硫化與所有化學(xué)反應(yīng)一樣，隨溫度升高而加快，并且大體也可適用范特霍夫（Van＇tHoffan＇）定律。根據(jù)這一定律，溫度每上升8~10°C（約相當(dāng)于一個(gè)表壓的蒸汽壓力），其反應(yīng)速度約增加一倍——或者說反應(yīng)時(shí)間約減少一半。數(shù)學(xué)上，該定律可用下列方程式表示:
式中RG是反應(yīng)速度，T是溫度。根據(jù)這一方程式，當(dāng)溫度升高20℃時(shí)，反應(yīng)速度約為4倍，而當(dāng)溫度升高30℃時(shí)，則速度約為8倍。不過，根據(jù)這一定律設(shè)想的溫度系數(shù)2，并不完全符合客觀實(shí)際情況。
以前，采用無機(jī)促進(jìn)劑時(shí)，習(xí)慣上期望溫度系數(shù)是2.2到2.5。及至采用有機(jī)促進(jìn)劑時(shí)，就發(fā)現(xiàn)這些溫度系數(shù)對(duì)現(xiàn)在的膠料過高，故非降低不可。
二十多年前，拜耳公司實(shí)驗(yàn)室的廣泛研究就已指出，對(duì)大多數(shù)促進(jìn)劑來講，未填充天然膠膠料的溫度系數(shù)大約為2.0不過，當(dāng)加入填充劑時(shí)，這個(gè)數(shù)字有所變化。例如，加入補(bǔ)強(qiáng)炭黑時(shí)（40份，以生膠重量為100計(jì)），就降低為1.86。硬質(zhì)膠習(xí)慣上采用的溫度系數(shù)為2.50
在這些研究的基礎(chǔ)上，拜耳公司設(shè)計(jì)了一種計(jì)算尺，即所謂“硫化計(jì)算尺”，并以1.86、2.17和2.50三個(gè)不同的溫度系數(shù)（用縮寫字TK表示）為尺子的三個(gè)標(biāo)度。
在許多情況下，硫化計(jì)算尺大有助于在一定硫化溫度下確定近似的正硫化時(shí)間。但是應(yīng)該注意，實(shí)際上每種膠料都有它自己的硫化溫度系數(shù)。此外，根據(jù)H.奧勒（H.Auler）的計(jì)算，即使是簡單的膠料，其反應(yīng)速度的溫度系數(shù)至少在80℃到180C之間一是與溫度有關(guān)的。評(píng)論這個(gè)問題的還有弗蘭克（FrankHafner）及克恩（Kern）。
例如，假定110~120°℃之間的溫度系數(shù)是2.2,而在150~160℃的范圍內(nèi)則可能是1.9。換言之,沒有一個(gè)能夠表示個(gè)溫度系統(tǒng)的溫度系數(shù),除非明確其溫度適用范圍。看來拋棄潛能公式(方程式7)會(huì)更好一些,特別是由于阿累尼烏斯( Arrhenius)早在50多年前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)反應(yīng)速度和溫度之間的關(guān)系式,它在實(shí)驗(yàn)容許的范圍以內(nèi)始終保持準(zhǔn)確。這一關(guān)系式只要一個(gè)簡單的系數(shù)—活化能A(見方程式8)就夠了。式中R是氣體常數(shù),T為絕對(duì)溫度。這一關(guān)系式與不準(zhǔn)確的潛能公式相比并不復(fù)雜,而從圖解觀點(diǎn)來看,甚至相當(dāng)容易運(yùn)用。活化能可用硫化儀或振蕩式可塑計(jì)予以測(cè)定。
弗蘭克、哈夫納及克恩等人在一次重要研究中得出結(jié)論說:當(dāng)量時(shí)間(即達(dá)到規(guī)定硫化度的時(shí)間)的倒數(shù),是硫化的個(gè)非常有用的度量。
他們認(rèn)為,阿累尼烏斯的活化能是硫化速度和溫度關(guān)系的準(zhǔn)確度量,便于日常應(yīng)用。以當(dāng)量時(shí)間的對(duì)數(shù)對(duì)絕對(duì)溫度的倒數(shù)作圖并求其直線斜率,便可立即求得活化能。這個(gè)值常為24千卡/克分子左右,而與實(shí)驗(yàn)方法和當(dāng)量的選取無關(guān)。
根據(jù)上述情況和類似的想法,最近克瑙爾哈賽( Knauerhase)和庫普斯凱( Kupske)在考慮到活化能時(shí),他們建議用一種加工計(jì)算器求改變硫化條件的正確硫化時(shí)間。
不過這個(gè)方法不是每個(gè)橡膠工作者都有條件使用,而且根據(jù)活化能作一般換算還要多花一些時(shí)間,但這個(gè)方法肯定是可行的。因此,尤其對(duì)硫化平坦很寬的膠料來說,若根據(jù)最普通的溫度系數(shù)2來進(jìn)行硫化計(jì)算時(shí),也不致出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤。
在這些條件下,蒸汽壓力每提高1大氣壓(表壓),由于溫度的上升,硫化時(shí)間大約減少一半。但當(dāng)敏感膠料的溫度系數(shù)大于或小于平均值2時(shí),則使用硫化計(jì)算尺外面或中間的標(biāo)尺,可以得到滿意的精確度。
為了采用流水線作業(yè),總希望盡可能提高硫化溫度,以期相應(yīng)地縮短硫化時(shí)間。但這種辦法受許多因素的限制,詳細(xì)情況將在各個(gè)硫化方法中加以詳述。
譬如,限制提高硫化溫度的一個(gè)因素是硫化平坦的寬度,這對(duì)所有硫化方法都是相當(dāng)重要的。硫化平坦性非常寬的膠料可以容許使用較高的硫化溫度,而平坦性窄的膠料則恰恰相反。天然膠和合成膠所允許使用的最高硫化溫度也有顯著差別。合成膠的熱穩(wěn)定性比較高,使材料性能不致受到損害而容許使用的硫化溫度也比較高。
由于硫化膠的機(jī)械性能與硫化溫度有關(guān),因此,在特殊情況下,為了滿足一定的設(shè)計(jì)要求,硫化溫度就不應(yīng)超過某一限度。
硫化制品的斷面厚度也是限制硫化溫度的因素之一。這一問題將在大型模制品的硫化和膠輥的蒸汽硫化中詳細(xì)討論。
當(dāng)用平板硫化并且為了得到尺寸一定的制品而不得不用定的模型時(shí),硫化溫度也不能變化,因?yàn)闇囟炔煌?其收縮率也不一樣。
最后,在熱空氣中硫化時(shí),溫度的上限則取決于氧化作用。
只在某種情況下,可以提高硫化溫度而使制品在非常短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行硫化，連續(xù)硫化法便是其中的一種。
