硫化返原的概念和影響

硫化返原是指在橡膠硫化過(guò)程中，由于硫化溫度過(guò)高或硫化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致已經(jīng)形成的硫化交聯(lián)鍵發(fā)生斷裂，橡膠分子鏈發(fā)生重新排列，從而使橡膠的性能下降的現(xiàn)象。這通常表現(xiàn)為橡膠的拉伸強(qiáng)度、彈性、硬度等物理性能的降低.

硫化返原的原因

硫化返原的主要原因包括橡膠分子鏈在高溫下的裂解、硫化交聯(lián)鍵的斷裂，以及硫化條件不適宜（如硫化溫度過(guò)高、硫化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)）。天然橡膠因其分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在硫化過(guò)程中更容易發(fā)生返原現(xiàn)象.

硫化返原對(duì)橡膠制品的質(zhì)量有著顯著的負(fù)面影響。硫化返原是指在硫化過(guò)程中或者硫化后，由于溫度等條件的影響，已經(jīng)形成的硫化交聯(lián)鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致橡膠的分子結(jié)構(gòu)重新排列，從而使橡膠的物理性能下降。這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

力學(xué)性能下降：硫化返原會(huì)導(dǎo)致橡膠的拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力和彈性等力學(xué)性能降低，影響橡膠的承載能力和耐用性。

耐熱老化性能惡化：硫化返原的橡膠在高溫下更容易發(fā)生進(jìn)一步的交聯(lián)鍵斷裂，加速橡膠的老化過(guò)程，減少橡膠制品的使用壽命。

動(dòng)態(tài)疲勞性能降低：硫化返原會(huì)導(dǎo)致橡膠的動(dòng)態(tài)疲勞性能下降，這對(duì)于承受周期性載荷的橡膠部件尤為不利，可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)早失效。

回彈性減弱：硫化返原會(huì)影響橡膠的回彈性，使得橡膠在受力后恢復(fù)原始形狀的能力減弱，影響橡膠的緩沖性能。

外觀和尺寸穩(wěn)定性受損：硫化返原可能導(dǎo)致橡膠制品的表面出現(xiàn)龜裂或變形，影響制品的外觀質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性。

為了應(yīng)對(duì)硫化返原帶來(lái)的問(wèn)題，橡膠工業(yè)界采取了多種措施，如優(yōu)化硫化體系、調(diào)整硫化條件、使用特種配合助劑以及并用其他品種的橡膠等，以提高橡膠制品的抗硫化返原性能。這些措施有助于確保橡膠制品能夠在各種使用條件下達(dá)到預(yù)期的性能標(biāo)準(zhǔn)。

檢測(cè)橡膠制品是否存在硫化返原現(xiàn)象，可以通過(guò)以下幾種方法進(jìn)行：

1. 觀察法

通過(guò)肉眼觀察橡膠制品的表面和截面，看是否有裂紋、氣泡或硬化等現(xiàn)象。硫化返原可能導(dǎo)致橡膠表面出現(xiàn)微小的裂縫，這些裂縫在放大鏡下可能更為明顯。

2. 物理性能測(cè)試

使用拉力試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備測(cè)試橡膠的拉伸強(qiáng)度、彈性和硬度等物理性能。硫化返原會(huì)導(dǎo)致這些性能下降，通過(guò)對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)與正常標(biāo)準(zhǔn)，可以判斷橡膠是否發(fā)生了硫化返原。

3. 硫化曲線分析

利用硫化儀對(duì)橡膠樣品進(jìn)行硫化處理，并繪制硫化曲線。硫化曲線可以顯示硫化過(guò)程中的轉(zhuǎn)矩變化，通過(guò)分析硫化曲線的特征，如最大轉(zhuǎn)矩、硫化平坦期等，可以判斷橡膠是否經(jīng)歷了硫化返原。硫化曲線的下降趨勢(shì)如果在硫化結(jié)束后仍持續(xù)，可能表明硫化返原的發(fā)生。

4. 化學(xué)分析

通過(guò)傅里葉變換紅外光譜（FTIR）等化學(xué)分析手段，可以檢測(cè)橡膠中硫化交聯(lián)鍵的類型和數(shù)量。硫化返原會(huì)導(dǎo)致多硫鍵的斷裂，通過(guò)分析橡膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)變化，可以識(shí)別硫化返原現(xiàn)象。

5. 熱空氣老化試驗(yàn)

將橡膠樣品置于高溫空氣中進(jìn)行加速老化試驗(yàn)，硫化返原會(huì)加速橡膠的老化過(guò)程。通過(guò)比較老化前后的性能變化，可以間接判斷硫化返原的發(fā)生。

在實(shí)際操作中，結(jié)合多種檢測(cè)方法可以更準(zhǔn)確地判斷橡膠制品是否存在硫化返原現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)室條件下，物理性能測(cè)試和硫化曲線分析是常用的檢測(cè)手段。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，可能更多依賴于觀察法和快速的物理性能測(cè)試來(lái)進(jìn)行初步篩選。

防止硫化返原的措施

為了防止硫化返原，可以采取以下措施：

合理設(shè)計(jì)硫化體系，選擇低硫高促的半有效硫化體系或有效硫化體系，使用硫磺給予體替代部分硫磺，或采用過(guò)氧化物-硫磺/促進(jìn)劑硫化體系.

適當(dāng)調(diào)整硫化條件，通過(guò)精確計(jì)算硫化時(shí)間、硫化溫度來(lái)確定適宜的硫化條件，尤其是對(duì)于厚橡膠制品，可以采用時(shí)溫等效原理來(lái)計(jì)算天然膠在特定溫度下的等效硫化時(shí)間.

使用特種配合助劑，如后硫化穩(wěn)定劑、抗硫化返原劑等，來(lái)提高天然膠的抗硫化返原性能.

并用其他品種橡膠，如順丁橡膠、丁苯橡膠等，這些橡膠具有較好的抗硫化返原性能.

通過(guò)上述措施，可以有效地降低或消除硫化返原現(xiàn)象，提高橡膠制品的質(zhì)量和使用壽命。