硫化是什么？
在橡胶密封件的生产过程中，“硫化”是绕不开必不可少的工艺环节，无论是汽车发动机上的油封、管道连接处的O形圈，还是家电、水设备中的垫片，几乎所有的橡胶密封件都需要经过硫化处理才能投入使用。
毫不夸张地说，没有硫化，就没有真正意义上的橡胶密封件。
硫化究竟是什么？为什么橡胶密封件非硫化不可？
一、
什么是橡胶制品的硫化？
硫化的本质
硫化是橡胶加工中的最后一步工序的核心工艺，指在一定的温度、压力条件下，将生胶（塑性橡胶）与硫化剂（如硫磺、过氧化物等）及配合剂一起加热，使线型橡胶大分子交联形成三维网状结构的过程。
生胶（未硫化橡胶）虽然具有高弹性、高伸长率等基本特性，但由于其分子结构为线性或支链状，未形成交联网络，因此在物理机械性能、环境稳定性及加工性能上存在明显的局限性。
温度敏感性高：生胶对温度极为敏感，受热时（如夏季）容易变软、发黏，甚至产生粘连；遇冷时（如冬季）则容易变硬、发脆，甚至开裂，严重影响橡胶件有效性。
机械性能差：生胶的拉伸强度、抗撕裂强度和硬度较低，受外力作用时易发生塑性变形，在受外力作用后，分子链容易发生位移，回弹能力不如硫化胶，容易产生永久性变形。
耐介质性差：生胶易溶于或溶胀于有机溶剂（如油类、苯类等），使用场景会被大大受限，对酸碱等化学介质的耐腐蚀性也明显弱于硫化橡胶。
随着橡胶工业的发展，未硫化橡胶远远无法满足如今工业生产需求，比如强度、弹性、耐磨、耐油、耐高低温、耐老化、减震等等。
没有硫化的橡胶不仅强度低，在受到应变后，抵抗变形的能力和稳定性都不足，但硫磺和橡胶混合加热后的橡胶，不仅解决了橡胶受热就软化发粘的缺点，更提高了耐受性和稳定性，只有在硫化之后，橡胶才真正成为可用的工程材料。
欠硫和过硫
硫化并不是随着时间越长性能就越佳，而是呈现曲线变化的。
硫化程度超过了正硫化点，会进入性能衰退期俗称过硫。
此时，橡胶分子链的降解或过度交联导致产品性能严重下降，会导致橡胶产品变硬、变脆，拉伸强度、拉断伸长率显著下降，弹性丧失，撕裂时断口干脆。
欠硫是指胶硫化时间不足、硫化温度偏低或硫化体系（硫磺/促进剂）用量不足，导致橡胶分子交联密度过低，未能形成完整的三维网络结构，产品未能达到产品需要的材质性能。
硫化工艺是不可逆的，一旦硫化不足或硫化过度，都会直接导致产品直接报废，
而欠硫可以通过二次硫化去弥补，因此“精准控制”是硫化工艺的核心关键词，也有不少老师傅表示宁可欠硫，不能过硫。
二、
硫化对橡胶密封件的作用
硫化之所以成为橡胶密封件生产不可或缺的环节，是因为它从根本上改变了橡胶的性能，使其满足密封工况的苛刻要求。
未经硫化的生胶分子链呈线型结构，分子间可以自由滑动，几乎没有弹性。硫化之后，线型分子转变为网状结构，分子链的自由运动受到限制；与此同时，网状分子中仍然保留着相当多有活动能力的链段，于是橡胶变成强度和弹性兼而有之的材料。
对于密封件而言，弹性意味着能够在外力作用下产生变形并紧密贴合密封面，而强度则保证了在压力作用下不会破裂失效。
不同的硫化体系对密封件的耐热性有显著影响。
在发动机、液压系统等高温环境中工作的密封件，如果没有经过合适的硫化处理，橡胶在高温下会迅速老化、变硬甚至开裂，导致密封失效。
压缩永久变形是衡量密封件性能的核心指标之一，密封件在长期受压后能否恢复原状、保持密封能力，直接取决于这一参数。
采用有机过氧化物硫化的丁腈橡胶具有压缩永久变形小的突出优点。二段硫化同样能有效降低压缩永久变形。
对于O形圈、油封等需要长期承受压力的密封件来说，低压缩永久变形意味着更长的使用寿命和更可靠的密封效果。
密封件往往要在油、溶剂、化学品等介质中工作。硫化通过改变橡胶的化学结构和交联密度，显著提高了橡胶对油类和化学介质的抵抗能力。（二段硫化有利于提高硫化胶的耐高温和耐油性能）
硫化不仅仅是改变橡胶本身的性能，还可以使不同的部件粘合成统一的密封件整体,例如组合密封垫圈就是由橡胶圈与金属环整体粘合硫化而成的密封元件。硫化还能使密封件具有精确的几何形状和尺寸精度。
在硫化过程中，必须施加足够的压力。这有多重目的：
防止制品在硫化过程中产生气泡、提高硫化胶的致密性；
使胶料流散并充满模槽,提高橡胶与骨架的密着度；以及提高硫化胶的物理机械性能。
致密性对于密封件而言尤为重要——任何微小的气泡都可能成为泄漏的通道。
三、
硫化体系和选择
橡胶硫化可以将性能欠佳的生胶转变成优良特性的橡胶制品，但传统用硫磺进行硫化只是最传统最早的硫化方式，现在根据交联方式的不同，橡胶硫化体系主要分为热硫化体系和无硫硫化体系两大类。
随着工业的发展，不同使用场景需要不同优性特质的密封组件，所以演变出用氧化物、金属氧化物、树脂等不同介质进行硫化的体系，以满足不同生产环境需求。
四、
为什么部分橡胶密封件
需要二次硫化？
什么是二次硫化？
一次硫化后，橡胶内部可能残留未反应的活性基团或交联网络未达最稳定状态，二次硫化通过热能驱动，使交联密度增加，完善网状结构，从而显著提升制品的力学性能（如拉伸强度、硬度、回弹性）和耐热老化性。
二次硫化的主要目的
进一步增加交联密度：一次硫化后，部分橡胶的交联密度尚不够充分。二次硫化使橡胶制品进一步交联，改善力学性能和压缩永久变形性能。研究表明，经二次硫化的硫化胶交联密度增大，物理性能、耐老化性能和耐油性能提高，压缩永久变形减小。
去除残留低分子化合物:硅橡胶采用过氧化物硫化时，过氧化物分解后会生成低分子化合物（如苯和苯甲酸等），残留在橡胶中将影响机械性能。二次硫化可以有效分解和去除这些残留物。
稳定性能、提升品质：二次硫化可使密封件的拉伸强度、回弹性、硬度、热稳定性等比一次硫化有较大改善。对于氟橡胶制品，二次硫化还可去除一段硫化时放出的HF等腐蚀性物质。丙烯酸酯橡胶经二次硫化后交联结构趋于稳定，耐热油老化性显著改善。
目前，许多橡胶密封件生产单位都采用二次硫化技术来提升产品质量。尤其是对性能要求极高的航空航天、汽车发动机等领域的密封件，二次硫化已成为保证品质的标配工艺。
注:二次硫化并非所有橡胶的必需工艺，主要针对对性能要求极高或使用特殊硫化剂的高性能橡胶,并且硫化是不可逆工艺，所以精准把控硫化催化剂的计量和时间尺度尤为重要。
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