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橡胶制品加工常用助剂详解

时间:2019-11-02 点击:
  1、橡胶硫化体系助剂
 
  在橡胶工业中,习惯把使用目的相同或相关的助剂合称为体系。例如,把硫化剂、硫化促进剂、活性剂及防焦剂统称为硫化体系,因为它们都与硫化有关。
 
  硫化剂包括硫、硒、碲、含硫化合物、有机过氧化物、醌类化合物、胺类化合物、树脂类、金属氧化物和其它硫化剂;
 
  硫化促进剂包括二硫代氨基甲酸盐、黄原酸盐、秋兰姆、噻唑类、次磺酰胺、胺和醛胺缩合物、胍类、硫脲类;
 
  活化剂包括氧化锌、氧化镁、硬脂酸等。
 
  所谓橡胶硫化,就是把具有塑性的胶料转变成为具有弹性的硫化胶的过程,即橡胶分子链在化学或物理因素的作用下产生化学交联作用,变成空间网状结构。凡能引起橡胶产生交联作用的化学药品都可称之为硫化剂。
 
  硫黄是其中最常用的一种。用纯硫硫化的硫化胶不仅交联效率和交联密度很低,而且物理机械性能差,所以在胶料配方中一般很少使用纯硫体系。
 
  采用的是一些有机多硫化物(主要品种有TMTD、TMTT、DTDM等)以及有机过氧化物(常用的品种有DCP、DTBP等)。这些硫化剂的使用可以使胶料具有一些优良的特殊性能,如耐热性、耐老化性等。
 
  另外还采用一些合成树脂类物质。硫化剂能将线型的橡胶分子交联成网状结构。
 
  在使用硫黄作硫化剂时,通常要配合一些化学药品来促进其硫化反应,从而提高生产效率和胶料性能。能促进硫化作用的化学药品称为硫化促进剂。
 
  硫化促进剂常用的品种有:硫化促进剂M、DM、MZ、OZ、NOBS、DZ、TT、TMTT等。目前较好的硫化促进剂为季磷盐类,如1-邻苯二甲酰亚胺基酸基-4-丁基三苯基磷溴化物、双(苄基三苯基膦)亚胺氯化物、三苯基苄基氯化磷等,用量一般为0.4~0.7份。当然也可以使用复合硫化促进剂,除季磷盐外还可以添加季铵盐类,如四丁基苯并噻唑基硫化铵、双肉桂丙撑二胺等。硫化促进剂能缩短硫化时间、降低硫化温度、减少硫黄用量。噻唑类和次磺酰胺类是硫化促进剂的主体,约占其总量的70%~75%。
 
  凡能增加硫化促进剂的活性,提高硫化效率,改善硫化胶性能的化学药品称为活性剂,常用的有氧化锌、氧化镁、氧化钙、硬脂酸等。
 
  为了防止胶料在加工过程中出现早期硫化现象(焦烧),常常需要加入一些能抑制产生早期硫化的化学药品,即防焦剂,但防焦剂的加入会使硫化速度减慢,导致硫化胶性能变坏,再加上价格昂贵,所以,在一般情况下很少使用。
 
  抗硫化返原剂是国内外最新的一类助剂,专门用来提高硫化橡胶的抗硫化返原性。抗硫化返原剂既可看作是硫化体系的新助剂,也可以看作是防老化体系的新助剂,它具有保护硫化网络稳定、提高制品耐热氧稳定性和保持普通硫化体系和半有效硫化体系良好动态性能的优点。
 
  2、橡胶防护体系助剂
 
  橡胶或橡胶制品在加工、储存和使用过程中受到各种外界因素的影响,会逐渐失去原有的优良性能,以致最后丧失了使用价值,这种现象称之为橡胶老化。
 
  橡胶发生老化的特征:一是在材料外观上发生变化,例如:出现材料变粘、变软、变硬、变脆、龟裂变形、污渍、长霉,出现斑点、裂纹、喷霜、粉化、泛白等;二是在物理性质上发生变化,例如:耐热、耐寒、透气、透光等性能的变化;三是在物理机械性能上发生变化,如扯断强度、伸长率、耐磨性、耐疲劳等;四是在电性能上发生变化。为了防止橡胶的老化变质,通常胶料中都要加入适量的防老剂,因此,凡是能抑制橡胶老化的化学药品都称为防老剂。
 
  通常导致橡胶老化的因素主要有:热氧的作用、臭氧的作用、金属离子的作用、光的作用、机械力的作用等。在轮胎老化方面,由于轮胎在比较恶劣的使用条件下,特别是在机械力、热、光、臭氧同时存在的条件下,很快就会发生老化龟裂和疲劳老化。
 
  橡胶防护体系助剂包括抗氧剂、抗臭氧剂、抗屈挠龟裂剂、光稳定剂、紫外光吸收剂、有害金属抑制剂、物理防老剂、防白蚁剂、防霉剂等。
 
  防老剂主要有胺类、酚类、杂环类、亚磷酸酯类、防护蜡和阻燃剂等。胺类防老剂包括萘胺系、喹啉系、二苯胺系、对苯二胺系;酚类包括烃化单核酚、烃化双核酚、烃化多核酚;
 
  其它防老剂还有杂环类、亚磷酸酯类;防护蜡包括微晶蜡和地蜡等;阻燃剂包括溴系、氯系、磷系和无机物。苯基萘胺类抗氧剂,如N-苯基-1-萘胺(防老剂甲)、N-苯基-2-萘胺(防老剂丁)性能较全面,用量大;对苯二胺类是最重要的防老剂,性能优异,其代表性品种有N-苯基-N′-异丙基对苯二胺(防老剂4010NA)、酮胺缩合物,如防老剂BLE、RD,其抗热氧老化效果好,但抗挠曲老化作用较差。
 
  常用的防老剂主要有RD、4010、4010NA、防老剂A、D、H、防老剂MB、防老剂DFC-34和物理防老剂防护蜡等。防老剂的品种不同,防护机理也不同,但总的来讲化学防老剂是防老剂本身参与橡胶分子的反应,生成一些比较稳定的化学结构,从而抑制或破坏橡胶在外界作用时的氧化裂解反应或者削弱氧化过程的反映程度而起到防止老化的作用,物理防老剂的加入会在橡胶表面形成一种保护薄膜,从而避免了橡胶与氧和臭氧的接触,其本身并不参与化学反应。近年来各国对反应性防老剂的研究开发非常重视,就是因为采用反应性防老剂的硫化胶具有突出的耐久性。