硫化促進(jìn)劑應(yīng)用領(lǐng)域
膠料的焦燒時間與橡膠促進(jìn)劑
發(fā)布時間:2012-12-17 10:35
橡膠的焦燒特性通常用120℃時的門尼焦燒時間ts表示，也可用硫化儀測定硫化曲線上的t10或ta1、ta2表示，膠料的焦燒時間與其工藝過程、橡膠促進(jìn)劑工藝條件、膠料硬度和膠料返回使用情況等因素有關(guān)。一般軟的膠料為10-20min;大多數(shù)膠料（不包括高填充的硬膠料或加工溫度很高的膠料）為20-35min;高填充的硬膠料為35-80min。
通常，膠料發(fā)生焦燒時，膠片局部發(fā)生硫化，表面出現(xiàn)彈性疙瘩，影響橡膠制品的表觀質(zhì)量、物理機(jī)械性能，也會使加工設(shè)備的負(fù)荷陡然增大。
次磺酰胺類橡膠促進(jìn)劑是一種焦燒時間長、硫化速率快、硫化曲線平坦、綜合性能較好的橡膠促進(jìn)劑，其加工安全性好，適用于厚制品硫化。各種促進(jìn)劑的焦燒時間依下列順序遞增：ZDC<TMTD<M<DM<CZ<NS<NOBS<DZ。
為了保證最適宜的硫化性質(zhì)，常常采用幾種類型橡膠促進(jìn)劑并用的體系，其中一些用于促進(jìn)硫化，另一些則用于保證膠料加工安全性。常用的橡膠促進(jìn)劑TMTD，其硫化誘導(dǎo)期極短，可使膠料快速硫化。
為了防止焦燒，可與次磺酰胺類(如CZ)、噻唑類(如DM)并用；但不能與促進(jìn)劑D或二硫代氨基甲酸鹽并用，否則將會使膠料的耐焦燒性更加劣化。單獨使用秋蘭姆類的膠料，即使不加硫黃或少加硫黃，其焦燒時間都比較短。在這種情況下，并用次磺酰胺類或噻唑類橡膠促進(jìn)劑同時減少秋蘭姆促進(jìn)劑的用量，則可延長其焦燒時間。
胍類促進(jìn)劑的熱穩(wěn)定性高，以其為主促進(jìn)劑，膠料的焦燒時間長，硫化速率慢。二硫代氨基甲酸鹽類橡膠促進(jìn)劑會急劇縮短不飽和橡膠膠料的焦燒時間，并用胍類促進(jìn)劑時，焦燒時間會進(jìn)一步縮短。因此二硫代氨基甲酸鹽類伲進(jìn)劑適于在低不飽和度橡膠中使用，也適于在低溫硫化或室溫硫化的不飽和橡膠中使用。
防焦劑是提高膠料抗焦燒性的專用助劑，它可提高膠料在貯存和加工過程中的穩(wěn)定性。工業(yè)上常用的防焦劑有苯甲酸、水楊酸、鄰苯二甲酸酐、N-亞硝基二苯胺、N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺(防焦劑PVI)等。
鄰苯二甲酸酐價格便宜，但在膠料中很難分散，能使硫化膠物理機(jī)械性能降低，延遲橡膠促進(jìn)劑硫化；當(dāng)膠料中含有次磺酰胺類或噻唑類橡膠促進(jìn)劑時，防焦效果不明顯。N-亞硝基二苯胺，在以次磺酰胺為促進(jìn)劑的膠料中，防焦效果較好，但加工溫度超過100℃時，其活性下降，120℃時防焦作用不大，135℃會分解而失去活性，分解后放出的氣體產(chǎn)物使制品形成氣孔；此外這種防焦劑還會延遲硫化、降低硫化膠的物理性能。
PVI（N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺）是一種效果極佳的防焦劑，獲得了廣泛的應(yīng)用。采用PVI不僅可以提高混煉溫度，改善膠料加工和貯存的穩(wěn)定性，還可使已焦燒的膠料恢復(fù)部分塑性。和以往常用的其他防焦劑不同，PVI不僅能延長焦燒時間，而且不降低正硫化階段的硫化速率。通常用量為0.1—0.5份。
炭黑對填充膠料焦燒性能的影響主要取決于其pH值、粒徑和結(jié)構(gòu)性。炭黑pH值越大，堿性越大，膠料越容易焦燒。炭黑的粒徑減小或結(jié)構(gòu)性增大時，會使膠料在加工時生熱量增加，因此炭黑的粒徑越小，結(jié)構(gòu)性越高，則膠料的焦燒時間越短。
對于不同橡膠體系，不同品種的炭黑與氯化聚乙烯橡膠促進(jìn)劑表現(xiàn)出不同的焦燒特性。隨著槽法炭黑用量的增加，天然橡膠焦燒時間延長，丁腈橡膠焦燒時間延長的幅度較弱。爐法炭黑填充天然橡膠、丁腈橡膠時，炭黑用量越大，焦燒時間越短。爐黑和槽黑對氯丁橡膠焦燒性能的影響幾乎相同，隨炭黑用量的增加，焦燒時間遞減。
本文參考《橡膠技術(shù)問答-原料?工藝?配方篇》一書。 相關(guān)鏈接
