硫化返原的概念和影响

硫化返原是指在橡胶硫化过程中，由于硫化温度过高或硫化时间过长，导致已经形成的硫化交联键发生断裂，橡胶分子链发生重新排列，从而使橡胶的性能下降的现象。这通常表现为橡胶的拉伸强度、弹性、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胶分子链在高温下的裂解、硫化交联键的断裂，以及硫化条件不适宜（如硫化温度过高、硫化时间过长）。天然橡胶因其分子结构的特点，在硫化过程中更容易发生返原现象.

硫化返原对橡胶制品的质量有着显著的负面影响。硫化返原是指在硫化过程中或者硫化后，由于温度等条件的影响，已经形成的硫化交联键发生断裂，导致橡胶的分子结构重新排列，从而使橡胶的物理性能下降。这主要体现在以下几个方面：

力学性能下降：硫化返原会导致橡胶的拉伸强度、定伸应力和弹性等力学性能降低，影响橡胶的承载能力和耐用性。

耐热老化性能恶化：硫化返原的橡胶在高温下更容易发生进一步的交联键断裂，加速橡胶的老化过程，减少橡胶制品的使用寿命。

动态疲劳性能降低：硫化返原会导致橡胶的动态疲劳性能下降，这对于承受周期性载荷的橡胶部件尤为不利，可能会导致过早失效。

回弹性减弱：硫化返原会影响橡胶的回弹性，使得橡胶在受力后恢复原始形状的能力减弱，影响橡胶的缓冲性能。

外观和尺寸稳定性受损：硫化返原可能导致橡胶制品的表面出现龟裂或变形，影响制品的外观质量和尺寸稳定性。

为了应对硫化返原带来的问题，橡胶工业界采取了多种措施，如优化硫化体系、调整硫化条件、使用特种配合助剂以及并用其他品种的橡胶等，以提高橡胶制品的抗硫化返原性能。这些措施有助于确保橡胶制品能够在各种使用条件下达到预期的性能标准。

检测橡胶制品是否存在硫化返原现象，可以通过以下几种方法进行：

1. 观察法

通过肉眼观察橡胶制品的表面和截面，看是否有裂纹、气泡或硬化等现象。硫化返原可能导致橡胶表面出现微小的裂缝，这些裂缝在放大镜下可能更为明显。

2. 物理性能测试

使用拉力试验机等设备测试橡胶的拉伸强度、弹性和硬度等物理性能。硫化返原会导致这些性能下降，通过对比测试数据与正常标准，可以判断橡胶是否发生了硫化返原。

3. 硫化曲线分析

利用硫化仪对橡胶样品进行硫化处理，并绘制硫化曲线。硫化曲线可以显示硫化过程中的转矩变化，通过分析硫化曲线的特征，如最大转矩、硫化平坦期等，可以判断橡胶是否经历了硫化返原。硫化曲线的下降趋势如果在硫化结束后仍持续，可能表明硫化返原的发生。

4. 化学分析

通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）等化学分析手段，可以检测橡胶中硫化交联键的类型和数量。硫化返原会导致多硫键的断裂，通过分析橡胶的化学结构变化，可以识别硫化返原现象。

5. 热空气老化试验

将橡胶样品置于高温空气中进行加速老化试验，硫化返原会加速橡胶的老化过程。通过比较老化前后的性能变化，可以间接判断硫化返原的发生。

在实际操作中，结合多种检测方法可以更准确地判断橡胶制品是否存在硫化返原现象。实验室条件下，物理性能测试和硫化曲线分析是常用的检测手段。在生产现场，可能更多依赖于观察法和快速的物理性能测试来进行初步筛选。

防止硫化返原的措施

为了防止硫化返原，可以采取以下措施：

合理设计硫化体系，选择低硫高促的半有效硫化体系或有效硫化体系，使用硫磺给予体替代部分硫磺，或采用过氧化物-硫磺/促进剂硫化体系.

适当调整硫化条件，通过精确计算硫化时间、硫化温度来确定适宜的硫化条件，尤其是对于厚橡胶制品，可以采用时温等效原理来计算天然胶在特定温度下的等效硫化时间.

使用特种配合助剂，如后硫化稳定剂、抗硫化返原剂等，来提高天然胶的抗硫化返原性能.

并用其他品种橡胶，如顺丁橡胶、丁苯橡胶等，这些橡胶具有较好的抗硫化返原性能.

通过上述措施，可以有效地降低或消除硫化返原现象，提高橡胶制品的质量和使用寿命。