橡胶工艺基本常识
橡胶制品基本常识

第一部分:橡胶基本知识橡胶是经过提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳,加工后制成的拥有弹性、绝缘性、不透水和空气的资料。
高弹性的高分子化合物。
分为天然橡胶与合成橡胶二种。
天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成;合成橡胶则由各样单体经聚合反响而得。
橡胶制品宽泛应用于工业或生活各方面。
橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶。
按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶。
乳胶为橡胶的胶体状水分别体;液体橡胶为橡胶的低聚物,未硫化前一般为黏稠的液体;粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状,以利配料和加工制作。
20世纪 60 年月开发的热塑性橡胶,无需化学硫化,而采纳热塑性塑料的加工方法成形。
橡胶按使用又分为通用型和特种型两类。
是绝缘体,不简单导电,但假如沾水或不一样的温度的话,有可能变为导体。
导电是对于物质内部分子或离子的电子的传导简单状况。
一、橡胶制品的用途,不一样橡胶制品的优弊端介绍1、天然橡胶NR(Natural Rubber)由橡胶树收集胶乳制成,是异戊二烯的聚合物 .拥有很好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率。
在空气中易老化,遇热变粘 ,在矿物油或汽油中易膨胀和溶解 ,耐碱但不耐强酸。
长处:弹性好,耐酸碱。
弊端:不耐候,不耐油 (可耐植物油 ) 是制作胶带、胶管、胶鞋的原料,并合用于制作减震零件、在汽车刹车油、乙醇等带氢氧根的液体中使用的制品。
2、丁苯胶SBR(Styrene Butadiene Copolymer)丁二烯与苯乙烯之共聚合物,与天然胶比较,质量平均,异物少,拥有更好耐磨性及耐老化性,但机械强度则较弱,可与天然胶掺合使用。
长处 :低成本的非抗油性材质,优异的抗水性 ,硬度70 以下具优异弹力 ,高硬度时具较差的压缩性。
弊端:不建议使用强酸、臭氧、油类、油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。
宽泛用于轮胎业、鞋业、布业及输送带行业等。
3、丁基橡胶IIR(Butyl Rubber)为异丁烯与少许异戊二烯聚合而成, 因甲基的立体阻碍分子的运动比其余聚合物少, 故气体透过性较少 ,对热、日光、臭氧之抵挡性大 ,电器绝缘性佳;对极性容剂抵挡大 ,一般使用温度范围为 -54-110 ℃。
《橡胶快速入门基础知识之塑炼工艺》

《橡胶快速入门基础知识之塑炼工艺》1、胶料为什么要塑炼?塑炼的目的有哪些?橡胶具有良好的弹性,但这种珍贵性能给制品生产带来极大的困难,如果不首先降低生胶的弹性,在加工过程中,大部分机械能就被消耗在弹性变形上,且不能获得甩需要的形状橡胶加工工艺对生胶可塑性有一定要求,例如混炼一般需要门尼粘度在60左右,擦胶要求胶料门尼粘度在40左右,否则无法顺利操作,有些生胶很硬,粘度很高,缺乏基本的,必需的工艺性能——良好的可塑性。
为了满足各项工艺要求,必须进行塑炼,使生胶在机械、热、化学等作用下切断分子链,降低分子量。
使橡胶暂时失去弹性而变成柔软的可塑的塑炼胶。
可以说,生胶塑炼是其他工艺过程的基础。
生胶塑炼的目的在于:一是使生胶获得一定的可塑性,使之适合混炼,压延、压出、成型,硫化以及胶浆,海绵胶制造等工艺加工过程的要求;二是使生胶的可塑性均匀化,以便制得质量均匀的胶料。
2、生胶经塑炼后,其物理化学性质有什么变化?加工工艺对生胶的可塑性有什么要求?过大或过小有何不好?生胶经塑炼后,由于受着强的机械力作用和氧化作用,橡胶的分子结构和分子量都会发生一定的变化,因而物理化学性质也会发生变化。
表现在:弹性降低、可塑性增加,溶解度增大,橡胶溶液的粘度降低,胶料的粘着性能提高。
但随着生胶可塑性增大,硫化胶的机械强度降低,永久变形增大,耐磨耗和耐老化性能都降低。
因此生胶的塑炼只对橡胶的加工过程有利,而对硫化胶的性能不利。
生胶的可塑性要求适当,过大或过小都会产生不好的效果。
生胶的可塑性过大,会使硫化胶的物理机械性能降低,影响制品的使用性能。
生胶的可塑性过低,则会造成工艺加工困难,使胶料不易混炼均匀;压延,压出时半成品外表不光滑;收缩罚大,不易掌握半成品尺寸;压延时胶布难于擦进织物中,造成挂胶帘布掉皮等现象,大大降低与料层间的附着力。
可塑性如果不均也会造成胶料的工艺性能和物理机械性能不一致。
因而,橡胶加工工艺对生胶的可塑性都有一定的要求。
橡胶生产工艺介绍

橡胶生产工艺介绍橡胶生产工艺介绍1综述橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料,橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。
橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程,通过各种加工手段,使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶,在加入各种配合剂制成半成品,然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。
2橡胶加工工艺2.1塑炼工艺生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法,使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。
生胶塑炼的目的是降低它的弹性,增加可塑性,并获得适当的流动性,以满足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。
掌握好适当的塑炼可塑度,对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。
在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。
随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现,有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。
在橡胶工业中,最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。
机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。
化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。
开炼机塑炼时温度一般在80℃以下,属于低温机械混炼方法。
密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120℃以上,甚至高达160-180℃,属于高温机械混炼。
生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。
几种胶的塑炼特性:天然橡胶用开炼机塑炼时,辊筒温度为30-40℃,时间约为15-20min;采用密炼机塑炼当温度达到120℃以上时,时间约为3-5min。
丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间,因此,丁苯橡胶也可不用塑炼,但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性顺丁橡胶具有冷流性,缺乏塑炼效果。
顺丁胶的门尼粘度较低,可不用塑炼。
氯丁橡胶得塑性大,塑炼前可薄通3-5次,薄通温度在30-40℃。
橡胶制品是如何生产制作的?配方、工艺、设备基础介绍

橡胶制品是如何生产制作的?配方、工艺、设备基础介绍一、概论1.橡胶分子链几何形状大致分为三类:线型橡胶分子,支链型橡胶分子,网状橡胶分子。
2.胶料的组成可概括为五个体系,即生胶,硫化体系,增塑及软化体系,补强与填充体系,仿护体系。
3.橡胶制品生产的基本工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化六个基本工序。
★橡胶的流动性是整个加工过程中最重要的工艺特性。
★分子量较高且分布窄的橡胶,物理机械性能较好,但加工性较差。
★生胶分子量越低,生胶的可塑度越大.★生胶分子量分布越宽,在开炼机上混炼时包辊性越好。
二、橡胶配方设计(一)、生胶1.SBR是丁苯橡胶,BR是顺丁橡胶,EPDM是三元乙丙橡胶,CR是氯丁橡胶。
★合成丁苯橡胶的单体是丁二烯和苯乙烯,合成乙丙橡胶的单体是乙烯和丙烯丁腈橡胶和氟橡胶----------耐油性最好丁基橡胶----------------------气密性最好氟橡胶----------最佳耐热耐化学药品性三元乙丙橡胶---------------耐候性最好丁腈橡胶的耐油性、耐热性及机械强度随丙烯腈含量的增加而提高,而弹性和耐寒性却有所下降。
三元乙丙橡胶大分子主链不含双键,双键在侧链上。
主链为稳定的碳碳饱和键,受到老化因素的影响时,主链不易短链,因此三元乙丙橡胶具有优良的耐老化性能。
二元乙丙橡胶主链和侧链都不含双键,用过氧化物硫化后,形成稳定的碳碳饱和键,因此二元乙丙橡胶的耐老化性能比三元乙丙橡胶还好。
(二)、配合剂补强与填充剂1.炭黑的混炼性主要取决于炭黑的结构,粒径和表面化学性质。
★炭黑粒径减小,硫化胶硬度升高。
★炭黑结构越高,炭黑在胶料中的分散越容易。
增塑剂2.增塑剂应与橡胶具有良好的相溶性。
3.促进剂M可作天然胶的化学增塑剂(塑解剂)。
硫化与促进剂、活性剂4.在橡胶硫化中,凡能加快橡胶与硫化剂的交联作用,使硫化时间缩短的物质,都叫硫化促进剂。
5.按促进剂的活性可将其分为以下四类超促进剂,中超促进剂,中等促进剂,弱促进剂。
橡胶工艺基本常识(1)

2.硫与硫载体并用,促进剂用量与SEV中一致。
橡胶工艺基本常识(1)
NR的三种硫化体系配合如表2-1所示:
配方成分 CV
EV
高促低硫 无硫配合
S
2.5 0.5
—
NOBS 0.6 3.0
1.1
TMTD — 0.6 1.1
橡胶工艺基本常识(1)
4. 工艺正硫化时间(t90 ) (Optimum curing time):胶料 从加热开始,至转矩上升到最大转矩的90%时所需要 的时间。
M90=ML+(MH-ML)×90%
5.理论正硫化时间(Theoretical curing time):交联密度 达到最大程度时所需要的时间。
裂,且有变色污染性。
(3)一般不单独使用,常与M,DM,CZ等并用,
既可以活化硫化体 系又克服了自身的缺点,只在硬
ห้องสมุดไป่ตู้
质橡胶制品中单独使用。
橡胶工艺基本常识(1)
6.硫脲类
结构通式为:
作用特点 促进剂的促进效能低,抗焦烧性能差,除了CR、CO、CPE
用于促进和交联外,其它二烯类橡胶很少使用。其中Na-22是 CR常用的促进剂。
双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物
Si69的作用: 硫载体(抗返原剂) 偶联剂
橡胶工业中常用的其他抗返原剂: 环己烷-1,6-二硫代硫酸钠二水合化合物(Duralink HTS) 1,3-双(柠檬酰亚胺甲基)苯(Perkalink-900) N,N/-间亚苯基双基双马来酰亚胺(HVA-2) 双马来酰亚胺类(DL-268)
DMDT — —
1.1
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绪论橡胶配合加工内容●主要内容:原料及配合;加工工艺过程;性能测试。
●配合系统:生胶,硫化体系,补强填充体系,防老体系,增塑及操作体系,特种配合体系。
●加工过程:炼胶,压延,挤出,成型,硫化。
●塑炼:定义为降低分子量,增加塑性,改善加工性能,制成可塑性符合要求的塑料胶。
●混炼:定义为经过配合,将橡胶与配合剂均匀地混合和分散,制成混炼胶。
●门尼粘度:用门尼粘度计测量的是橡胶的本体黏度,原理是将胶料填充在粘度计的模腔和转子之间,合模,在一定温度下〔一般为100℃〕预热〔一般1min〕,令转子转动一定时间〔一般4min〕时测得的转矩值〔N·m〕。
该值越大,说明胶料的黏度越大,常用ML〔1+4〕100℃表示。
●门尼焦烧:这是个说明胶料焦烧时间的指标,通常是在120℃下测定〔加有硫化体系配合剂〕从最低点起,上升5个门尼值的时间。
这个时间越大说明胶料越不容易发生焦烧,加工越安全。
第一章生胶❖分类〔按来源〕:天然橡胶〔NR〕和合成橡胶。
合成橡胶又分为通用橡胶和特种橡胶。
❖通用橡胶:丁苯橡胶〔SBR〕、顺丁橡胶〔BR〕、异戊橡胶〔IR〕、丁腈橡胶〔NBR〕、氯丁橡胶〔CR〕、丁基橡胶〔IIR〕、乙丙橡胶〔EPM,EPDM〕.❖不饱和非极性橡胶:NR、SBR、BR、IR;不饱和极性橡胶:NBR、CR;饱和非极性橡胶:EPM、EPDM、IIR;❖天然橡胶〔NR〕主要由顺—1,4—聚异戊二烯构成,其综合性能好。
❖丁苯橡胶(SBR)是丁二烯和苯乙烯的共聚物,是产量最大的通用橡胶,70%用于轮胎业,根据聚合方法分为乳聚丁苯和溶聚丁苯。
❖苯乙烯含量对丁苯橡胶性能的影响:随着苯乙烯含量的增加,其SBR的性能向聚苯乙烯趋近。
表现为Tg、模量、硬度上升,耐热老化性变好,挤出收缩率变小,挤出物外表光滑,而耐磨性下降,弹性减小。
❖顺丁橡胶(BR)也称聚丁二烯橡胶,弹性最好的通用橡胶,滞后损失小,生热少。
❖乙丙橡胶(EPM,EPDM)属于碳链饱和非极性橡胶,耐臭氧老化性和耐热老化性是通用橡胶中最好的,被誉为不龟裂的橡胶。
橡胶制品工艺

橡胶制品工艺橡胶制品工艺是一门传统的制造技术,其定义为在一定条件下,通过在橡胶中添加各种助剂,使其具有可塑性、可加工性和定型性等物理和化学性能,以达到特定的制品要求。
橡胶制品工艺已经广泛应用于工业、医疗、交通、建筑、家庭等领域。
本文将详细介绍橡胶制品工艺的基本概念、加工流程、生产设备和制品质量控制等方面的知识。
一、橡胶制品工艺的基本概念1. 橡胶的种类和特性橡胶是一种高分子复合材料,通常由天然橡胶和合成橡胶两种组成。
天然橡胶可以从橡胶树的树液中提取,而合成橡胶是由石油和天然气等化石能源中提取的烃类化合物制成。
橡胶具有优异的物理和化学性能,例如良好的可塑性、弹性和抗拉性能,特别适用于制造运动器材、消费品、药品和医疗器械等各种产品。
2. 橡胶制品的工艺流程橡胶制品的加工流程通常包括以下几个步骤:混炼、成型、硫化和切割等。
混炼是将橡胶材料和各种助剂混合成形的过程,其目的是使橡胶具有可塑性、可加工性和定型性等特性。
成型是将混炼好的橡胶材料加工成各种形状和尺寸的制品,例如胶管、胶带和气囊等。
硫化是通过加热和添加硫化剂等方法,使橡胶中的分子间化学键形成交联结构,从而提高橡胶的硬度、强度和耐磨性。
切割是将硫化后的橡胶制品按照规定的尺寸和形状进行切割加工,以使其符合生产要求。
3. 橡胶制品的助剂种类和作用橡胶制品制造中需要添加各种助剂,以调节橡胶的性质和加工过程。
常见的助剂种类包括增塑剂、填料、加工油、抗氧化剂和硫化剂等。
增塑剂可以使橡胶具有更好的可塑性和可加工性。
填料可以提高橡胶制品的硬度和强度,减少成品的成本。
加工油可以降低混炼温度,延长橡胶的流动性。
抗氧化剂可以增加橡胶的耐热性和耐老化性。
硫化剂可以通过交联橡胶中的分子间化学键,提高橡胶的强度和硬度,同时增加其耐腐蚀性和弹性。
二、橡胶制品加工流程橡胶制品的加工流程通常由混炼、成型、硫化和切割等几个步骤组成。
1. 混炼混炼是橡胶制品加工的首要步骤,可以将各种橡胶和助剂混合成形。
橡胶工艺基本常识

配合特点:
(1)被炭黑吸附不明显,宜和酸性炭黑配合,槽黑能 够单独使用,炉黑要防焦烧。 (2)无污染,能够用作浅色橡胶制品。 (3)有苦味,不宜用于食品工业。 (4) DM、 M对CR有延迟硫化和抗焦烧作用,可作为 CR旳防焦剂,也可用作NR旳塑解剂。
就是指能降低硫化温度、缩短硫化时间、降低硫黄用量, 又能改善硫化胶旳物理性能旳物质。
将来增进剂旳发展方向是“一剂多能”,即兼备硫化剂、 活性剂、增进剂、防焦功能及对环境无污染旳特点。
活性剂(Activating agent or Activator)
一般不直接参加硫黄与橡胶旳反应,但对硫化胶中化学 交联键旳生成速度和数量有主要影响旳物质(如氧化锌、硬脂 酸等)。
(2)合用于厚制品(如胶辊)旳硫化,产品易老化龟
裂,且有变色污染性。
(3)一般不单独使用,常与M,DM,CZ等并用,
既能够活化硫化体 系又克服了本身旳缺陷,只在硬
质橡胶制品中单独使用。
6.硫脲类
构造通式为:
R NH C NH R
R为烷基或芳基
S
CH2 NH CS
CH2 NH
亚乙基硫脲 (Na-22、ETU)
二.有效硫化体系(Effective Vulcanization, EV) 一般采用旳配合方式有两种:
1.高促、低硫配合: 提升增进剂用量(3~5份),降低硫黄用量(0.3~0.5份)。
增进剂用量/硫黄用量=3~5/0.3~0.5≥ 6 2.无硫配合:即硫载体配合 如采用TMTD或DTDM (1.5~3份),为增长体系活 性,也可加入增进剂。 特点: 1.硫化胶网络中单S键和双S键旳含量占90%以上; 硫化 胶具有较高旳抗热氧老化性能; 2.起始动态性能差,用于高温静态制品如密封制品、厚 制品、高温迅速硫化体系。
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三.半有效硫化体系(Semi Effective Vulcanization, SEV) 为了改善硫化胶的抗热氧老化和动态疲劳性能,发 展了一种促进剂和硫黄的用量介于CV和EV之间的硫化 体系,这样的硫化体系称为半有效硫化体系(SEV)。 用于有一定的使用温度要求的动静态制品。 一般采取的配合方式有两种: 1.促进剂用量/硫用量=1.0/1.0=1(或稍大于1); 2.硫与硫载体并用,促进剂用量与SEV中一致。
四.有机促进剂的硫黄硫化作用机理
根据反应特点,起决定性作用的主要反应可以分为 四个主要阶段: 1、主要反应阶段 (1)硫黄硫化体系各组分间相互作用生成活性中间化合 物,包括生成络合物,主要的中间化合物是事实上的 硫化剂。 (2)活性中间化合物与橡胶相互作用,在橡胶分子链上 生成活性的促进剂-硫黄侧挂基团。 (3)橡胶分子链的侧挂基团与其它橡胶分子相互作用, 形成交联键。 (4)交联键的继续反应。
2.4 各种硫黄硫化体系
一、普通硫黄硫化体系(Conventional Vulcanization,CV)
硫化胶网络中70%以上是多硫交联键(-SX-)的硫化体系, 称为普通硫黄硫化体系。 优点:硫化胶具有良好的初始疲劳性能,室温条件下 具有优良的动静态性能;成本低,不易发生焦烧。 缺点:是不耐热氧老化,硫化胶不能在较高温度下长 期使用。 对NR,一般促进剂的用量为0.5~0.6份,硫黄用量为2.5 份。能满足一般橡胶制品的性能和要求。 为了减少多硫交联键,增加单硫和双硫交联键,减少共 轭二烯、共轭三烯和分子内硫环的生成,也为了提高交 联效率,目前采用了有效和半有效硫化体系。
五.硫载体硫化机理
硫载体又称硫给予体,是指分子结构中含硫的有机或 无机化合物,在硫化过程中能析出活性硫,参与交联过程, 所以又称无硫硫化。 硫载体的主要品种有秋兰姆、含硫的吗啡啉衍生物、 多硫聚合物、烷基苯酚硫化物。常用的是秋兰姆类中的 TMTD、TETD、TMTT、TRA等和吗啡啉类衍生物中 的DTDM、MDB等。化学结构和含硫量能影响硫化特性。
(三)硫化参数
1. t10:胶料从加热开始至转矩上升到最大转矩的10%所 需的时间。 M10= ML+ (MH- ML)×10% 2.诱导期(Induction time):从胶料放入模具至出现轻 微硫化的整个过程所需要的时间叫硫化诱导期,又称 为焦烧时间(Scorch time) 诱导期反映了胶料的加工安全性。诱导期短,加工安 全性差;诱导期太长,会降低生产效率。 3.焦烧(Scorch):胶料在存放或加工过程中出现的早期 硫化现象。
一、促进剂的分类
1、按促进剂的结构分类: 噻唑类(M, DM) 次磺酰胺类(CZ, NOBS, DZ) 秋兰姆类(TMTD , TMTM) 硫脲类(NA-22) 二硫代氨基甲酸盐类(ZDMC, ZDC) 醛胺类(H) 胍类(D) 黄原酸盐类(ZIX)
理想的促进剂具备的条件:
(a)焦烧时间长,操作安全性好,加工适应性强。 (b)硫化时间短,硫化温度低,生产效率高。 (c)硫化曲线平坦性良好。 (d)硫化胶有较高的机械强度及良好的耐老化性能。 (e)分散性好。 (f)无毒、无臭、无污染性。 (g)原料来源广,价格低廉。 迄今为止,还未找到具有理想条件的促进剂。目前较理想的 促进剂是具有后效性的次磺酰胺类。
主要内容
2.1 绪论 2.2 橡胶的无促进剂硫黄硫化 2.3 橡胶的促进剂硫黄硫化 2.4 各种硫黄硫化体系 2.5 非硫黄硫化体系 2.6 硫化胶的结构与性能 2.7 硫化工艺
二.硫化的定义
线性的高分子在物理或化学作用下,形成三 维网状体型结构的过程,实际上就是把塑性的胶 料转变成具有高弹性橡胶的过程。
作用特性:
(1)焦烧时间长,硫化速度快,硫化曲线平坦,硫化胶综合 性能好; (2)宜与炉法炭黑配合,有充分的安全性,利于压出、压延 及模压胶料的充分流动性; (3)适用于合成橡胶的高温快速硫化和厚制品的硫化; (4)与酸性促进剂(TT)并用,形成活化的次磺酰胺硫化体系、 可以减少促进剂的用量。
一般说来,次磺酰胺类促进剂诱导期的长短与和胺基相连基团 的大小、数量有关,基团越大,数量越多,诱导期越长,防焦 效果越好。如DZ>NOBS>CZ。
第二章 硫化体系
Chapter 2 Curing system
主要参考书: 1、现代橡胶工艺学,杨清芝等编 2、Science and Technology of Rubber 3、橡胶化学(王梦蛟等译) 4、橡胶化学与物理,朱敏等编
第二章 硫化体系
本章要求:
1.掌握硫化概念、硫化参数(焦烧、诱导期、正硫化、 硫化返原)、喷霜等专业术语。 2.掌握硫化历程、各种硫化剂、促进剂的特性。 3.掌握硫化体系与硫化胶结构与性能的关系、硫化条 件的 选取与确定。 4.了解各种硫化体系的硫化机理、硫化工艺及方法。
二.有效硫化体系(Effective Vulcanization, EV) 一般采取的配合方式有两种: 1.高促、低硫配合: 提高促进剂用量(3~5份),降低硫黄用量(0.3~0.5份)。 促进剂用量/硫黄用量=3~5/0.3~0.5≥ 6 2.无硫配合:即硫载体配合 如采用TMTD或DTDM (1.5~3份),为增加体系活 性,也可加入促进剂。 特点: 1.硫化胶网络中单S键和双S键的含量占90%以上; 硫化 胶具有较高的抗热氧老化性能; 2.起始动态性能差,用于高温静态制品如密封制品、厚 制品、高温快速硫化体系。
4. 工艺正硫化时间(t90 ) (Optimum curing time):胶料 从加热开始,至转矩上升到最大转矩的90%时所需要 的时间。 M90=ML+(MH-ML)×90% 5.理论正硫化时间(Theoretical curing time):交联密度 达到最大程度时所需要的时间。
6.硫化返原(Curing reversion):如果胶料再继续硫化就 会使交联结构产生降解,性能下降,这种现象就称为 硫化返原。
一、常用促进剂的结构与特点 1、噻唑类(Thiazoles)
N 结构通式为: S C SX X—氢、金属原子或其他有机基团
N S C SH
N C S S C
N
巯基苯并噻唑(M)
S S 二硫化苯并噻唑(DM)
Dithio-benzothiazole
作用特性: (1)属于酸性、准速级促进剂,硫化速度快;M焦烧时间短, 易焦烧;DM比M好,焦烧时间长,生产安全性好。 (2)硫化曲线平坦性好,过硫性小,硫化胶具有良好的耐老化 性能,应用范围广。
硫化:Cure, Crosslink, Vulcanize 硫化胶:Vulcanizate
三.硫化历程及硫化参数
(一)硫化历程 1.诱导阶段:硫化剂、活性剂、促进剂之间的反应,生成活 性中间化合物,然后进一步引发橡胶分子链,产生可交联 的自由基或离子。 2.交联反应阶段 产生连锁反应,可交联的自由基或离子与橡胶分子 链之间产生连锁反应,生成交联键。 3.网构形成阶段:交联键的重排、短化,主链改性、裂解。
4.二硫代氨基甲酸盐类(Dithiocarbamates)
一般通式如下:
R N S C
S CH3 N CH3 C S Zn
R,R'为烷基、芳基或其它基团 S Me Me为金属院子;n为金属原子价
S C2H5 N C2H5 C S Zn
n
n
二甲基二硫代氨基甲酸锌 (ZDMC 或PZ)
二乙基二硫代氨基甲酸锌 (ZDC 、ZDEC或EZ)
就是指能降低硫化温度、缩短硫化时间、减少硫黄用量, 又能改善硫化胶的物理性能的物质。 未来促进剂的发展方向是“一剂多能”,即兼备硫化剂、 活性剂、促进剂、防焦功能及对环境无污染的特点。
活性剂(Activating agent or Activator)
一般不直接参与硫黄与橡胶的反应,但对硫化胶中化学 交联键的生成速度和数量有重要影响的物质(如氧化锌、硬脂 酸等)。
3.秋兰姆类(Thiuramsulfides) 一般结构式为:
S R N R'
CH3 N CH3
S R' Sx
S S C N CH3 CH3
x=1~6 R, R'为烷基、芳基、环烷基等
CH3 N CH3 S C S S S C N CH3 CH3
C
S C
C
N
R
一硫化四甲基秋兰姆(TMTM)
二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)
作用特点: (1)属超速级酸性促进剂,硫化速度快,焦烧时间短,应用时 应特别注意焦烧倾向。一般不单独使用,而与噻唑类、次磺酰胺 类并用; (2)秋兰姆类促进剂中的硫原子数大于或等于2时,可以作硫 化剂使用,用于无硫硫化时制作耐热胶种。硫化胶以低硫键为主, 故硫化胶的耐热氧老化性能好,但拉伸强度较低,耐疲劳性能较 差,永久变形较大。
作用特点: 属超超速级酸性促进剂,硫化速度比秋兰姆类还要快,诱导 期极短,适用于室温硫化和胶乳制品的硫化,也可用于低不饱 和度橡胶如IIR, EPDM的硫化。
5.胍类(Guanidines)
CH3 NH C NH 二苯胍(D、DOPG) NH NH CH3 二邻甲苯胍(DOTG) NH C NH
作用特点: (1)碱性促进剂中用量最大的一种,硫化起步慢, 操作安全性好,硫化速度也慢。 (2)适用于厚制品(如胶辊)的硫化,产品易老化龟 裂,且有变色污染性。 (3)一般不单独使用,常与M,DM,CZ等并用, 既可以活化硫化体 系又克服了自身的缺点,只在硬 质橡胶制品中单独使用。
6.硫脲类
结构通式为:
R NH C S
CH2 CH2 NH C NH S C2H5 NH S C NH C2H5
NHห้องสมุดไป่ตู้
R
R为烷基或芳基
亚乙基硫脲 (Na-22、ETU)
N,N'-二乙基硫脲(DETU)
作用特点 促进剂的促进效能低,抗焦烧性能差,除了CR、CO、CPE 用于促进和交联外,其它二烯类橡胶很少使用。其中Na-22是 CR常用的促进剂。