橡膠助劑的性能特點及其橡膠中的應用

1、橡膠助劑的性能特點及其橡膠中的應用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、過氧化物、醌肟、 樹脂、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用較多， 金屬氧 化物硫化系統(tǒng)首要

2、用于氯丁橡膠CR ,醌肟和樹脂硫化系統(tǒng)首要用 于丁基橡膠IIR，過氧化物和樹脂硫化系統(tǒng)首要用于乙丙橡膠 EPF 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等根本都歸于飽滿橡膠，不 含雙鍵，硫黃對其不起交聯(lián)作用，所以需求選用非硫黃硫化系統(tǒng)，如 金屬氧化物、過氧化物、有機胺鹽硫化系統(tǒng)等。近年來丙烯酸酯橡膠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運用廣泛。IS大局部用于N

3、R輪胎膠猜中，具有前 進膠料 -骨架資料粘合功能、防止噴霜、 延伸膠料存放時刻的作用， IS 在順丁橡膠BR輪胎膠猜中也有少數(shù)運用。2丨過氧化物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直都能夠用過氧化物 硫化。過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、無硫化返原現(xiàn)象，但 其拉伸功能、應變功能和耐疲憊功能較差。3樹脂。為前進膠料的耐熱功能和耐老化功能，許

4、多膠種IIR，NR, SBR和NBR等已廣泛運用樹脂如烷基酚醛樹脂等作為交聯(lián) 劑。樹脂硫化的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。樹脂作為IIR的硫化劑，硫化速度慢，且硫 化溫度高。酚醛樹脂硫化系統(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)氧化鎂為最正確。 5硫黃給予體。硫黃給予體是在橡膠硫化進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。

5、但因大多硫黃給予體有毒性而被列入約束運用的隊伍，如含嗎啉基的硫化劑DTDM和TMTD。6胺類化合物。FKM和ACM常運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、促進劑 促進劑首要包含噻唑類、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)保意識的不斷深化和前進，多種促進劑由于有毒、 污染性，已成為約束運用的目標。次磺酰胺類促進劑的代替種類首要為促進劑TBBSNS ， TBS，I CBBS和CB CZ3等；秋蘭姆類促進劑的代替種類首要為促進劑 TBzTD等； 二硫代氨基甲酸鹽類促進劑的代替種類首要為促進劑ZBEC DBZ等；促進劑DTDM及OTOS的代替種類首要為

6、 Duralink HTS和Perkalink- 900等。現(xiàn)在我國常用的促進劑種類為促進劑 CBS和TBBS二者用量占我國 促進劑總用量的36%以上；促進劑 MBT, MBTSDM，CBS和TBBS 這 4 種促進劑的用量占我國促進劑總用量的 70%以上。促進劑TBzTD焦燒時刻長，加工平安性好，可代替促進劑 TMTD和 TETD等秋蘭姆類促進劑。促進劑TBSI在膠猜中具有延伸焦燒時刻和 減慢硫化速度的特色，能夠顯著前進 NR的抗硫化返原功能。促進劑 ZBEC能夠作為NR、SBR EPDM天然膠乳和組成膠乳的主促進劑或 助促進劑，具有很好的耐焦燒功能。二苯胍類促進劑DPG D首要用作天然橡膠

7、和組成橡膠的促進劑， 在高白炭黑填充的膠猜中添加促 進劑DPG能夠顯著下降混煉膠的門尼粘度，還能夠前進硫化速度。三、活性劑 活性劑是前進促進劑活性， 促進硫化反響的硫化系統(tǒng)助劑， 故又稱為 促進助劑或硫化促進活性劑?；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 35份與硬脂酸 12 份組合。橡膠 制品在生產(chǎn)、 運用和收回等環(huán)節(jié)中過量釋放氧化鋅， 可能會對環(huán)境和 人體安康， 尤其是對鋅較為靈敏的水生動植物構(gòu)成不良影響。 現(xiàn)在大 力開展低鋅或許無鋅硫化活性劑如有機鋅、氧化鋅復配母粒、氧化 鈣和氧化鎂等局部代替氧化鋅。研討標明，有機鋅與核殼構(gòu)造氧化 鋅都能起硫化活性劑作用， 但其膠料的

8、抗硫化返原功能與物理功能都 不及間接法氧化鋅膠料。2防護系統(tǒng)助劑膠料在運用進程中簡單發(fā)生老化， 需求參加防護系統(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， 化學防老劑包含 胺類、酚類、酯類等化合物。組成橡膠在組成進程中要參加少數(shù)抗氧 劑，而在后加工進程中要參加較許多的防老劑。2.1 組成橡膠用抗氧劑 組成橡膠在組成進程參加的抗氧劑要依據(jù)組成工藝以及產(chǎn)品色彩來 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 膠那么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

9、橡膠IR等溶聚橡膠曾經(jīng)多項選 擇用抗氧劑 BHT 264，有時并用亞磷酸酯類抗氧劑 TNP TNPP 抗氧劑 TNP 簡單水解，因生成的壬基酚影響生物的生殖安康而被制 止運用?？寡鮿〣HT相對分子質(zhì)量較小，簡單蒸發(fā)，國外研討以為其 較多的蒸發(fā)物對環(huán)境有害， 因而現(xiàn)在多項選擇用其他酚類抗氧劑進展 代替，較為常見的有抗氧劑 1076和 1520，或并用輔佐抗氧劑以發(fā)生 協(xié)同效應。 淡色乳聚橡膠多項選擇用酚類抗氧劑苯乙烯化苯酚， 深色 橡膠多項選擇用污染型胺類抗氧劑。 組成橡膠抗氧劑正向環(huán)保、 大相 對分子質(zhì)量、復配和多功能方向開展。能夠經(jīng)過DSC法檢測生膠的氧 化誘導期或許氧化誘導溫度， 也能夠經(jīng)

10、過耐熱氧老化功能來調(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。四、防老劑2.2.1 物理防老劑 組成橡膠膠料多項選擇用白臘作為耐臭氧和耐天候老化的物理防老 劑。橡膠硫化時溶于其間的白臘冷卻后逐步遷移到橡膠外表， 構(gòu)成一 層細密而柔韌的蠟膜，然后阻隔空氣中的臭氧，起到防護作用。與一 般防護蠟比擬，改性防護蠟分子構(gòu)造中具有多種官能團如羧基、羥 基等。改性防護蠟的防護才能比一般防護蠟高 1.53 倍。運用改性 防護蠟能夠減小抗臭氧劑用量。2.2.2 化學防老劑 在組成橡膠加工進程中運用的防老劑首要是胺類和喹啉類防老劑。 常 見種類是防老劑4020, 4010NA和RB這3種

11、防老劑用量占現(xiàn)在我 國防老劑用量的 80%以上。萘胺類防老劑有許多，如苯基-a -萘胺防老劑A、1-苯基-B -萘胺防老劑D但由于其存在毒性和致癌性問題，各國從 20世紀70年代開場大幅緊縮其產(chǎn)值直到現(xiàn)在禁用。我國防老劑RD已經(jīng)成為子午線輪胎膠料的首要防老劑之一，產(chǎn)品中 的有用成分為 2， 2， 4-三甲基 -1， 2-二氫化喹啉的二、三、四聚體， 特別是二聚體防老化功能極好， 因而應盡量前進二聚體的含量。 防老 劑RD耐熱氧老化功能出色，對銅等金屬離子有較強的抑制作用，但 耐臭氧和耐屈撓功能較差， 需與防老劑 AW 或?qū)Ρ蕉奉惙览蟿?防 老劑4020等合作運用。防老劑AW能夠防止橡膠制品由

12、臭氧引起的 龜裂，特別適用于動態(tài)條件下運用的橡膠制品膠料，與防老劑H， D和 4010 等合作運用，可增強其效能。對苯二胺類防老劑依據(jù)對苯二胺所連基團分為二烷基對苯二胺類、 二 芳基對苯二胺類和烷基芳基對苯二胺類。 二烷基對苯二胺類防老劑首 要種類有防老劑 4030和 288等。防老劑 4030易松散，在橡膠中溶解 度較大，用量大時無噴霜問題， 對混煉膠有加速硫化和縮短焦燒時刻 的作用；對靜態(tài)臭氧老化防護作用極佳， 顯著優(yōu)于耐臭氧老化功能優(yōu) 異的防老劑4010NA和4020,特別適用于長時刻處于靜態(tài)條件下的電 線電纜、膠管、膠帶等室外用橡膠制品膠料。烷基芳基對苯二胺類防 老劑的首要種類有防老劑

13、 4010, 4010NA, 4020和H等。防老劑4020 是現(xiàn)在輪胎膠料用量最大的防老劑種類, 對臭氧老化和屈撓龜裂老化 有優(yōu)良的防護作用, 對熱氧老化和天候老化也有較好的防護作用, 且 對變價金屬有鈍化作用，適用于 NR, BR SBR NBR和CR與白臘 尤其是具有支鏈的混合蠟或微晶蠟并用 能增強靜態(tài)防護作用 與防老劑4010NA比擬，防老劑4020耐水抽提功能較好，能夠到達 長效防護的作用。二芳基對苯二胺類防老劑首要種類有防老劑 3100 和 H 等。防老劑 3100 的特色是不噴出、對皮膚無刺激，對輪胎和其它橡膠制品的臭 氧、氧和屈撓疲憊老化有很好的防護作用， 特別適用于運用條件苛

14、刻 的載重輪胎和越野輪胎膠料，也是 CR的特效抗臭氧劑。防老劑3100 分子構(gòu)造兩頭的苯環(huán)上引進了 1 個或 2個增容基因，故其在橡膠中的 溶解度增大，能夠增大在膠猜中的用量，還能徹底消除運用防老劑 4010NA和4020膠料變紅的缺點，對銅、錳等有害金屬的防護甚佳； 缺點是膠料受光變成黑褐色， 一起污染嚴峻， 故其僅適用于深色制品 膠料。近年來橡膠防老劑新種類開發(fā)與運用較少， 而且跟著環(huán)保要求越來越 嚴厲，防老劑逐步向高功能化和環(huán)?；较蜷_展， 橡膠防老劑種類逐 步趨于集中，未來用量最大的種類仍為防老劑 RD和4020。五、加工助劑 橡膠加工助劑對于膠料只起物理作用，而不引起化學反響。3.1

15、 增粘劑增粘劑是用于添加橡膠自粘性的加工助劑。 橡膠自粘性會影響膠料的 包輥性，然后影響合作劑的松散、 膠料的強度及擠出工序連續(xù)性和起 氣泡性。恰當?shù)恼扯冗€有利于前進膠料的挺性。我國常用的增粘劑首要有辛基酚醛樹脂 203樹脂、叔丁基酚醛樹脂204樹脂和對叔丁基酚乙炔樹脂Koresin樹脂等。改性叔丁基 酚醛樹脂HY-2006樹脂是根據(jù)204樹脂的一種改性產(chǎn)品，具有更 好的粘合功能和耐濕熱老化功能，可代替 Koresin 樹脂。飽滿橡膠增 粘樹脂HY-209是專為EPDM開發(fā)的增粘劑。3.2 增塑劑增塑劑是能夠改良高聚物加工功能， 前進其柔韌性或拉伸功能的加工 助劑。按其作用機理可分為物理增塑劑

16、和化學增塑劑兩大類。 習慣上 把物理增塑劑稱作軟化劑， 化學增塑劑稱作塑解劑。 組成橡膠首要用 的是物理增塑劑。 子午線輪胎許多生產(chǎn)后， 增塑劑 A 在國內(nèi)得到了廣 泛運用。它可均勻地溶于橡膠， 使填料快速混入，縮短膠料混煉時刻， 增塑作用顯著。 石油系操作油是別的一種在橡膠加工中普及運用的物理增塑劑。 高芳 烴油由于其間的多環(huán)芳烴存在致癌危險而被歐盟制止運用。3.3 均勻劑 均勻劑的首要功能是處理不同極性和不同粘度聚合物的共混問題。 均 勻劑多用于氣密層和硫化膠囊中， 跟著子午線輪胎構(gòu)造的改良， 溴化 丁基橡膠BIIR的用量將越來越大，這為膠料加工添加了許多困難， 如硫化膠和未硫化膠的粘合力

17、小、 壓延工序中發(fā)生夾氣現(xiàn)象等。 現(xiàn)在 用在氣密層膠中首要運用進口均勻劑 TNB88, UB4000和40MSF。用 均勻劑40MS F悉數(shù)或局部替代操作油可前進膠料的加工平安功能、 耐屈撓功能、粘合功能和耐熱老化功能。 在胎面膠中運用均勻劑能起 到光滑作用，下降膠料門尼粘度，前進成品輪胎耐磨功能；前進膠料 擠出速度、下降擠出溫度，削減擠出胎面破邊和氣孔， 下降加工本錢。3.4 松散劑 松散劑的首要功能是改良膠猜中炭黑與其它合作劑的松散狀況。 松散 劑在橡膠混煉進程中一般起內(nèi)光滑作用， 能夠削減橡膠大分子鏈間的 內(nèi)磨擦，下降混煉膠粘度， 促進炭黑及其它合作劑的松散，改良膠料 的均一性和加工功能，使混煉時