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橡膠配合劑的促進劑并用

發(fā)布時間:2015-11-10 21:13:37   人瀏覽 來源: 橡膠技術(shù)網(wǎng)

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 從工藝性能和制品性能兩方面考慮促進劑的選用時,單用—種促進劑常不能收到理想的效果。如促進劑D雖能賦予硫化膠高的拉伸強度和定伸應力,但硫速慢,平坦性較差,硫化膠耐熱老化性差;促進劑TMTD雖然硫速快、硫化度高,但加工安全性差,容易焦燒和過硫;噻唑類和次磺酰胺類的硫化膠有著較高的拉伸強度以及良好的耐磨、耐熱、耐老化性能,硫化平坦性也好。為了進一步提高硫化速度,達到全面的、較高的使用價值,在橡膠配方中硫化體系的設計常采用兩種或三種促進劑并用,以收到取長補短或相互活化的效果,從而適應加工工藝及提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要。

將促進劑進行并用時,通常是以一種促進劑為主(稱主促進劑或第一促進劑),另一種促進劑為副(稱副促進劑或第二促進劑)。主促進劑用量較大,副促進劑用量較小(一般約為主促進劑用量的10%~40%左右)。

A代表酸性促進劑,以B代表堿性促進劑,以N代表中性促進劑,促進劑的并用類型則有AB、AABB、NA、NB、NN型等。但最常用的是ABAA、NA型并用。

AB型并用 此類并用也稱作相互活化型。是以酸性促進劑為主促進劑,堿性促進劑為副促進劑的一種并用方法,并用后的促進效果比單用A或單用B時都好。最典型的是噻唑類和胍類促進劑并用。例如促進劑M為準超速級,促進劑D為中速級,但并用后可達超速級效果,表現(xiàn)為硫化活性大(硫化起點快、硫化速度快),硫化膠的拉伸強度、定伸應力、硬度、耐磨性比其中任何一種促進劑單用時都高。

促進劑MD在理論上以等摩爾并用時,效果最為突出。此時膠料的定型速度和硫化速度最快,機械性能也最高,但易焦燒,硫化平坦性差,工藝安全性差。所以在實際生產(chǎn)中為保證工藝安全,通常促進劑MD的并用量一般控制在MD5:24(質(zhì)量比)

為提高操作安全性,目前最廣泛使用的是促進劑DMD并用,它與MD并用相仿,只是硫化起點和硫化速度稍慢。實際上噻唑類和六次甲基四胺并用效果也很良好。

促進劑M、DMD三者并用,是MD并用的發(fā)展。其中應把MDM共同視為第一促進劑,D為第二促進劑。此種并用方法適用于促進劑總用量大,工藝操作要求穩(wěn)定性較好的情況下使用,并可利用DM的增減來凋節(jié)硫化起點。

AB型并用體系具有下列優(yōu)點:(a)可縮短硫化時間或降低硫化溫度,并可減少促進劑用量,因而可提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本;(b)硫化起點快,尤其適用于非模型硫化要求膠料定利速度快的場合;(c)硫化膠的拉仲強度、定伸應力及耐磨性均有顯著改善;(d)彌補了單用促進劑D時耐老化性能差的缺點。

AA型并用 此類并用也稱為相互抑制型。這是兩種不同類型的酸性促進劑并用,其并用后使體系的活性在較低的溫度(指操作溫度)廠受到遏制,從而改善焦燒性能,但在硫化溫度下,仍可充分發(fā)揮快速硫化作用。典型的AA型并用體系有兩種。一種是主促進劑為超速或超超速級的(TMTDZDC),副促進劑為準超速級的(MDM)。例如在天然橡膠中,促進劑ZDC單用l份時,焦燒時間為3.5min,若將其10%的用量換成促進劑M,則焦燒時間可延長至8.5mm,而硫化速度不變,并使硫化膠的拉伸強度有一定提高。另—種是以促進劑M(DM)為主促進劑,TMTD為副促進劑,并用后也可獲得相似的效果。例如斜交輪胎的纖維胎體膠料配方可采用此種并用方法,以得硫化起點慢、硫化速度快之效果。硫化起點慢,膠料起始硫化前有較好的流動性,有助于提高膠料和纖維簾線間的附著力;硫化速度快,可保證這些內(nèi)層膠料在受熱較晚的條件下能與胎面膠同步硫化。促進劑M(DM)TMTD并用時,如M(DM)用量為1份左右時,TMTD用量一般為0.050.1(合成橡膠中可達0.2份或以上)。若TMTD用量過高時,會使硫化平坦性下降,硫化膠的耐疲勞龜裂性能下降。

此類并用特別適用于模型制品,并用后不象AB型并用那樣能增加定伸應力,但有較高的伸長率,制品較柔軟。

NA型并用 這類并用起活化N型促進劑的作用,從而加快了體系的硫化速度,但卻在一定程度上縮短了次磺酰胺的焦燒時間。典型的NA型并用體系有兩種。—‘種是CZ(NOBS)M(DM)并用,多見于天然橡膠與合成橡膠并用的輪胎胎面膠、運輸帶覆蓋膠配方中。具有焦燒傾向小、硫速快、硫化膠綜合性能好、耐老化性好的特點。

另一種是CZ(NOBS)TMTD(ZDC)并用。這種并用方法可代替唑唑和胍的并用。與唑唑/胍并用相比,具有促進劑總用量少,硫速快,焦燒時間較長、交聯(lián)度有所增加,壓縮永久變形較小的優(yōu)點。該體系的缺點是平坦性稍差。



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