：用Hildebrand方程进行判断。δ1与δ2越接近，H越小。极性橡胶——极性软化剂；非极性橡胶——非极性软化剂(3)溶剂化作用(次要因素)：一般认为，橡胶的双键有一定的亲核性，增塑剂酯类有亲电性，通过亲电-亲核作用增加了两者的界面强度，相容性增加，不过这种亲电-亲核作用较弱，因此一般用量不宜过大(5-10phr)。如NR与DBP，NBR与芳烃油的相容性，SBR，BR与NR的差；(4)CR的溶剂选择原则。