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            【詳細】橡膠的各種硫化體系講解。ㄊ詹兀

            時間:2019-06-01     【轉載】   來自:橡膠技術網

            一.普通硫黃硫化體系(CV)

              普通硫黃硫化體系(Conventional Vulcanization簡稱CV),是指二烯類橡膠的通常硫黃用量范圍的硫化體系。對普通硫黃硫化體系(CV),對NR,一般促進劑的用量為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絡中70%以上是多硫交聯鍵(—Sx—),具有較高的主鏈改性。特點:硫化膠具有良好的初始疲勞性能,室溫條件下具有優良的動靜態性能,最大的缺點是不耐熱氧老化,硫化膠不能在較高溫度下長期使用。

            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:提高促進劑用量(3~5份),降低硫黃用量(0.3~0.5份)。促進劑用量/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:1. 硫化膠網絡中單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. 起始動態性能差,用于高溫靜態制品如密封制品、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態疲勞性能,發展了一種促進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、雙硫交聯鍵,使其既具有較好的動態性能,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靜態制品。一般采取的配合方式有兩種:
            1.促進劑用量/硫用量=1.0/1.0=1(或稍大于1);
            2.硫與硫載體并用,促進劑用量與SEV中一致。

            NR的三種硫化體系配合如下表所示:

            圖片1.jpg

            四.高溫快速硫化體系

              隨著橡膠工業生產的自動化、聯動化,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℃下進行的硫化。一般硫化溫度每升高10℃,硫化時間大約可縮短一半,生產效率大大提高。

            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象,應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,焦燒時間和硫化特性范圍比較寬,容易滿足加工要求。TMTD因為焦燒時間短,噴霜嚴重而使應用受到限制。雖然EV和SEV對高溫硫化的效果比CV好,但仍不夠理想,仍無法解決高溫硫化所產生的硫化返原現象和抗屈撓性能差的缺點,應該尋找更好的方法。

            3)硫化的特種配合

              為了保持高溫下硫化膠的交聯密度不變,可以采取增加硫用量、增加促進劑用量或兩者同時都增加的方法。但是,增加硫黃用量,會降低硫化效率,并使多硫交聯鍵的含量增加;同時增加硫和促進劑,可使硫化效率保持不變;而保持硫用量不變,增加促進劑用量,可以提高硫化效率,這種方法比較好,已在輪胎工業界得到廣泛推廣和應用。如果采用DTDM代替硫效果更好,在高溫硫化條件下,獲得象CV硫化膠一樣優異的性能。

            2.高溫硫化的其它配合特點

              高溫硫化體系要求硫化速度快,焦燒傾向小,無噴霜現象,所以配合時最好采用耐熱膠種及常量硫黃、高促進劑的辦法。另外,對防焦、防老系統也都有較高的要求。
            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,生成橡膠-橡膠橋鍵,所形成的交聯鍵的化學結構與促進劑的類型有關,在NR/Si69/CZ(DM)硫化體系中,主要生成二硫和多硫交聯鍵;在NR/Si69/TMTD體系中則生成以單硫交聯鍵為主的網絡結構。

              因為有促進劑Si69的硫化體系的交聯速率常數比相應的硫黃硫化體系的低,所以Si69達到正硫化的速度比硫黃硫化慢,因此在S/Si69/促進劑等摩爾比組合的硫化體系中,因為硫的硫化返原而導致的交聯密度的下降可以由Si69生成的新的多硫或雙硫交聯鍵補償,從而使交聯密度在硫化過程中保持不變。硫化膠的物性處于穩定狀態。在有白炭黑填充的膠料中,Si69除了參與交聯反應外,還與白炭黑偶聯,產生填料—橡膠鍵,進一步改善了膠料的物理性能和工藝性能。

            各種促進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。



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