发布日期:2018-10-25 10:59:20 浏览次数:2233
硫黄与橡胶结合动力学与硫化反应活化能
如图2-3为经典的硫黄与天然橡胶结合的动力学曲线
当含有大于5%硫黄的胶料硫化时,所含硫量大于已溶于橡胶的硫量。当溶于橡胶的硫黄与橡胶结合而降低浓度时,未溶硫黄即通过扩散予以补充。因此,与溶解硫黄的浓度Sp)成正比,即:
所以,只要在胶料中还有小粒液态硫黄存在,反应便按图2-3中直线恒速进行线的转折点正好表明溶解硫黄的消失。
当含硫量在2-5%时,极细(粉末状)硫黄极易在炼胶过程中溶解而成为游离状态,可推导得:
此式说明,硫黄与橡胶反应的速度与硫黄浓度有关,与橡胶浓度无关,属于一级反应。把上式积分整理可得:
(2-2)与(2-3)中,S。为原加入硫黄总量;S游为硫化反应后仍游离在橡胶的硫黄量;S结为硫黄结合到橡胶分子的量。
在外界条件(如配方、温度)不变时,K是常数,已为许多实验所证明。但对较多硫黄量与橡胶结合的情况,则不完全属于一级反应,较为复杂。总之,通过硫化反应动力学的研究,回答了范德华力还是原子价力引起了硫黄与橡胶之间的作用。
关于硫化反应的活化能,可通过阿累尼乌斯(Arrhenius)方程式求得:
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