基本介紹
形成新的碳環(huán)或雜環(huán)的反應過程,也稱閉環(huán)縮合或成環(huán)縮合。環(huán)合一般形成芳香族的六元碳環(huán)以及五元和六元雜環(huán),因為這些環(huán)比較穩(wěn)定,而且容易生成。
大多數(shù)環(huán)合過程是先由兩個反應物分子在適當位置發(fā)生縮合反應而連接成一個分子,但此時還沒有形成新環(huán),然后在這個分子內(nèi)部的適當位置再環(huán)合形成新環(huán)。為了以經(jīng)濟合理的方式,形成預期的環(huán)狀結構,兩個反應物須在分子中的適當位置有反應性基團,而且價廉易得。
大多數(shù)環(huán)合過程要脫落一個小分子,如H2O、NH3、HCl、HBr、C2H5OH、H2等。為了促進小分子的脫落,常常要用縮合促進劑。例如:脫水環(huán)合,常在濃硫酸中進行;脫鹵化氫環(huán)合常常要用縛酸劑,有時還要用銅催化劑;脫氫環(huán)合常在無水三氯化鋁、二氯化二硫或氫氧化鉀存在下進行,有時還要加入溫和氧化劑;脫醇或脫氨環(huán)合,常在酸或堿的催化作用下進行。有些環(huán)合過程并不脫落任何小分子,這時反應物分子中要有雙鍵或三鍵。
“硫化”一詞有其歷史性,因最初的天然橡膠制品用硫磺作交聯(lián)劑進行交聯(lián)而得名,隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)在可以用多種非硫磺交聯(lián)劑進行交聯(lián)。因此硫化的更科學的意義應是“交聯(lián)”或“架橋”,即線性高分子通過交聯(lián)作用而形成的網(wǎng)狀高分子的工藝過程。從物性上即是塑性橡膠轉化為彈性橡膠或硬質橡膠的過程?!傲蚧钡暮x不僅包含實際交聯(lián)的過程,還包括產(chǎn)生交聯(lián)的方法。
硫化過程可分為哪四個階段?各有什么特點?
通過膠料定伸強度的測量(或硫化儀)可以看到,整個硫化過程可分為硫化誘導,預硫,正硫化和過硫(對天然膠來說是硫化返原)四個階段。
硫化誘導期(焦燒時間)內(nèi),交聯(lián)尚未開始,膠料有很好的流動性。這一階段決定了膠料的焦燒性及加工安全性。這一階段的終點,膠料開始交聯(lián)并喪失流動性。硫化誘導期的長短除與生膠本身性質有關,主要取決于所用助劑,如用遲延性促進劑可以得到較長的焦燒時間,且有較高的加工安全性。
硫化誘導期以后便是以一定速度進行交聯(lián)的預硫化階段。預硫化期的交聯(lián)程度低,即使到后期硫化膠的扯斷強度,彈性也不能到達預想水平,但撕裂和動態(tài)裂口的性能卻比相應的正硫化好。
到達正硫化階段后,硫化膠的各項物理性能分別達到或接近最佳點,或達到性能的綜全平衡。
正硫化階段(硫化平坦區(qū))之后,即為過硫階段,有兩種情況:天然膠出現(xiàn)“返原”現(xiàn)象(定伸強度下降),大部分合成膠(除丁基膠外)定伸強度繼續(xù)增加。
對任何橡膠來說,硫化時不只是產(chǎn)生交聯(lián),還由于熱及其它因素的作用產(chǎn)生產(chǎn)聯(lián)鏈和分子鏈的斷裂。這一現(xiàn)象貫穿整個硫化過程。在過硫階段,如果交聯(lián)仍占優(yōu)勢,橡膠就發(fā)硬,定伸強度繼續(xù)上升,反之,橡膠發(fā)軟,即出現(xiàn)返原。