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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2018-03-19 20:40
橡膠的各種硫化體系講解
一.普通硫黃硫化體系(CV)
普通硫黃硫化體系(Conventional Vulcanization簡(jiǎn)稱CV),是指二烯類橡膠的通常硫黃用量范圍的硫化體系。
對(duì)普通硫黃硫化體系(CV),對(duì)NR,一般促進(jìn)劑的用量為0.5~0.6份,硫黃用量為2.5份。
普通硫黃硫化體系得到的硫化膠網(wǎng)絡(luò)中70%以上是多硫交聯(lián)鍵(—Sx—),具有較高的主鏈改性。
特點(diǎn):硫化膠具有良好的初始疲勞性能,室溫條件下具有優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能,最大的缺點(diǎn)是不耐熱氧老化,硫化膠不能在較高溫度下長(zhǎng)期使用。
二.有效硫化體系(EV)
一般采取的配合方式有兩種:
1.高促、低硫配合:提高促進(jìn)劑用量(3~5份),降低硫黃用量(0.3~0.5份)。促進(jìn)劑用量/硫黃用量=3~5/0.3~0.5≥6
2.無硫配合:即硫載體配合。如采用TMTD或DTDM(1.5~2份)。
特點(diǎn):1. 硫化膠網(wǎng)絡(luò)中單S鍵和雙S鍵的含量占90%以上;硫化膠具有較高的抗熱氧老化性能;
2. 起始動(dòng)態(tài)性能差,用于高溫靜態(tài)制品如密封制品、厚制品、高溫快速硫化體系。
三.半有效硫化體系(SEV)
為了改善硫化膠的抗熱氧老化和動(dòng)態(tài)疲勞性能,發(fā)展了一種促進(jìn)劑和硫黃的用量介于CV和EV之間的硫化體系,所得到的硫化膠既具有適量的多硫鍵,又有適量的單、雙硫交聯(lián)鍵,使其既具有較好的動(dòng)態(tài)性能,又有中等程度的耐熱氧老化性能,這樣的硫化體系稱為半有效硫化體系(SEV)。用于有一定的使用溫度要求的動(dòng)靜態(tài)制品。一般采取的配合方式有兩種:
1.促進(jìn)劑用量/硫用量=1.0/1.0=1(或稍大于1);
2.硫與硫載體并用,促進(jìn)劑用量與SEV中一致。
NR的三種硫化體系配合如下表所示:
|
配方成分 |
C V |
EV 高促低硫 無硫配合 |
Semi—EV 高促低硫 硫\硫載體并用 |
|
S NOBS TMTD DMDT |
2.5 0.6
|
0.5 3.0 1.1 0.6 1.1 1.1 |
1.5 1.5 1.5 0.6
0.6 |
四.高溫快速硫化體系
隨著橡膠工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、聯(lián)動(dòng)化,高溫快速硫化體系被廣泛采用,如注射硫化、電纜的硫化等。所謂高溫硫化是指溫度在180~240℃下進(jìn)行的硫化。一般硫化溫度每升高10℃,硫化時(shí)間大約可縮短一半,生產(chǎn)效率大大提高。
1.高溫硫化體系配合的原則:
1)選擇耐熱膠種 為了減少或消除硫化膠的硫化返原現(xiàn)象,應(yīng)該選擇雙鍵含量低的橡膠。
2)采用有效或半有效硫化體系
高溫快速硫化體系多使用單硫和雙硫鍵含量高的有效EV和半有效SEV硫化體系,其硫化膠的耐熱氧老化性能好。一般使用高促低硫和硫載體硫化配合,其中后者采用DTDM最好,焦燒時(shí)間和硫化特性范圍比較寬,容易滿足加工要求。TMTD因?yàn)榻篃龝r(shí)間短,噴霜嚴(yán)重而使應(yīng)用受到限制。雖然EV和SEV對(duì)高溫硫化的效果比CV好,但仍不夠理想,仍無法解決高溫硫化所產(chǎn)生的硫化返原現(xiàn)象和抗屈撓性能差的缺點(diǎn),應(yīng)該尋找更好的方法。
3)硫化的特種配合
為了保持高溫下硫化膠的交聯(lián)密度不變,可以采取增加硫用量、增加促進(jìn)劑用量或兩者同時(shí)都增加的方法。但是,增加硫黃用量,會(huì)降低硫化效率,并使多硫交聯(lián)鍵的含量增加;同時(shí)增加硫和促進(jìn)劑,可使硫化效率保持不變;而保持硫用量不變,增加促進(jìn)劑用量,可以提高硫化效率,這種方法比較好,已在輪胎工業(yè)界得到廣泛推廣和應(yīng)用。如果采用DTDM代替硫效果更好,在高溫硫化條件下,獲得象CV硫化膠一樣優(yōu)異的性能。
2.高溫硫化的其它配合特點(diǎn)
高溫硫化體系要求硫化速度快,焦燒傾向小,無噴霜現(xiàn)象,所以配合時(shí)最好采用耐熱膠種及常量硫黃、高促進(jìn)劑的辦法。另外,對(duì)防焦、防老系統(tǒng)也都有較高的要求。
為了提高硫化速度,須使用足量的硬脂酸以增加鋅鹽的溶解度,提高體系的活化功能。
五.平衡硫化體系(EC)
Si69是具有偶聯(lián)作用的硫化劑,高溫下,不均勻裂解成由雙[三乙氧基甲硅烷基丙基]二硫化物和雙[三乙氧基甲硅烷基丙基]多硫化物組成的混合物。
Si69是作為硫給予體參與橡膠的硫化反應(yīng),生成橡膠-橡膠橋鍵,所形成的交聯(lián)鍵的化學(xué)結(jié)構(gòu)與促進(jìn)劑的類型有關(guān),在NR/Si69/CZ(DM)硫化體系中,主要生成二硫和多硫交聯(lián)鍵;在NR/Si69/TMTD體系中則生成以單硫交聯(lián)鍵為主的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
因?yàn)橛写龠M(jìn)劑Si69的硫化體系的交聯(lián)速率常數(shù)比相應(yīng)的硫黃硫化體系的低,所以Si69達(dá)到正硫化的速度比硫黃硫化慢,因此在S/Si69/促進(jìn)劑等摩爾比組合的硫化體系中,因?yàn)榱虻牧蚧翟鴮?dǎo)致的交聯(lián)密度的下降可以由Si69生成的新的多硫或雙硫交聯(lián)鍵補(bǔ)償,從而使交聯(lián)密度在硫化過程中保持不變。硫化膠的物性處于穩(wěn)定狀態(tài)。在有白炭黑填充的膠料中,Si69除了參與交聯(lián)反應(yīng)外,還與白炭黑偶聯(lián),產(chǎn)生填料—橡膠鍵,進(jìn)一步改善了膠料的物理性能和工藝性能。
各種促進(jìn)劑在天然橡膠中的抗硫化返原能力的順序如下:
DM>NOBS>TMTD>DZ>CZ>D。

來源:AnyTesting