聚硫橡胶作为一种应用了几十年的老材料,至今仍应用于航空、船舶、汽车、建筑等领域作为密封和粘接材料。它具有良好的耐油性、耐溶剂性、耐候性、耐久性、耐紫外性以及良好的低温性能等,在与其它新材料如聚氨酯、聚硅氧烷相比仍有一定优势。聚硫橡胶作为已经成熟应用的老材料并非尽善尽美,亦未失去研究价值。本文针对这一材料存在的一些问题进行深入的探索,拓展特殊的用途,采用新手段、新方法,解决具体的问题。需探索和解决的问题有：(1)在室温范围内,液体聚硫橡胶随着温度、酸碱度等因素的变化,固化速率会有很大的差异,目前仍缺乏有效手段对其固化过程进行实时定量监测。(2)随着巯基-双键的“点击”化学反应的兴起,双键类物质能否作为良好的硫化剂,和聚硫的巯基发生快速高效的点击反应,来改善传统金属氧化物固化聚硫橡胶的性能。(3)作为分子量较低的齐聚物,并具有较小的交联度,聚硫橡胶的耐压性能较差。如何增加其交联密度,大幅度改善压缩性能,对于特殊的应用环境(如在水下长期受压状态)尤其如此。(4)缺乏对密封胶长时间下的松弛蠕变行为的理论解释和计算；对长期压缩形变行为缺乏有效预测。(5)在实际应用过程中,聚硫橡胶的固化速率及其后期固化对其压缩性能有较大影响,在这方面未见报道。本文的主要研究内容包括：(1)实时定量监测了聚硫-MnO2体系的固化过程,并通过多种手段确定并证明了聚硫介电(DEA)固化曲线上的特征点,包括：反应启动时间、凝胶时间、反应基本完成时间等。基于DEA方法,定量研究了体系酸碱度对反应特征时间的影响。(2)结合多种测试方法研究了丙烯酸酯和聚硫巯基在胺催化下的点击反应动力学过程。分析固化曲线的特征点,计算了活化能,并考察了反应物分子链长度、胺催化剂的种类及当量、以及反应温度对该过程的影响,证明该反应具有快速高效的特点。(3)通过分子结构层面分析和计算,解释聚硫橡胶的压缩松弛和形变行为,利用经验方程,由短时间的实验数据预测长时间的受力形变行为。成功地将巯基-双键引入到聚硫橡胶网络内,显著地改善了材料的耐压缩性能。(4)固化速率和后期固化过程对压缩性能有不可忽略的影响。文中针对这两点影响因素展开研究,从交联网络结构和分子粘弹性运动角度进行了分析研究。本文创新之处包括：(1)通过引入巯基-双键点击反应,为聚硫橡胶的固化提供了一种新方法,突破了通常的液态橡胶和金属氧化物的液-固反应的局限,并利用该反应成功改善了聚硫橡胶的压缩性能。此种新方法有较好的应用前景。(2)对聚硫橡胶的应力松弛行为进行分子粘弹性理论层面的分析阐述和模拟计算,成功预测了材料的长期受压下的形变行为。(3)首次采用DEA方法对聚硫橡胶固化过程进行实时原位监测和动力学研究,从而解决了聚硫橡胶固化过程由于放热少、时间长等因素造成的难以实时监测的难题。研究了温度和体系酸碱度这两个关键要素对反应速度的影响,为材料的固化机理和应用提供了指导。(4)研究了固化速率和后期固化对于材料性能的影响,找出了溶胀测试结果和压缩性能的内在联系。从而为实际应用中判断材料压缩性能提供了依据和便利。