橡膠硫化技術(shù)知識(shí)一、橡膠的硫化
橡膠分天然橡膠和合成橡膠,統(tǒng)稱為生膠。橡膠在硫化之前,本身沒有應(yīng)用價(jià)值,而且由于本身強(qiáng)度低,結(jié)構(gòu)中含有不飽和鍵,容易被氧化、交聯(lián)而使物理機(jī)械性能下降。
為了使橡膠具有更好的的使用性能,就必需對(duì)橡膠進(jìn)行硫化。同時(shí),為了改善橡膠的加工性能,賦予其它的特種功能,還需要添加其它助劑,比如:硫化劑、促進(jìn)劑、防老劑、加工助劑、補(bǔ)強(qiáng)劑等。
二、橡膠硫磺硫化及反應(yīng)機(jī)理
橡膠硫磺硫化是橡膠硫化體系中,大多被采用的一種硫化方式?,F(xiàn)代橡膠硫化機(jī)理研究的共識(shí)是硫磺、促進(jìn)劑與活化劑(氧化鋅和硬脂酸)三者組成的一個(gè)完整硫化體系。硫磺硫化反應(yīng)機(jī)理一般認(rèn)為分四個(gè)階段:
促進(jìn)劑、活化劑和硫磺首先生成促進(jìn)劑的多硫化合物,然后再與橡膠分子,形成橡膠硫醇,橡膠硫醇再與橡膠分子或本身發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),后再進(jìn)行重排、短化、主鏈改性等形成硫化膠。橡膠硫磺硫化主要是由幾類助劑共同完成的,反應(yīng)方程式為:
三、橡膠硫化促進(jìn)劑的開發(fā)史
四、橡膠配合劑五大體系
五、四種硫磺硫化促進(jìn)體系
六、硫化促進(jìn)劑的作用
橡膠硫化時(shí)用以加快硫化速度,縮短硫化時(shí)間,降低硫化溫度,減少硫化劑用量,同時(shí)還可以改善硫化膠的物理機(jī)械性能。
1、加快硫化速度
2、縮短硫化時(shí)間,
3、降低硫化溫度,
4、減少硫化劑用量,
5、改善物理機(jī)械性能。
七、硫化曲線
★ML:可表示膠料的流動(dòng)性,數(shù)值越低,流動(dòng)性越 好。
★MH: 可表示膠料的硬度、定伸強(qiáng)度和交聯(lián)密度。一般MH越低,硬度越低,MH越高,硬度越高。
★TS2: 表征膠料的操作性,越短,越容易焦燒,反之,越長(zhǎng),操作性提高,效率會(huì)低下。
★TC90: 主要是用來(lái)評(píng)估膠料在成型生產(chǎn)時(shí)的一次加硫條件,越長(zhǎng)表示硫化速度越慢,會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品硬度低,效率低。
八、硫化促進(jìn)劑的分類
九、橡膠硫化促進(jìn)劑主要品種
促進(jìn)劑
噻唑類
MBT(M)、MBTS(DM)、ZMBT(MZ)、MDB、BT
次磺酰胺類
CZ、NS、CBBS、TBSI、OTOS、OTTOS
秋蘭姆類
TBzTD、TETD、TMTD、TiBTD、DPTT、TBTD、TMTM、TiBTM
二硫代氨基甲酸鹽類
ZDMC(PZ)、ZDEC(EZ)、ZDBC(BZ)、ZBEC(ZTC)、TDEC、TTFe、TTCu、SDBC、
SBEC
硫化劑
DTDM、DTDC
穩(wěn)定劑
NDBC、NDiBC
硫脲類
DETU、DPTU、DBTU、ETU、MTT
二烷基二鹽類
ZBPD、ZDTP
胍類
DPG、DOTG
類別
易產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)助劑品種
蔚林股份環(huán)保型替代助劑產(chǎn)品
次磺
酰胺類
2-嗎啉基硫代苯并噻唑次磺酰胺(NOBS)
N,N-二異丙基-2-苯并噻唑次磺酰胺(DIBS)
N,N-二環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(DZ)
N-叔丁基-2-巰基苯并噻唑次磺酰胺(NS)
N-環(huán)己基-2-巰基苯并噻唑次磺酰胺(CZ)
N-環(huán)己基-雙(2-苯并噻唑)次磺酰亞胺(CBBS)
N-叔丁基-雙(2-苯并噻唑)次磺酰亞胺(TBSI)
秋蘭姆類
二硫化四秋蘭姆(TMTD)
二硫代四乙基秋蘭姆(TETD)
二硫化四芐基秋蘭姆(TBZTD)
二硫代氨基
甲酸鹽類
二二硫代氨基甲酸鋅(PZ)
二芐基二硫代氨基甲酸鋅(ZBEC)
硫脲類
亞乙基硫脲(ETU)
3-四氫噻唑-2-硫酮(MTT)
硫化劑
二硫化二嗎啉(DTDM)
N,N-二硫化-二己內(nèi)酰胺(DTDC)
塑解劑
五氯硫酚類
2,2-二苯甲酰胺二苯基二硫化物(DBD)
十、硫化促進(jìn)劑結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特性
噻唑類應(yīng)用特性
■屬于準(zhǔn)超速、酸性促進(jìn)劑。
■M焦燒時(shí)間短,DM來(lái)替代M主要是改善焦燒。
■無(wú)污染,可以用作淺色橡膠制品。
■有苦味、不易用于食品接觸的制品。
次磺酰胺類應(yīng)用特性
■屬于準(zhǔn)超速、中性促進(jìn)劑,屬于酸堿自我并用 型。
■具有遲效性,硫化曲線平坦,硫化膠綜合性能 好。適于高溫快速和厚制品的硫化。
■誘導(dǎo)期長(zhǎng)短由胺基基團(tuán)的大小決定,基團(tuán)越 大,數(shù)量越多,焦燒時(shí)間越長(zhǎng)。
秋蘭姆類應(yīng)用特性
■屬于超速級(jí)酸性促進(jìn)劑,硫化速度快,焦燒時(shí) 間短。
■一般不單獨(dú)使用,多與噻唑和次磺酰胺類并 用??梢杂糜跓o(wú)硫硫化,作硫化劑使用。
■適于制作耐熱膠種。
二硫代氨基甲酸鹽類應(yīng)用特性
■屬于超超速級(jí)、酸性促進(jìn)劑。
■硫化速度比秋蘭姆類快,誘導(dǎo)期極短。
■主要用于室溫硫化、膠乳制品的硫化,或者是 低不飽和橡膠如EPDM、IIR的硫化。
胍類應(yīng)用特性
■屬于中速堿性促進(jìn)劑,是堿性促進(jìn)劑中用量 大的一種。
■硫化起步慢,操作性好。
■適用于厚制品(如膠輥)的硫化,一般不單獨(dú) 使用,會(huì)導(dǎo)致制品老化龜裂,有變色污染性。
■常與酸性促進(jìn)劑并用,如M、DM、CZ等。
硫脲類類應(yīng)用特性
■屬于慢速級(jí)中性促進(jìn)劑,硫化促進(jìn)效能低,抗 焦燒性能差。
■除了用于CR、CO、CM橡膠的促進(jìn)和交聯(lián)外, 其它橡膠很少使用。
■代表品種:ETU、DETU、DPTU等。
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