橡膠助劑在組成橡膠配方中具有重要的作用,是影響橡膠制品功能的首要要素。介紹幾類橡膠助劑在組成橡膠中的運(yùn)用狀況 :
一、 硫化系統(tǒng)助劑
硫化系統(tǒng)助劑首要由硫化劑、促進(jìn)劑和活性劑組成,其用量占生膠用量的10%左右。依據(jù)組成橡膠的飽滿度,可選用硫黃、金屬氧化物、過(guò)氧化物和胺類化合物等多種硫化系統(tǒng)。
1.1 硫化劑
依據(jù)膠種和橡膠制品功能要求的不同,可選用硫黃、過(guò)氧化物、醌肟、樹(shù)脂、金屬氧化物等不同的硫化系統(tǒng)。其間,硫黃硫化系統(tǒng)又分為一般硫化系統(tǒng)、有用硫化系統(tǒng)和半有用硫化系統(tǒng)等。
硫黃硫化系統(tǒng)在通用組成橡膠和半通用組成橡膠中運(yùn)用較多,金屬氧化物硫化系統(tǒng)首要用于氯丁橡膠(CR),醌肟和樹(shù)脂硫化系統(tǒng)首要用于丁基橡膠(IIR),過(guò)氧化物和樹(shù)脂硫化系統(tǒng)首要用于乙丙橡膠(EPR)、天然橡膠(NR)和丁苯橡膠(SBR)。特種橡膠[如聚硫橡膠(LP)、氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)、氯化聚乙烯橡膠(CM)、氟橡膠( F K M ) 、硅橡膠( M V Q ) 、氟硅橡膠(FVMQ)等]根本都?xì)w于飽滿橡膠,不含雙鍵,硫黃對(duì)其不起交聯(lián)作用,所以需求選用非硫黃硫化系統(tǒng),如金屬氧化物、過(guò)氧化物、有機(jī)胺鹽硫化系統(tǒng)等。近年來(lái)丙烯酸酯橡膠(ACM)已根本選用硫黃硫化系統(tǒng)。
(1)硫黃。一般粉末硫黃是橡膠工業(yè)最常用的硫化劑。跟著子午線輪胎和彩色橡膠制品的開(kāi)展,不噴霜、不影響粘合功能和產(chǎn)品外觀的不溶性硫黃(IS)運(yùn)用廣泛。IS大部分用于NR輪胎膠猜中,具有前進(jìn)膠料-骨架資料粘合功能、防止噴霜、延伸膠料寄存時(shí)刻的作用,IS在順丁橡膠(BR)輪胎膠猜中也有少數(shù)運(yùn)用。
(2 ) 過(guò)氧化物[ 2 ]。除I I R 和鹵化丁基橡膠(XIIR)之外,其他橡膠尤其是MVQ、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)、氫化丁腈橡膠(HNBR)、CM、CR和熱塑性彈性體等簡(jiǎn)直都能夠用過(guò)氧化物硫化。過(guò)氧化物硫化膠料的交聯(lián)鍵是C—C鍵,其鍵能比硫黃硫化膠料的單硫鍵、雙硫鍵和多硫鍵鍵能大,因而過(guò)氧化物硫化膠料的耐熱氧老化功能優(yōu)異、緊縮永久變形小、不易噴霜、無(wú)硫化返原現(xiàn)象,但其拉伸功能、應(yīng)變功能和耐疲憊功能較差。
(3)樹(shù)脂。為前進(jìn)膠料的耐熱功能和耐老化功能,許多膠種(IIR,NR,SBR和NBR等)已廣泛運(yùn)用樹(shù)脂(如烷基酚醛樹(shù)脂等)作為交聯(lián)劑。樹(shù)脂硫化的IIR膠料耐熱功能好,緊縮永久變形小,已成為制造硫化膠囊最首要的膠料。樹(shù)脂作為IIR的硫化劑,硫化速度慢,且硫化溫度高。酚醛樹(shù)脂硫化系統(tǒng)也常用于EPDM/PP等橡塑共混資料的制備。
(4)金屬氧化物。CR,CM和XIIR等含鹵素或含羧基的橡膠需選用金屬氧化物作為硫化劑。常見(jiàn)的金屬氧化物為氧化鋅和氧化鎂,以活性氧化鋅和輕質(zhì)氧化鎂為最佳。
(5)硫黃給予體。硫黃給予體是在橡膠硫化進(jìn)程中能分解出硫黃的硫化劑。其膠料的特色是耐熱功能比硫黃膠料好,一起耐緊縮變形功能優(yōu)異,且抗焦燒功能好,不易噴霜。但因大多硫黃給予體有毒性而被列入約束運(yùn)用的隊(duì)伍,如含嗎啉基的硫化劑DTDM和TMTD。
(6)胺類化合物。FKM和ACM常運(yùn)用胺類化合物作為硫化劑,首要有亞甲基胺類、苯胺類化合物等。
二、促進(jìn)劑
促進(jìn)劑首要包含噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類、胍類和二硫化氨基甲酸鹽類。跟著環(huán)保意識(shí)的不斷深化和前進(jìn),多種促進(jìn)劑由于有毒、污染性,已成為約束運(yùn)用的目標(biāo)。
次磺酰胺類促進(jìn)劑的代替種類首要為促進(jìn)劑TBBS(NS),TBSI,CBBS和CBS(CZ)等;秋蘭姆類促進(jìn)劑的代替種類首要為促進(jìn)劑TBzTD等;二硫代氨基甲酸鹽類促進(jìn)劑的代替種類首要為促進(jìn)劑ZBEC(DBZ)等;促進(jìn)劑DTDM及OTOS的代替種類首要為Duralink HTS和Perkalink-900等。
現(xiàn)在我國(guó)常用的促進(jìn)劑種類為促進(jìn)劑CBS和TBBS,二者用量占我國(guó)促進(jìn)劑總用量的36%以上;促進(jìn)劑MBT,MBTS(DM),CBS和TBBS這4種促進(jìn)劑的用量占我國(guó)促進(jìn)劑總用量的70%以上。
促進(jìn)劑TBzTD焦燒時(shí)刻長(zhǎng),加工安全性好,可代替促進(jìn)劑TMTD和TETD等秋蘭姆類促進(jìn)劑。促進(jìn)劑TBSI在膠猜中具有延伸焦燒時(shí)刻和減慢硫化速度的特色,能夠顯著前進(jìn)NR的抗硫化返原功能。促進(jìn)劑ZBEC能夠作為NR、SBR、EPDM、天然膠乳和組成膠乳的主促進(jìn)劑或助促進(jìn)劑,具有很好的耐焦燒功能。二苯胍類促進(jìn)劑DPG(D)首要用作天然橡膠和組成橡膠的促進(jìn)劑,在高白炭黑填充的膠猜中添加促進(jìn)劑DPG,能夠顯著下降混煉膠的門尼粘度,還能夠前進(jìn)硫化速度。
三、活性劑
活性劑是前進(jìn)促進(jìn)劑活性,促進(jìn)硫化反響的硫化系統(tǒng)助劑,故又稱為促進(jìn)助劑或硫化促進(jìn)活性劑?;钚詣┒嘤山饘傺趸锱c脂肪酸組成,最典型的為間接法氧化鋅(3~5份)與硬脂酸(1~2份)組合。橡膠制品在生產(chǎn)、運(yùn)用和收回等環(huán)節(jié)中過(guò)量釋放氧化鋅,可能會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康,尤其是對(duì)鋅較為靈敏的水生動(dòng)植物構(gòu)成不良影響?,F(xiàn)在大力開(kāi)展低鋅或許無(wú)鋅硫化活性劑(如有機(jī)鋅、氧化鋅復(fù)配母粒、氧化鈣和氧化鎂等)部分代替氧化鋅。研討標(biāo)明,有機(jī)鋅與核殼結(jié)構(gòu)氧化鋅都能起硫化活性劑作用,但其膠料的抗硫化返原功能與物理功能都不及間接法氧化鋅膠料。
2· 防護(hù)系統(tǒng)助劑
膠料在運(yùn)用進(jìn)程中簡(jiǎn)單發(fā)生老化,需求參加防護(hù)系統(tǒng)推遲老化,防止功能快速下降。物理防老劑一般為光屏蔽劑或許蠟,化學(xué)防老劑包含胺類、酚類、酯類等化合物。組成橡膠在組成進(jìn)程中要參加少數(shù)抗氧劑,而在后加工進(jìn)程中要參加較許多的防老劑。
2.1 組成橡膠用抗氧劑
組成橡膠在組成進(jìn)程參加的抗氧劑要依據(jù)組成工藝以及產(chǎn)品色彩來(lái)挑選。溶聚橡膠需求挑選易溶于橡膠組成所用溶劑的抗氧劑,乳聚橡膠則要挑選能與橡膠組成所用的乳化劑構(gòu)成安穩(wěn)乳液的抗氧劑,此外依據(jù)產(chǎn)品的色彩挑選污染型或非污染型的抗氧劑。聚丁二烯橡膠(BR)、苯乙烯熱塑性彈性體、異戊橡膠(IR)等溶聚橡膠曾經(jīng)多選用抗氧劑BHT(264),有時(shí)并用亞磷酸酯類抗氧劑TNP(TNPP)??寡鮿㏕NP簡(jiǎn)單水解,因生成的壬基酚影響生物的生殖健康而被制止運(yùn)用。抗氧劑BHT相對(duì)分子質(zhì)量較小,簡(jiǎn)單蒸發(fā),國(guó)外研討以為其較多的蒸發(fā)物對(duì)環(huán)境有害,因而現(xiàn)在多選用其他酚類抗氧劑進(jìn)行代替,較為常見(jiàn)的有抗氧劑1076和1520,或并用輔佐抗氧劑以發(fā)生協(xié)同效應(yīng)。淡色乳聚橡膠多選用酚類抗氧劑苯乙烯化苯酚,深色橡膠多選用污染型胺類抗氧劑。組成橡膠抗氧劑正向環(huán)保、大相對(duì)分子質(zhì)量、復(fù)配和多功能方向開(kāi)展。能夠經(jīng)過(guò)DSC法檢測(cè)生膠的氧化誘導(dǎo)期或許氧化誘導(dǎo)溫度,也能夠經(jīng)過(guò)耐熱氧老化功能來(lái)調(diào)查抗氧劑的功能。淡色橡膠制品還需求調(diào)查耐熱氧老化功能和耐黃變功能。
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