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在硫化前，橡膠分子是呈卷曲狀的線形結構，其分子鏈具有運動的獨立性，大分子之間是以范德華力相互作用的，當受外力作用時，大分子鏈段易發生位移，在性能上表現出較大的變形，可塑性大，強度不大，具有可溶性。硫化后，橡膠大分子被交聯成網狀結構，大分子鏈之間有主價鍵力的作用，使大分子鏈的相對運動受到一定的限制，在外力作用下，不易發生較大的位移，變形減小，強度增大，失去可溶性，只能有限溶脹。

橡膠在硫化過程中，其分子結構是連續變化的，如交聯密度在一定的硫化時間內是逐漸增加的。實際上硫化時所發生的化學反應比較復雜，交聯反應和降解反應都在發生，交聯反應使橡膠分子成為網狀結構，降解反應使橡膠分子斷鍵。在硫化初期以交聯為主，交聯密度增加，到一定程度降解反應增加，交聯密度又會下降。硫化過程的橡膠分子結構的變化顯著地影響著橡膠各種性能。

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