过氧化物硫化体系
丁腈橡胶过氧化物硫化体系
丁腈橡胶过氧化物硫化体系
丁腈橡胶过氧化物硫化体系是指将丁腈橡胶与过氧化物一起硫化使用的体系。
丁腈橡胶是一种优异的合成橡胶，具有耐油、耐热、耐溶剂等性能，在工业领域有广泛应用。
过氧化物是指一类含有氧气的化合物，其中最常见的过氧化物是过氧化苯和过氧化氢。
在丁腈橡胶的硫化过程中，过氧化物主要起到促进硫化反应的作用。
丁腈橡胶过氧化物硫化体系的主要优点是硫化速度快、硫化温度低、硫化质量好，且能在常温下进行。
过氧化物在硫化过程中会分解，释放出氧气，进而加速丁腈橡胶的交联反应，从而提高硫化速度和效果。
丁腈橡胶过氧化物硫化体系适用于制备高性能橡胶制品，如密封件、胶管、橡胶垫片等。
此外，丁腈橡胶过氧化物硫化体系还可应用于橡胶材料与金属或其他材料的粘接加工，增强粘接强度。
值得注意的是，丁腈橡胶过氧化物硫化体系也存在一些问题，如过氧化物的稳定性较差，在保存和使用过程中易发生分解并生成有害物质，需要严格控制使用条件。
此外，过氧化物可能对环境造成污染，因此在使用过程中需要采取相应的安全防护措施。
过氧化物与硫黄硫化体系的差异
对于过氧化物与硫黄（硫黄-促进剂体系）的混合硫化体系，也就是两种硫化体系所占的比重均较大时，胶料中硫交联键与C-C交
联键的比例均高，使胶料具有更好的抗撕裂和耐疲劳性能，扯断强度和扯断伸长率较高，但耐老化性能和压缩永久变形性能则相对纯过氧化物硫化体系要差许多，表现出更多的加和效应。
这种复合硫化体系在EPDM与极性或共硫化性差异较大的橡胶所组成的并用胶（例如EPDM/NBR的并用胶）中应用时，因其在两相中的相容性差异较小，因此应用效果很好。
氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究
氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究1. 引言1.1 主题介绍近年来，氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究备受关注。
这种体系结合了氢化丁腈橡胶优异的耐热性和化学稳定性，以及过氧化物硫化技术的高效性和环保性。
本文将对此体系进行深入研究和综述。
1.2 主题重要性氢化丁腈橡胶广泛应用于汽车、航空航天等领域。
而过氧化物硫化体系则为橡胶制备提供了一种高效、低能耗的方法。
对氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究有助于提高橡胶制品的性能和降低生产成本，具有重要的实际应用价值。
2. 氢化丁腈橡胶简介2.1 氢化丁腈橡胶的特性氢化丁腈橡胶是一种具有优异耐热性、抗老化性和化学稳定性的合成橡胶。
它具有广泛的应用领域，如汽车制造、电缆绝缘材料、液压密封件等。
2.2 氢化丁腈橡胶的制备方法氢化丁腈橡胶的制备主要通过丁腈橡胶的部分氢化反应实现。
制备过程中，需要考虑氢化程度、反应条件和催化剂等因素对橡胶性能的影响。
3. 过氧化物硫化技术简介3.1 过氧化物硫化的原理过氧化物硫化是一种利用过氧化物作为交联剂的橡胶硫化方法。
其原理是过氧化物在一定的条件下分解产生活性自由基，进而与橡胶链发生交联反应，形成硫化网状结构。
3.2 过氧化物硫化的优势比较传统的硫化剂，过氧化物硫化技术具有能耗低、环保性强、交联效果好等优势。
该技术还能降低橡胶中挥发性有机化合物的含量，提高产品的质量和安全性。
4. 氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系研究进展4.1 影响因素的研究在氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究中，研究人员主要关注催化剂的选择、交联剂的种类和添加量，以及反应条件对体系性能的影响等因素。
这些研究有助于优化体系，提高交联效果和性能稳定性。
4.2 性能评价方法的研究在对氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系进行研究时，对其性能进行准确评价是非常重要的。
研究人员一直致力于开发合适的方法和技术，如拉伸性能测试、硫含量分析和扫描电子显微镜等，以评估橡胶体系的性能。
有机过氧化物硫化体系在橡胶应用中的研究进展
有机过氧化物硫化体系在橡胶应用中的研究进展有机过氧化物硫化体系是一种常用于橡胶应用的硫化方法。
它通过在橡胶材料中添加有机过氧化物来实现橡胶的硫化，其中过氧化氢是最常用的有机过氧化物。
这种硫化方法具有加热时间短、硫化速度快、硫化温度低等优点，因此在橡胶加工产业中得到了广泛应用。
在有机过氧化物硫化体系的研究中，研究人员主要关注的是其硫化机理、硫化性能以及其对橡胶性能的影响。
研究表明，有机过氧化物在橡胶材料中的热分解产生自由基，这些自由基与橡胶中的硫进行反应，形成交联结构，从而实现橡胶的硫化。
有机过氧化物硫化体系与传统硫化体系相比，在硫化速度上有明显的优势。
由于过氧化物的热分解速度较快，硫化反应在较短的时间内就能完成。
这对于橡胶制品的生产具有重要意义，可以提高生产效率，减少生产时间。
有机过氧化物硫化体系在硫化温度方面也具有优势。
传统的硫化体系通常需要在高温下进行硫化，而有机过氧化物的热分解温度较低，可以在较低温度下实现橡胶的硫化。
这样既能减少能源消耗，又能降低硫化过程对橡胶材料的热氧化破坏。
有机过氧化物硫化体系也存在一些问题需要解决。
有机过氧化物的定量添加是实现橡胶硫化的关键。
由于有机过氧化物具有较高的活性，添加过多会导致橡胶的过度硫化，从而影响橡胶材料的性能。
有机过氧化物的稳定性也是一个难题。
由于其易受热、光和氧的影响，容易分解，降低其活性。
如何稳定有机过氧化物，延长其使用寿命，是橡胶加工研究中的重要课题。
对于有机过氧化物对橡胶性能的影响研究表明，添加有机过氧化物可以改善橡胶的硫化性能和力学性能。
研究人员发现，在适当的添加量下，有机过氧化物可以提高橡胶的硫化活性和交联密度，从而提高橡胶制品的耐热性、耐老化性和物理力学性能等。
有机过氧化物硫化体系在橡胶应用中具有很大的潜力。
随着对其硫化机理、稳定性以及对橡胶性能的影响等方面研究的深入，相信有机过氧化物硫化体系将会在橡胶加工产业中得到更加广泛的应用。
氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究
氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究1. 引言在橡胶工业领域，氢化丁腈橡胶是一种重要的合成橡胶材料，具有优异的耐油、耐磨和耐热性能，被广泛应用于汽车轮胎、密封圈等领域。
而过氧化物硫化体系作为一种新型的硫化体系，可以在低温下实现橡胶的硫化，同时提高橡胶产品的耐热性和耐老化性能。
本文将对氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究进行全面评估和深度探讨，旨在为橡胶工业的发展贡献新的技术和理论支持。
2. 概述氢化丁腈橡胶氢化丁腈橡胶是一种聚合物材料，具有良好的化学稳定性和机械性能。
其主要特点包括优异的耐热性、耐油性和耐臭氧性，因此在汽车轮胎、密封件、软管等领域得到了广泛应用。
氢化丁腈橡胶的分子结构和特性为其在不同硫化体系中的应用提供了基础，而过氧化物硫化体系正是其中之一。
3. 过氧化物硫化体系的研究现状过氧化物硫化体系是近年来发展起来的一种橡胶硫化新技术，其通过过氧化物作为引发剂，在低温下实现了橡胶的硫化。
该体系的研究涵盖了过氧化氢、过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰等过氧化物的应用与反应机理，以及不同碳黑和填料对其硫化性能的影响等方面。
而对于氢化丁腈橡胶这一特殊材料的过氧化物硫化体系研究还相对较少，需要进一步深入探讨。
4. 氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究进展目前针对氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究主要集中在以下几个方面：首先是过氧化物引发剂的选择与反应机理研究，包括过氧化氢、过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰等过氧化物引发剂在氢化丁腈橡胶硫化中的应用及其反应机理；其次是硫化体系中填料和助剂的作用研究，如碳黑、硫化促进剂等对氢化丁腈橡胶过氧化物硫化的影响；最后是氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的工艺优化及性能评价研究。
5. 对氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的个人观点和理解在氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究中，我认为需要重点关注硫化体系的耐热性和耐老化性能，尤其是在汽车轮胎等高温高压环境下的应用。
填料的选择和助剂的作用也是需要重点考虑的问题，其对硫化体系的影响将直接影响到橡胶制品的质量和性能。
橡胶的硫化体系
橡胶的硫化体系硫化是橡胶制品加工的主要工艺过程之一，也是橡胶制品生产中的最后一个加工工序。
在这个工序中，橡胶要经历一系列复杂的化学变化，由塑性的混炼胶变为高弹性的交联橡胶，从而获得更完善的物理机械性能和化学性能，提高和拓宽了橡胶材料的使用价值和应用X围。
因此，硫化对橡胶与其制品的制造和应用具有十分重要的意义。
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、硫化工艺与方法。
本章主要参考书：橡胶化学〔王梦蛟译〕、橡胶化学与物理、橡胶工业手册〔2、3分册〕§1 绪论一．硫化开展概况1839年，美国人Charles Goodyear发现橡胶和硫黄一起加热可得到硫化胶；1844年，Goodyear又发现无机金属氧化物〔如CaO、MgO、PbO〕与硫黄并用能够加速橡胶的硫化，缩短硫化时间；1906年，使用了有机促进剂苯胺。
Oenslager发现在硫化性能最差的野生橡胶中添加苯胺后，可使其性能接近最好的巴拉塔胶。
NR+S+PbO+苯胺——→硫化速度大大加快，且改善硫化胶性能；1906-1914年，确定了橡胶硫化理论，认为硫化主要是在分子间生成了硫化物；1920年，Bayer发现碱性物有促进硫化作用；NR+S+ZnO+苯胺——→1921年，NR+S+ZnO+硬脂酸+苯胺——→同年又发现了噻唑类、秋兰姆类促进剂，并逐渐认识到促进剂的作用，用于橡胶的硫化中。
在此之后又陆续发现了各种硫化促进剂。
硫黄并非是唯一的硫化剂。
1846年，Parkes发现SCl的溶液或蒸汽在室温下也能硫化橡胶，称为“冷硫化法〞；1915年，发现了过氧化物硫化；1918年，发现了硒、碲等元素的硫化；1930年，发现了低硫硫化方法；1940年，相继发现了树脂硫化和醌肟硫化；1943年，发现了硫黄给予体硫化；二战以后又出现了新型硫化体系，如50年代发现辐射硫化；70年代脲烷硫化体系；80年代提出了平衡硫化体系。
有机过氧化物硫化体系在橡胶应用中的研究进展
有机过氧化物硫化体系在橡胶应用中的研究进展一、有机过氧化物硫化体系简介有机过氧化物硫化体系是指以有机过氧化物作为引发剂，和硫化促进剂共同作用于橡胶体系，通过引发剂的分解产生自由基，进而促进硫原子与橡胶链发生交联反应，形成硫化橡胶。
常用的有机过氧化物包括双(异丙基)过氧化物（BIPB）、双(苯并)过氧化二异丙苯（OBTS）等。
1. 低温硫化：有机过氧化物硫化体系在低温下即可完成硫化反应，可以避免因高温造成的橡胶老化，提高生产效率。
2. 高活性：有机过氧化物在分解时会产生高活性的自由基，对橡胶体系中的双键具有较强的反应性，能够有效促进橡胶的硫化反应。
3. 对环境友好：相比传统的硫磺硫化方法，有机过氧化物硫化体系不会产生二氧化硫等有害气体，对环境友好。
近年来，研究人员针对不同类型的橡胶材料，设计合成了一系列高效的有机过氧化物引发剂。
对于氢化丁腈橡胶（HNBR）材料，研究人员通过调整过氧化物的结构和成分，提高了引发剂的活性，显著提高了HNBR的硫化效率和性能。
在丁苯橡胶（BR）和丁腈橡胶（NBR）等材料中，也发展出了一系列适用于不同硫化条件下的有机过氧化物硫化体系。
除了传统的橡胶制品，有机过氧化物硫化体系也在橡胶改性、橡胶成型以及复合材料中得到应用。
研究人员在硫化体系中引入多功能协同剂以提高硫化效率，增强橡胶材料的性能，拓展了有机过氧化物的应用领域。
针对有机过氧化物硫化体系的硫化机理，研究人员进行了深入的探讨和研究。
通过光谱分析、热分析等手段，揭示了有机过氧化物的分解机理及自由基的生成过程，为进一步优化硫化体系提供了重要的理论基础。
1. 引发剂的稳定性问题：有机过氧化物在储存和使用中易受温度、光照等因素的影响，稳定性较差，需要通过合成改性等手段提高其稳定性。
2. 环境适应性问题：当前研究大多局限于实验室规模，实际工业生产中的大尺度应用与环境适应性仍有待进一步研究。
3. 有机过氧化物的毒性和可再生性等问题也需要引起关注和研究。
2-5 非硫黄硫化体系.
2）过氧化物硫化饱和橡胶
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过氧化物硫化的β断裂-P69
橡胶的支化会影响过氧化物的交联效率。 由于侧甲基的存在，EPR存在着β断裂的可能
第六节 非硫黄硫化体系
一. 过氧化物硫化体系 二. 金属氧化物硫化体系 三. 树脂硫化体系 四. 其它硫化体系
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一.过氧化物硫化
1．应用范围 应用于不饱和橡胶：如NR、BR、NBR、CR、
SBR等。 应用于饱和橡胶：如EPM只能用过氧化物硫化。 应用于杂链橡胶：如Q的硫化。
应用：静态密封或高温的静态密封制品中。
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3. 常用的过氧化物硫化剂
常用的过氧化物硫化剂为二烷基过氧化物、 二酰基过氧化物和过氧酯。
选择过氧化物，一般需要从过氧化物的半衰 期、挥发性、气味、酸碱性物质对它的影响 以及加工的安全性、硫化胶的物理机械性能 等方面考虑。
ZnCl2
CH2 C CH CH2 O CH2 CH
CH2 C
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金属氧化物硫化机理2
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过氧化物硫化体系
过氧化物交联的机理主要是：过氧化物与橡胶共热时均裂产生自由基,然后通过自由基加成反应或夺取橡胶分子链上的ɑ-亚甲基活泼氢进行交联反应,从而在反应过程中不断形成C-C交联键。
过氧化物对弹性体的硫化过程，主要是分三步：（1）过氧化物发生均裂，形成两个烷氧自由基；（2）烷氧自由基从聚合物链上夺取氢原子；（3）两个邻近聚合物链的自由基结合, 形成碳-碳键。
用于橡胶硫化的过氧化物是一类含有O-O键的物质。
目前主要工业化生产的五类过氧化物是：二酰基过氧化物，叔烷基过氧酸酯，烷基氢过氧化物，二烷基过氧化物，二烷基过氧缩酮。
其中最常用的是过氧化二异丙苯（DCP）、过氧化苯甲酰（BPO）、1, 1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷（BPMC）、2,5-二甲基- 2,5-双(叔丁基过氧基) 己烷（DBPMH）、1,3-双（叔丁过氧异丙基）苯（BIPB）等助交联剂
与硫黄硫化相比，单用过氧化物硫化胶的耐磨性能和动态性能等比较差。
在过氧化物硫化体系中添加某些具有自由基聚合性能的多官能单体，在一定程度上能够克服这些缺点，同时提高过氧化物的交联效率，加快硫化的速度，降低过氧化物的分解温度，保持了硫化胶的优良的性能，某些助交联剂还能有效减少硫化胶的臭味。
常用的活性助交联剂包括两类：
第一类助交联剂通常是具有极性的多官能团低相对分子质量化合物，这些单体可以均聚或接枝到聚合物链上。
如三丙烯酸三羟甲基丙烷酯
（TMPTA），三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯（TMPTAMA），二丙烯酸乙二醇酯（EGDA），二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA），N ,N′- 对苯基双马来酰亚胺（PDM或者HVA-2），二丙烯酸锌（ZDA），二甲基丙烯酸锌（ZDMA）等。
其中，TMPTMA和TMPTA又称为增硬剂，在用过氧化物硫化时，能有效增加硫化胶的硬度，一般用量1份就能增加1单位硬度；PDM是一种多功能硫化助剂，在硫黄硫化、过氧化物硫化或树脂肟硫化中均能增加交联效率，提高硫化胶定伸应力。
第二类助交联剂可以形成反应性能较弱的自由基，并且只对硫化程度有作用。
它们主要是通过夺氢来形成自由基。
如氰尿酸三烯丙酯（TAC），异氰尿酸三烯丙酯（TAIC），1, 2-聚丁二烯(1 , 2-PBR)、硫黄等。
其中，最常用的有TAC和TAIC，常用量为过氧化物的50%～100%；硫黄常可作为EPDM有效的有机过氧化物助交联剂，在一定程度上改善硫化胶的拉伸和撕裂性能，但硫黄的加入会使硫化胶的臭味增大。
助交联剂的作用机理一般认为有以下两种：分子中含有两个或多个不饱和基团，在自由基存在条件下, 这些不饱和基团可能聚合, 形成类似树脂的增强物质。
其胶料的弹性模量增加的程度比单独使用过氧化物的大。
这个反应的机理不是很清楚。
一种假设是, 在自由基存在下, 活性助剂聚合成多支链的树脂增强填料; 另外一种假设是, 活性助剂与聚合物上的自由基作用, 成为聚合物的支链。
实际的机理可能是两种机理的组合[7-8]。
虽然加入某些添加剂可以提高焦烧安全性，但是对硫化特性影响较
大，Grima等[9-10]在DCP硫化体系中加入双马来酰亚胺如N,N-m-双马来酰亚胺（BMI-MP）和硫给予体如六硫化双亚甲撑秋兰姆（DPTT），此配合可以很好的防止焦烧，同时改善了硫化胶的机械性能。
他们还发现在双马来酰亚胺中N,N -p-双马来酰亚胺(BMI-PP)所提供的机械性能比BMI-MP好。
助交联剂和硫给予体的含量对焦烧时间和胶料的机械性能的影响较大，当助交联剂为4份，硫给予体为0.7-0.9份时，各个性能达到最佳值。
陈朝晖[11]等研究了活性助交联剂N ,N′- 双亚糠基丙酮(VP-4)对DCP硫化的EPDM 的硫化特性、力学性能、耐热空气老化性能、交联密度和压缩永久变形等的影响。
当VP-4 用量较低(0. 5-2. 0 份) 时,胶料的正硫化时间缩短,最大弹性转矩和交联密度增大,压缩永久变形值明显下降,说明VP-4 具有明显的促进交联作用。
VP-4 有效地提高了硫化胶耐热空气老化性能,尤其是高温(150 ℃)时的耐热空气老化性能得到明显改善。
其它配合剂的影响
过氧化物的氧化机理决定了其他的配合剂对其的影响。
加入的配合剂如含有被容易夺取的氢原子，这些氢原子将是自由基夺取的首选的目标，从而消耗掉了自由基，影响了交联的效率。
所以，为避免添加剂可能干扰过氧化物的交联效果, 在设计配方时应考虑。
为了保证加工过程和最终产品性能, 需慎重选择合适的过氧化物、矿物油、填充剂、抗氧剂及活性助剂。
合理的使用活性剂助可以明显的改善胶料的性能。
具有酸性基团的过氧化物，如BPO，对酸性填料不敏感，受碱
性填料影响大。
不含酸性基团的过氧化物，如DCP则相反。
酸性填料对烷基过氧化物（二叔丁基过氧化物等）的影响，要比芳香族过氧化物（如DCP等）小。
另外，酸性物质能催化过氧化物的分解，影响过氧化物的均裂，反应发生的温度比均裂的温度低，而且不产生交联所需要的自由基，因而这种反应没有交联效果。
常见的配合剂如槽法炭黑、白炭黑、陶土、芳烃油、环烷油、胺类防老剂等对过氧化物交联产生不利影响。
解决的办法是尽量少用或不用这些配合剂，或者加入适当偶联剂对填料进行表面改性，或者加入适量的2.0质量份二甘醇或0.5-1.0质量份三乙醇胺，或在胶料中加入金属氧化物如ZnO、MgO来提高胶料的碱性。
加入0.5-1.0份硬脂酸有利于ZnO的分散和降低过氧化物如DCP的分解温度。
大多数胺类防老剂对过氧化物交联有较大影响，但防老剂RD（2,2,4-三甲基-1,2-二羟基喹啉聚合物）、防老剂MB （2-巯基苯并咪唑）和酚类对交联的影响较小。
酸性促进剂引起DCP 的酸性分解和氧化还原，从而降低DCP的交联效率。
促进剂的影响顺序从大到小为：2-硫醇基苯丙噻唑(MBT)>六次甲基四胺（HMT）>乙基苯基二硫代氨基甲酸锌(ZEPC)>二乙基二硫代氨基甲酸锌(ZDEC)>二苯胍(DPG)>N-环己基-2-苯丙噻唑次磺酰胺(CBS)>二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)>乙撑硫脲（ETU）
硫化制品的臭味
过氧化物硫化的缺点之一是臭味问题，不同的过氧化物硫化残留于制
品中的臭味挥发速度亦不同。
需要臭味小的制品，应选择残留分解产物挥发快的过氧化物、或加大助交联剂的用量，或对制品二次硫化或水煮处理。
同时也可以用新型的过氧化物交联剂BIPB，BPMC代替DCP使用，其交联的效率高，而且不会产生刺激性的气味，可以在高档制品中广泛的使用。