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            天然橡膠(硫化、補強、增塑)體系設計

            天然橡膠是不飽和的、具有結晶性的二烯類橡膠。具有良好的彈性、較高的機械強度的優越的加工性能,是應用最早且最廣泛的膠種。

            1、硫化體系   天然橡膠適用的硫化劑有硫、硒、碲;硫黃給予體;有機過氧化物;酯類;醌類等。使用時應根據制品的不同性能要求而分別采用不同類型的硫化體系。硫黃硫化體系不按促進劑的用量與硫黃用量的比例變化可以組成三種不同特點的硫化體系:普通硫黃硫化體系、半有效硫黃硫化體系、有效硫黃硫化體系。

            普通硫黃硫化體系(常規硫化體系,又稱高硫低促體系)是采用高量的硫黃和低量的促進劑配合的硫化體系,其交聯鍵以多硫鍵為主,老化前膠料的通用物理機械性能較好,表現為強度高、彈性好、耐磨性高,其成本低,但耐熱性、耐老化性差,硫化時返原性大由于天然橡膠不飽和度大,硫黃用量可比合成橡膠多在軟質橡膠制品中硫黃用量大約23份,常用1.752.75份。促進劑用量在1份以下,硫黃用量在2.5份以上時,物理機械性能如拉伸強度、伸長率變化不大,而永久變形、硬度和定伸應力增加。使用促進劑有M、DM、CZ、NOBS、D、TT等,可以單用也可并用,常見并用形式有DM、D/TS、D/DM、M/H、M/TT、M/TS、CZ/TT、DM/D/H、DM/TT、CZ/DM、NOBS/DM等等。

            有效硫化體系有兩種配合形式。一是高促低硫配合:促進劑用量在23份之間,硫黃用量在0.5份以下;二是無硫酸合:用給硫體(如TMTD用量13份或DTDM用量23份)進行硫化。并配以12份促進劑。這種體系生成的交聯鍵以單硫鍵為主,硫化膠耐熱老化性能優良,過硫后不出現硫化返原現象,但單用TMTD硫化,操作不安全,易焦燒,且噴霜嚴重。當要求在高溫硫化條件下不發生硫化返原現象以及具有良好的耐高溫、耐老化性能時,宜采用有效硫黃硫化體系。典型有效硫化體系配合有S/NOBS/TS(0.5/3/.06)、S/CZ(0.35/5)、S/TT/NOBS(0.35/0.7/1.4)、S/DM/TT(0.35/0.7/0.8)、S/DM/TT(0.25/1.1/1.2)、DTDM/DM(1.5/2)、DTDM/DM/TT(0.75/1.1/1.2)、DTDM/TT/NOBS (1.1/1.1/1.1)、TT/M(2.5/0.5)、TT/DTDM/DM(1.2/0.5/1.1)等等。

            半有效硫化體系介于普通硫黃硫化體系和有效硫黃硫化體系之間。半有效硫化體系是由中等硫黃用量(11.7份)和促進劑組成。交聯鍵中既有多硫鍵也有單、雙硫鍵。其硫化膠兼有耐熱、耐疲勞和抗硫化返原等多種綜合性能,因此獲得廣泛應用。典型配合有S/NS(1.5/1.5)、S/NS/DTDM(1.5/0.6/0.6)。

            天然橡膠可以用有機過氧化物硫化。最常用的有機過氧化物為過氧化二異丙苯(DCP.DCP用量為24份,硫化膠形成交聯鍵為碳——碳鍵。硫化膠肯有好的熱穩定性和優異的耐高溫老化性能,蠕變小壓縮永久變形小,動態性能好搞返原性好。缺點是膠料硫化速度慢,易焦燒,硫化膠撕裂強度低,與抗臭氧劑不相容,硫化模型易積垢。

            天然橡膠硫黃硫化體系通常要配用氧化鋅25份、硬脂酸13份等活性劑。

            2、補強填充體系    依據配方要求,加入炭黑可以提高膠料的耐磨和抗撕裂等性能,在天然橡膠配合中要求耐磨時可加入超耐磨炭黑(N110)、中超耐磨炭黑(N220)和高耐磨炭黑(N330)等。地求提高耐撕裂必時,以模法炭黑效果最好。要求強度不高、彈性好、加工性能好時可用快壓出爐黑(N550)、通用爐黑(N660)、半補強爐黑(N770)等。選用炭黑時,要注意炭黑的粒徑、結構、表面活性和PH值,PH值影響硫化速度,因此要根據炭黑的酸堿性,相應調整硫化體系的品種和用量。對爐法炭黑應選用后效性促進劑,且用量不宜太大。

                 對于淺色、艷色制呂,天然橡膠可加沉淀白炭黑、活性白炭黑、超細活性碳酸鈣等作補強劑,加沉淀白炭黑時應配有機活性劑二甘醇(一縮二乙二醇)、甘油(丙三醇)、乙醇胺、聚乙烯醇等調節硫化速度,用量一般為白炭黑用量5%10%。

                  補強劑用量可根據制品性能要求和含膠率指標確定,一般來說,要獲得最高強度,用量4050份為宜,用量過大,強度反而降低。若要求低強度、低成本,則可添加陶土、CaCO3等填充劑,以降低含膠率。

            3軟化增塑體系  

             1)、物理增塑劑      軟化增塑劑的使用是為了獲得良好的工藝性能,如粘性、柔軟性,便于混煉、壓延、壓出成型等工藝操作,還可調節膠料的硬度。選擇軟化增塑劑要考慮對物理機械性能的影響,也要注意軟化增塑劑對橡膠色澤的影響。軟化增塑劑的常用品種有松焦油和固體古馬隆,一般用量45從,石油系各類軟化劑515份。

            2)、化學增塑劑(塑解劑)  天然橡膠中的煙片膠,縐扯膠門尼粘度較高,給塑煉工藝帶來一定困難以往塑煉一般加入促進劑MDM進行塑解,但效果不理想。添加化學塑煉劑可以提高生膠的塑煉效果,縮短時間,提高效率。天然橡膠常用塑解劑有SJ-10312-I等,用量0.10.3份,前都開煉機、密煉機都適宜,后者只適用于密煉機塑煉工藝。




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