橡膠制品加工中常用助劑的主要類(lèi)型及其特性

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 　　近年來(lái)國(guó)內(nèi)特種橡膠產(chǎn)能與需求量的較大發(fā)展對(duì)其生產(chǎn)、加工和應(yīng)用的助劑提出了更高要求。高性能的新材料需要新型高效助劑的配合，有些加工配合助劑是傳統(tǒng)助劑品種，有些則是新型專(zhuān)用的助劑。在開(kāi)發(fā)生產(chǎn)特種橡膠助劑以有效促進(jìn)特種橡膠工業(yè)健康發(fā)展的同時(shí)，部分新型助劑發(fā)展和利潤(rùn)空間比較大，值得國(guó)內(nèi)橡膠助劑行業(yè)的關(guān)注。

　　1·橡膠硫化體系助劑

　　在橡膠工業(yè)中，習(xí)慣把使用目的相同或相關(guān)的助劑合稱(chēng)為體系。例如，把硫化劑、硫化促進(jìn)劑、活性劑及防焦劑統(tǒng)稱(chēng)為硫化體系，因?yàn)樗鼈兌寂c硫化有關(guān)。硫化劑包括硫、硒、碲、含硫化合物、有機(jī)過(guò)氧化物、醌類(lèi)化合物、胺類(lèi)化合物、樹(shù)脂類(lèi)、金屬氧化物和其它硫化劑；硫化促進(jìn)劑包括二硫代氨基甲酸鹽、黃原酸鹽、秋蘭姆、噻唑類(lèi)、次磺酰胺、胺和醛胺縮合物、胍類(lèi)、硫脲類(lèi)；活化劑包括氧化鋅、氧化鎂、硬脂酸等。

　　所謂橡膠硫化，就是把具有塑性的膠料轉(zhuǎn)變成為具有彈性的硫化膠的過(guò)程，即橡膠分子鏈在化學(xué)或物理因素的作用下產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)作用，變成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。凡能引起橡膠產(chǎn)生交聯(lián)作用的化學(xué)藥品都可稱(chēng)之為硫化劑，硫黃是其中最常用的一種。用純硫硫化的硫化膠不僅交聯(lián)效率和交聯(lián)密度很低，而且物理機(jī)械性能差，所以在膠料配方中一般很少使用純硫體系，采用的是一些有機(jī)多硫化物（主要品種有TMTD、TMTT、DTDM等）以及有機(jī)過(guò)氧化物（常用的品種有DCP、DTBP等）。這些硫化劑的使用可以使膠料具有一些優(yōu)良的特殊性能，如耐熱性、耐老化性等。另外還采用一些合成樹(shù)脂類(lèi)物質(zhì)。硫化劑能將線型的橡膠分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。硫黃仍是主要的硫化劑，可廣泛用于高不飽和二烯類(lèi)橡膠的硫化，也可用于低不飽和的三元乙丙橡膠和丁基橡膠。在一般橡膠配方中，其用量為1~5 份。其他硫化劑還有：硫黃給予體，即在加熱下可釋出硫原子的化合物，如二硫化和多硫化秋蘭姆和二硫化二嗎啉（DTDM），它們所形成的交聯(lián)鍵以單硫和雙硫鍵為主，故硫化膠有良好的耐老化性能；有機(jī)過(guò)氧化物主要用于交聯(lián)飽和及低不飽和的硅橡膠、二元乙丙橡膠、聚氨酯橡膠等；氧化鋅、氧化鎂、一氧化鉛等金屬氧化物主要用于氯丁、氯醇、氯磺化聚乙烯、聚硫等橡膠的硫化；胺類(lèi)，如多乙烯多胺，用于氟橡膠和丙烯酸酯橡膠；烷基苯酚甲醛樹(shù)脂類(lèi)則用于丁基橡膠。橡膠技術(shù)網(wǎng)

　　在使用硫黃作硫化劑時(shí)，通常要配合一些化學(xué)藥品來(lái)促進(jìn)其硫化反應(yīng)，從而提高生產(chǎn)效率和膠料性能。能促進(jìn)硫化作用的化學(xué)藥品稱(chēng)為硫化促進(jìn)劑。硫化促進(jìn)劑常用的品種有：硫化促進(jìn)劑M1、DM、MZ、OZ、NOBS、DZ、TT、TMTT等。目前較好的硫化促進(jìn)劑為季磷鹽類(lèi)，如1-鄰苯二甲酰亞胺基酸基-4-丁基三苯基磷溴化物、雙（芐基三苯基膦）亞胺氯化物、三苯基芐基氯化磷等，用量一般為0.4~0.7 份。當(dāng)然也可以使用復(fù)合硫化促進(jìn)劑，除季磷鹽外還可以添加季銨鹽類(lèi)，如四丁基苯并噻唑基硫化銨、雙肉桂丙撐二胺等。硫化促進(jìn)劑能縮短硫化時(shí)間、降低硫化溫度、減少硫黃用量。噻唑類(lèi)和次磺酰胺類(lèi)是硫化促進(jìn)劑的主體，約占其總量的70%~75%.

　　凡能增加硫化促進(jìn)劑的活性，提高硫化效率，改善硫化膠性能的化學(xué)藥品稱(chēng)為活性劑，常用的有氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣、硬脂酸等。

　　為了防止膠料在加工過(guò)程中出現(xiàn)早期硫化現(xiàn)象（焦燒），常常需要加入一些能抑制產(chǎn)生早期硫化的化學(xué)藥品，即防焦劑，但防焦劑的加入會(huì)使硫化速度減慢，導(dǎo)致硫化膠性能變壞，再加上價(jià)格昂貴，所以，在一般情況下很少使用。

　　抗硫化返原劑是國(guó)內(nèi)外最新的一類(lèi)助劑，專(zhuān)門(mén)用來(lái)提高硫化橡膠的抗硫化返原性。山西省化工研究所研制并投產(chǎn)了一系列品種：多功能抗硫化返原劑DL-268 能夠賦予普通硫黃硫化體系良好的抗硫化返原性、耐熱性，提高纖維簾線與橡膠的粘結(jié)強(qiáng)度并有很高的保持率，適用于簾線補(bǔ)強(qiáng)橡膠制品。耐熱硫化活性劑SL-273 系優(yōu)化結(jié)構(gòu)的鋅皂，是目前價(jià)格最低的抗硫化返原劑品種，適用于二烯類(lèi)橡膠、尤其是天然橡膠的硫化，可改善高溫和長(zhǎng)時(shí)間橡膠硫化的抗硫化返原性，提高耐熱性和交聯(lián)程度，降低動(dòng)態(tài)生熱，提高硬度。它不僅適用于大型厚制品、高溫快速硫化工藝和耐熱制品等，而且在白炭黑膠料中能代替部分硅烷偶聯(lián)劑、改善流變性能。多功能增塑劑A-256既具有抗硫化返原性，提高耐熱性的功效，又具有增塑劑A 降低橡膠粘度、改善膠料流動(dòng)性的功能。后硫化穩(wěn)定劑HS-258 相當(dāng)于惠利實(shí)公司的HTS,用于普通硫黃硫化體系和半有效硫化體系，可改善抗硫化返原性、耐熱性和動(dòng)態(tài)性能，還能用作鋼絲簾線和橡膠的粘合增進(jìn)劑以及SBR 的動(dòng)態(tài)性能改性劑。抗硫化返原劑既可看作是硫化體系的新助劑，也可以看作是防老化體系的新助劑，它具有保護(hù)硫化網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、提高制品耐熱氧穩(wěn)定性和保持普通硫化體系和半有效硫化體系良好動(dòng)態(tài)性能的優(yōu)點(diǎn)。

　　2·橡膠防護(hù)體系助劑

　　橡膠或橡膠制品在加工、儲(chǔ)存和使用過(guò)程中受到各種外界因素的影響，會(huì)逐漸失去原有的優(yōu)良性能，以致最后喪失了使用價(jià)值，這種現(xiàn)象稱(chēng)之為橡膠老化。橡膠發(fā)生老化的特征：一是在材料外觀上發(fā)生變化，例如：出現(xiàn)材料變粘、變軟、變硬、變脆、龜裂變形、污漬、長(zhǎng)霉，出現(xiàn)斑點(diǎn)、裂紋、噴霜、粉化、泛白等；二是在物理性質(zhì)上發(fā)生變化，例如：耐熱、耐寒、透氣、透光等性能的變化；三是在物理機(jī)械性能上發(fā)生變化，如扯斷強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、耐磨性、耐疲勞等；四是在電性能上發(fā)生變化。為了防止橡膠的老化變質(zhì)，通常膠料中都要加入適量的防老劑，因此，凡是能抑制橡膠老化的化學(xué)藥品都稱(chēng)為防老劑。通常導(dǎo)致橡膠老化的因素主要有：熱氧的作用、臭氧的作用、金屬離子的作用、光的作用、機(jī)械力的作用等。在輪胎老化方面，由于輪胎在比較惡劣的使用條件下，特別是在機(jī)械力、熱、光、臭氧同時(shí)存在的條件下，很快就會(huì)發(fā)生老化龜裂和疲勞老化。橡膠技術(shù)網(wǎng)

　　橡膠防護(hù)體系助劑包括抗氧劑、抗臭氧劑、抗屈撓龜裂劑、光穩(wěn)定劑、紫外光吸收劑、有害金屬抑制劑、物理防老劑、防白蟻劑、防霉劑等。防老劑主要有胺類(lèi)、酚類(lèi)、雜環(huán)類(lèi)、亞磷酸酯類(lèi)、防護(hù)蠟和阻燃劑等。胺類(lèi)防老劑包括萘胺系、喹啉系、二苯胺系、對(duì)苯二胺系；酚類(lèi)包括烴化單核酚、烴化雙核酚、烴化多核酚；其它防老劑還有雜環(huán)類(lèi)、亞磷酸酯類(lèi)；防護(hù)蠟包括微晶蠟和地蠟等；阻燃劑包括溴系、氯系、磷系和無(wú)機(jī)物。苯基萘胺類(lèi)抗氧劑，如N-苯基-1-萘胺（防老劑甲）、N-苯基-2-萘胺（防老劑丁）性能較全面，用量大；對(duì)苯二胺類(lèi)是最重要的防老劑，性能優(yōu)異，其代表性品種有N-苯基-N′-異丙基對(duì)苯二胺（防老劑 4010NA）、酮胺縮合物，如防老劑 BLE、RD,其抗熱氧老化效果好，但抗撓曲老化作用較差。

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