膠料的焦燒時間與橡膠促進劑
發(fā)布時間:2012-12-17 10:35
橡膠的焦燒特性通常用120℃時的門尼焦燒時間ts表示，也可用硫化儀測定硫化曲線上的t10或ta1、ta2表示，膠料的焦燒時間與其工藝過程、橡膠促進劑工藝條件、膠料硬度和膠料返回使用情況等因素有關。一般軟的膠料為10-20min;大多數(shù)膠料（不包括高填充的硬膠料或加工溫度很高的膠料）為20-35min;高填充的硬膠料為35-80min。
通常，膠料發(fā)生焦燒時，膠片局部發(fā)生硫化，表面出現(xiàn)彈性疙瘩，影響橡膠制品的表觀質(zhì)量、物理機械性能，也會使加工設備的負荷陡然增大。
次磺酰胺類橡膠促進劑是一種焦燒時間長、硫化速率快、硫化曲線平坦、綜合性能較好的橡膠促進劑，其加工安全性好，適用于厚制品硫化。各種促進劑的焦燒時間依下列順序遞增：ZDC<TMTD<M<DM<CZ<NS<NOBS<DZ。
為了保證最適宜的硫化性質(zhì)，常常采用幾種類型橡膠促進劑并用的體系，其中一些用于促進硫化，另一些則用于保證膠料加工安全性。常用的橡膠促進劑TMTD，其硫化誘導期極短，可使膠料快速硫化。
為了防止焦燒，可與次磺酰胺類(如CZ)、噻唑類(如DM)并用；但不能與促進劑D或二硫代氨基甲酸鹽并用，否則將會使膠料的耐焦燒性更加劣化。單獨使用秋蘭姆類的膠料，即使不加硫黃或少加硫黃，其焦燒時間都比較短。在這種情況下，并用次磺酰胺類或噻唑類橡膠促進劑同時減少秋蘭姆促進劑的用量，則可延長其焦燒時間。
胍類促進劑的熱穩(wěn)定性高，以其為主促進劑，膠料的焦燒時間長，硫化速率慢。二硫代氨基甲酸鹽類橡膠促進劑會急劇縮短不飽和橡膠膠料的焦燒時間，并用胍類促進劑時，焦燒時間會進一步縮短。因此二硫代氨基甲酸鹽類伲進劑適于在低不飽和度橡膠中使用，也適于在低溫硫化或室溫硫化的不飽和橡膠中使用。
防焦劑是提高膠料抗焦燒性的專用助劑，它可提高膠料在貯存和加工過程中的穩(wěn)定性。工業(yè)上常用的防焦劑有苯甲酸、水楊酸、鄰苯二甲酸酐、N-亞硝基二苯胺、N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺(防焦劑PVI)等。
鄰苯二甲酸酐價格便宜，但在膠料中很難分散，能使硫化膠物理機械性能降低，延遲橡膠促進劑硫化；當膠料中含有次磺酰胺類或噻唑類橡膠促進劑時，防焦效果不明顯。N-亞硝基二苯胺，在以次磺酰胺為促進劑的膠料中，防焦效果較好，但加工溫度超過100℃時，其活性下降，120℃時防焦作用不大，135℃會分解而失去活性，分解后放出的氣體產(chǎn)物使制品形成氣孔；此外這種防焦劑還會延遲硫化、降低硫化膠的物理性能。
PVI（N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺）是一種效果極佳的防焦劑，獲得了廣泛的應用。采用PVI不僅可以提高混煉溫度，改善膠料加工和貯存的穩(wěn)定性，還可使已焦燒的膠料恢復部分塑性。和以往常用的其他防焦劑不同，PVI不僅能延長焦燒時間，而且不降低正硫化階段的硫化速率。通常用量為0.1—0.5份。
炭黑對填充膠料焦燒性能的影響主要取決于其pH值、粒徑和結構性。炭黑pH值越大，堿性越大，膠料越容易焦燒。炭黑的粒徑減小或結構性增大時，會使膠料在加工時生熱量增加，因此炭黑的粒徑越小，結構性越高，則膠料的焦燒時間越短。
對于不同橡膠體系，不同品種的炭黑與氯化聚乙烯橡膠促進劑表現(xiàn)出不同的焦燒特性。隨著槽法炭黑用量的增加，天然橡膠焦燒時間延長，丁腈橡膠焦燒時間延長的幅度較弱。爐法炭黑填充天然橡膠、丁腈橡膠時，炭黑用量越大，焦燒時間越短。爐黑和槽黑對氯丁橡膠焦燒性能的影響幾乎相同，隨炭黑用量的增加，焦燒時間遞減。
本文參考《橡膠技術問答-原料?工藝?配方篇》一書。 相關鏈接
