Кинетика вулканизации каучуков. Изменение свойств каучуков при вулканизации.

В общем виде кинетика вулканизации описывается кривой изменения модуля сдвига, а изменение основных механических свойств – экстремальными кривыми, по которым определяют оптимальное время вулканизации (рис.3.7). При дальнейшем прогреве или эксплуатации изделий серные поперечные связи могут распадаться, образовывать дополнительные узлы (поствулканизация) или превращаться в циклические структуры в пределах одной макромолекулы и таким образом уменьшать плотность химической сетки (реверсия).

(а) (б)

Рис.3.7. Периоды кинетики вулканизации (а): 1-индукционный; 2-главный; 3-реверсия. Изменения основных свойств эластомера при вулканизации (б): 1-разрывная прочность;

2-напряжение при заданной деформации; 3 -относительное удлинение.

Наилучшим вариантом является сохранение сформированной сетки при длительных тепловых и механических воздействиях (плато вулканизации). Наиболее четко выраженное разделение индукционного периода образования полисульфидов и главного периода сшивания поперечными связями на кинетической кривой процесса вулканизации обеспечивают с ульфенамидные ускорители с серой (рис.3.8). Они наиболее эффективны в применении, т.к. удлиняют индукционный период и повышают скорость структурирования, а достигнутая плотность сетки сохраняется при дальнейшем прогреве системы.

Активаторы образуют в эластомерной матрице нерастворимые или диспергированные мицеллярные структуры, в которых адсорбируются и хемосорбируются реагенты и участки макромолекул по их активным центрам. В результате этого реакции сшивания протекают в микрообъемах образовавшихся реакторов, что усложняет их, придает им топохимический характер и приводит к образованию, наряду с тетра- и гексафункциональными узлами сетки, полифункциональных узлов. Таким образом, формирование сетчатых структур в эластомерах серно-ускорительными системами представляет собой комплекс сложных многостадийных химических реакций, в которых участвуют практически все компоненты резиновой смеси.