在不同交聯(lián)體系的影響下,，當(dāng)交聯(lián)度向著硫化終點(diǎn)不斷升高時(shí),，硫化膠的大多數(shù)性能都會(huì)或多或少發(fā)生變化。
硫化膠物理性能與交聯(lián)度之間的關(guān)系
在交聯(lián)度的影響下,，抗張強(qiáng)度有一比較寬的最高值,，交聯(lián)度不足和過度交聯(lián)都能使抗張強(qiáng)度下降。
抗撕裂性能也和交聯(lián)度有類似關(guān)系,，不過它的最大值范圍比較窄,，而且它所處的交聯(lián)鍵密度要比最大抗張強(qiáng)度的交聯(lián)鍵密度低得多。
交聯(lián)有些不足時(shí),，耐磨性能不好,。而交聯(lián)過度時(shí)，耐磨性能幾乎沒有什么降低,。
由于交聯(lián)度升高，回彈性以及與其有關(guān)的動(dòng)態(tài)阻尼和疲勞龜裂性能有某些改善,。
拉伸形變和壓縮形變同時(shí)也有改進(jìn),，這意味著讀數(shù)比較小。
扯斷伸長作為交聯(lián)度的函數(shù),，也可以通過一個(gè)最大值,。但究竟多大的扯斷伸長最合適，要根據(jù)產(chǎn)品的要求而定,。如橡膠絲要求的扯斷伸長非常大,，可用交聯(lián)稍微不足的辦法來達(dá)到。如果伸長要求比較小（即抗張應(yīng)力高）,，輕微的過交聯(lián)是比較合適的,。
過分過交聯(lián)或欠交聯(lián)，皆對(duì)硫化膠的老化性能不利,。正硫化區(qū)域的老化性能最好,。
德墨西亞（ Mattia）疲勞試驗(yàn)表明，抗疲勞性能與交聯(lián)密度的關(guān)系是密切的,。根據(jù)實(shí)驗(yàn),，過交聯(lián)的硫化膠抗疲勞性能急劇下降。但這種關(guān)系在杜邦（ DuPont）屈撓實(shí)驗(yàn)機(jī)上看不出來,。
對(duì)天然膠的靜態(tài)抗臭氧性能,，交聯(lián)密度幾乎沒有什么影響。然而對(duì)丁苯膠硫化膠而言,，高度的過交聯(lián)則有利于抗臭氧性能,。
在大多數(shù)情況下，輕微的過交聯(lián)對(duì)抗溶脹性能和低溫屈撓性能也有良好影響,。
據(jù)此,，交聯(lián)度產(chǎn)生的影響可以歸納如下:
有顯著影響者:
抗張應(yīng)力 拉伸變形 扯斷伸長 壓縮變形 高溫下的回彈性 抗疲勞性能（生熱） 高溫下的動(dòng)態(tài)阻尼性能 抗溶脹性能 抗撕裂性能
影響較小者:
抗張強(qiáng)度 氣密性 室溫下的回彈性 低溫屈撓性能 室溫下的動(dòng)態(tài)阻尼性能 電絕緣性能 耐磨耗性能
下列性能在輕微欠硫時(shí)（亦即不到最適抗張強(qiáng)度，見下節(jié)）最好:
抗撕裂性能 疲勞龜裂（德墨西亞）
下列性能在正硫化時(shí)最好:
抗張強(qiáng)度 耐老化性能 抗張應(yīng)力 耐磨耗性能
下列性能在輕微過硫時(shí)（亦即超過最優(yōu)抗張應(yīng)力時(shí)的交聯(lián),，見下節(jié)）最好:
馬頓（Marten）壓縮滾球試驗(yàn)（生熱） 回彈性 拉伸變形 抗溶脹性能 壓縮變形 低溫屈撓性能 動(dòng)態(tài)阻尼 耐臭氧性能（丁苯膠）
在高度過硫時(shí),，特別是當(dāng)有硫化返原趨勢時(shí)，大多數(shù)性能都受損害,。因此,，選擇硫化程度必須注意協(xié)調(diào)。
應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出,，在有同樣填充劑和增塑體系的硫化膠中,，上述性能的變化只是由于硫化助劑或硫化時(shí)間的不同所致，亦即完全由于硫化程度不同所造成,。至于這些性能因配方改變而有較大變化的情況,此處無須贅述,。
交聯(lián)鍵結(jié)構(gòu)對(duì)硫化膠物理性能的影響
已經(jīng)過,上述大多數(shù)性質(zhì)大抵都與交聯(lián)度有關(guān)。但它們?cè)谝欢ǔ潭壬弦惨蕾囉诹蚧z的交聯(lián)方式,。只要提起鏈節(jié)的自由運(yùn)動(dòng)(微布朗運(yùn)動(dòng))與交聯(lián)鍵的結(jié)構(gòu)(C-C,、C-S-C、C-Sx-C交聯(lián)鍵)有關(guān),便知這種說法是真實(shí)的,。橋鍵越長,亦即多硫交聯(lián)鍵的指數(shù)x越大,硫化膠遭受機(jī)械應(yīng)力時(shí)單個(gè)鏈的運(yùn)動(dòng)也越容易,。然而由于鏈之間距離的差別并非很大,所以位置變化的影響也不突出。但在分子彼此間連結(jié)牢固的C—C交聯(lián)的硫化膠和交聯(lián)鍵比較長而又比較柔軔(多硫鍵)的硫化膠之間仍有一定差異,。
另一個(gè)由交聯(lián)鍵位置的結(jié)構(gòu)引起的顯著差別,是由交聯(lián)鍵處的鍵能不同所致,。下面將談到, 這一點(diǎn)對(duì)硫化膠的老化性能特別是熱穩(wěn)定性能尤為重要,。據(jù)此,交聯(lián)鍵鍵能高(C—C交聯(lián)鍵)的硫化膠要比鍵能低(C-Sx-C交聯(lián)鍵)的硫化膠好些。在一定的交聯(lián)度下,多硫鍵硫化膠抗張強(qiáng)度最高,隨X的增加,亦即隨鍵內(nèi)硫原子數(shù)的增加,抗張強(qiáng)度上升,。這一效應(yīng)在含淺色填充劑的硫化膠中尤為顯著,在含炭黑的硫化膠中就不那么明顯,而在含高補(bǔ)強(qiáng)炭黑的硫化膠中最不明顯,。純C—C鍵交聯(lián)的硫化膠抗張強(qiáng)度最差。
交聯(lián)鍵結(jié)構(gòu)對(duì)抗撕裂性能沒有重大作用,而較短的交聯(lián)鍵似乎好些,。
天然膠硫化膠的彈性與交聯(lián)鍵結(jié)構(gòu)有關(guān),交聯(lián)鍵非常大的時(shí)候,能改善鏈節(jié)的彈性運(yùn)動(dòng),因而提高回彈性,。這種效應(yīng)雖不很大,但重現(xiàn)性很好。交聯(lián)密度一定時(shí),隨Sx中x數(shù)值的增加,以丁苯膠與聚丁二烯橡膠為主并用的硫化膠在室溫下的彈性未見有所改善,。在較高的溫度下,S2中x增加時(shí),回彈性也隨之增高,。
另外,永久變形如壓縮變形(相應(yīng)的形狀也是如此)由于Sx的變大而下降,按照分子理論這也是理所當(dāng)然的。這種效應(yīng)對(duì)天然膠硫化膠還是比對(duì)諸如丁苯或丁腈硫化膠更為顯著.
如果硫化膠含有惰性填料或根本不含填料,交聯(lián)鍵的結(jié)構(gòu)對(duì)其磨耗性能沒有特殊影響,。當(dāng)然,在含高補(bǔ)強(qiáng)炭黑的硫化膠中,更不會(huì)發(fā)生特殊影響,。
隨Sx鍵中S的減少,天然膠硫化膠的疲勞龜裂增加。德墨西亞試驗(yàn)和帶狀屈撓試驗(yàn)一致表明,鍵橋比較短的硫化膠其疲勞性能有明顯的提高,。硫橋縮短,裂口的生長也減慢下來,。
硫鍵比較短的硫化膠(即Sx比較小),在高溫試驗(yàn)或試驗(yàn)過程中溫度升高的試驗(yàn)(如壓縮形變和疲勞生熱試驗(yàn))中所表現(xiàn)的性能總是比較好的。在這種情況下,具有C—C或C—S--C交聯(lián)鍵的硫化膠(過氧化物或秋蘭姆硫化物交聯(lián))性能最好,。低硫硫化體系,雖比無硫硫化體系略見遜色,但比常用的體系要好得多,。當(dāng)然,發(fā)生這種情況也是由于所有伴以生熱試驗(yàn)方法(如各種屈撓壽命試驗(yàn))的動(dòng)態(tài)阻尼較低所致。
硫化膠的老化性能自然也與硫化膠中的硫(特別是以多硫化物形式存在的硫)含量成反比,。其主要原因是硫橋短者返原現(xiàn)象較小,。含少量硫之硫化膠的摩擦系數(shù)也有所改善。
到目前為止,尚未看到交聯(lián)鍵的性質(zhì)對(duì)靜態(tài)抗臭氧性能有什么影響,。
現(xiàn)將交聯(lián)鍵的性質(zhì)對(duì)硫化膠物理性能的影響歸納如下:
交聯(lián)鍵較短時(shí)(C-C,、C-S-C交聯(lián)鍵),下列性質(zhì)最好：
永久變形 熱穩(wěn)定性 壓縮變形 抗硫化返原性 馬頓壓縮滾球試驗(yàn)(生熱)
交聯(lián)鍵較長時(shí)(C-Sx-C交聯(lián)鍵),下列性質(zhì)最好:
抗張強(qiáng)度 耐磨性能 回彈性(天然膠) 疲勞龜裂
