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丁腈胶料的硫化体系配合

日期:2010-10-22 0:11:00 共有人关注 标签:橡胶知识

丁腈橡胶常用的硫化剂为硫磺,由于丁腈橡胶的不饱和度低于天然橡胶,故所需硫磺用量较天然橡胶稍低,为了加快硫化速度,硫化促进剂的用量可略高于天然橡胶。当橡胶中丙烯腈的含量高、丁二烯相对含量低时,所需硫磺用量可酌情减少。

制造软质橡皮时,一般硫磺用量为1.5~2份,当用量超过2.5份时,会使硫化胶的硬度很快增加,相对伸长率降低。用硫磺硫化时需使用促进剂以提高硫化速度,常用的促进剂DM、CZ、TMTM、TMTD等,而碱性促进剂,如醛胺类、胍类促进剂在单独使用时,易于出现焦烧现象并使压缩变形增大,故不适用。

硫磺配用促进剂DM、CZ时硫化速度较快,硫化胶性能较好,是常用的硫化体系。在使用促进剂DM时,其用量为1.5~2份,硫磺用量为1.5份,使用这种促进剂,工艺上比较安全,耐焦烧性能仅次于用CZ等迟效性促进剂的胶料,硫化胶的抗张强度和定伸强度等都比较高。

促进剂DM也可以与其它促进剂并用以增大活性,并提高硫化胶的某些性能,如与TMTD瓶用可提高定伸强度和降低压缩变形,但应注意焦烧,并用量应选择适当,当加入第二促进剂TMTD时,用量常为1份的DM与0.15份的TMTD,TMTD为0.2~0.5份时则易于焦烧。

在使用CZ时,其用量为0.5~1份,硫磺用量为1.5份,此种硫化体系的胶料不易焦烧,硫化胶的耐老化性能比使用DM的好,压缩变形也小。

使用TMTM时,用量为0.6份,硫磺用量为1份,硫化胶的抗张强度、定伸强度高、压缩变形小,当TMTM用量增加、永久变形相应减小。氧化锌、氧化镉、硬脂酸均为活性剂,氧化锌的用量一般为5份,氧化镉用量为2~5份,硬脂酸一般为1份。

如不用硫磺而用无硫硫化体系,如用3.5份左右的TMTD硫化,由于硫化胶的结构以单硫交联键占优势,并且减少了分子内的硫环境污染 化合物,从而明显地提高了硫化胶的耐热老化及抗撕裂性能。

当TMTD用量大时,常有喷霜现象,掺用部分促进剂CZ等能消除这种现象。采用低硫体系,如用2.5份TMTD和0.2~0.3份的硫磺进行硫化,硫化胶也具有较好的耐热老化性能和较好的机械性能。采用镉镁硫化系统,可使硫化胶具有优良的耐热老化和耐热油老化性能,并且压缩变形小。

丁腈橡胶低硫镉镁硫化系统的主要组成为氧化镉2~5份,二乙基二硫代氨基甲酸镉1.5~7份,氧化镁5份,硫磺1份以下,促进剂DM0.5~2.5份。在硫化过程中,超促进剂二乙基二硫代氨基甲酸镉能使硫化胶主要生成单硫交联键,当与氧化镉并用时能进一步改善硫化胶的结构,提高硫化胶的耐热老化性能。

二乙基二硫代氨基甲酸镉用量为2.5份能获得最适宜的性能,氧化镉具有类似于氧化锌的活性剂作用,减少用量有利于降低压缩变形,用量多时可提高耐用热性能,使用5份可获得良好的耐热性和强度。做为第二促进剂的DM用量为1份时,可提高耐热性能同时降氏焦烧倾向。

氧化镁控制胶料PH值,用量为5份时获得最佳耐热性和强度值。镉镁硫化系统的胶料其缺点是易于焦烧,如在此系统中不用硫磺而采用硫载体化合物,如采用二硫化双吗啡啉为硫化剂,则能使焦烧倾向得到改善。

分子末端含有双键的不饱和化合物,如甲基丙烯酸镁、乙撑—双(甲基丙烯酸酯)、丙烯酰胺在引发剂(如过氧化二异丙苯)存在下能有效的硫化丁腈橡胶,并生成不同类型 的交联键。硫化胶均比低硫及硫磺系统具有较高的强伸性能及高低温性能。甲基丙烯酸镁硫化胶比过氧化二异丙苯硫化胶具有较高硬度、强度、抗撕裂(特别是未填充硫化胶)和与金属的粘着强力。

采用甲基丙烯酸镁系统可制造高强度的未填充胶料和高硬度的填充胶料。镉镁硫化系统的白炭黑胶料具有优良的耐热性,但压缩变形大,加入甲基丙烯酸镁后,可使之具有优良的耐热性能、耐老化性能并使压缩变形降低。

一般甲基丙烯酸镁的用量为5份。采用有机过氧化物,如过氧化二异丙苯(DCP),用量在4份左右(浓度40%)可使硫化胶的耐热性、耐热油以及耐寒性得到改善,压缩永久变形亦小且工艺安全。其缺点是抗撕裂差,伸长率短。此外,采用多价金属氧化物,如氧化铜、二氧化锰、三氧化二锑、五氧化二钒等可作为丁腈橡胶的硫化剂,硫化胶具有良好的耐热老化和耐动态疲劳性能,但这些金属氧化物硫化速度较慢,用一般硫化促进剂没有效果,与少量DCP并用可加快硫化速度。

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