Effect of a small variation in percentage of sulfur on rubber vulcanization: temperature profiles, state of cure

University of Saint-Etienne, U.E.R. of Sciences, Laboratory of Materials and Industrial Chemistry 23, Dr. Paul Michelon — 42023 Saint-Etienne Cédex, France.

Abstract

Small variations in sulfur as a vulcanizing agent have been proved to have a significant effect on rubber vulcanization. This problem has important consequences in the industry, because it is difficult to keep a constant value of % sulfur in the small samples taken from a larger amount of blended rubber, owing to the un-ideal distribution of sulfur throughout the mass. The effect of 0.2 and 0.4 variation in % sulfur around the average value of 2 % on the temperature profile developed through 2 cm thick rubber sheets was studied, as well as the profile of the extent of the cure. The time taken for the extent of cure to reach selected values was calculated at different points in the sheet for all cases, and was correlated with the variation in temperature at the sheet midplane.

Résumé

Il a été prouvé que la variation du pourcentage de soufre, comme agent vulcanisant, joue un rôle important sur la vulcanisation du caoutchouc. Ceci a une conséquence industrielle, car il est difficile de maintenir une valeur constante du pourcentage de soufre dans les petits échantillons extraits d’une large masse de caoutchouc mélangé, à cause de la dispersion imparfaite dans ce mélange. L’effet d’une variation de 0.2 et 0.4 autour de la valeur moyenne de 2 % de soufre a été étudiée, en considérant le profil des températures développé dans des plaques de caoutchouc de 2 cm, ainsi que le profil du degré de vulcanisation. Le temps nécessaire pour que le degré de vulcanisation atteigne des valeurs particulières a été calculé à différents endroits dans tous ces cas, et il a été relié à la variation de la température au milieu de la plaque.