基本介紹
定義,助促進劑分類,無機活性劑,有機活性劑,基本用法,
定義
凡是能增加促進劑的活性,提高硫化速度和硫化效率,既增加了交聯劑鍵的數量,降低交聯劑鍵中的平均原子數量,改善硫化膠性能的化學物質都成為硫化活性劑,也成為助促進劑。
助促進劑分類
在硫黃-促進劑硫化體系中,普遍的使用氧化鋅和硬脂酸作活化劑。當製造透明製品時,由它代替活性氧化鋅,可得到較高的透明度。在非炭黑補強膠料中,可加入多元醇類,氨基醇類活性劑,以減弱白炭黑,陶土等非炭黑補強劑對促進劑的吸附,從而充分發揮促進劑的效能。
無機活性劑
無機活性劑可以分為:1)金屬氧化:氧化鋅,氧化鎂,氧化鉛;2)金屬氫氧化物:氫氧化鈣;3)鹼式碳酸鹽:鹼式碳酸鋅,鹼式碳酸鉛。
1 氧化鋅
氧化鋅是一種白色或微帶黃色的細微粉末,無毒無兩性氧化物。(1)濕法氧化鋅:純度極高,粒徑小,比表面積大,分散性能優良,活性高。(2)乾法氧化鋅 。間接法:純度高,粒子細,活性高,目前橡膠加工用量最高;直接法:純度稍低,粒子較粗,重金屬雜質含量較大,活性較差。
氧化鋅中含有鉛、鐵、銅、錳、鎘雜質,易是製品變色,鎘阻止氧化鋅某些促進劑活性;銅、錳損害製品耐老化性;鉛過高易使膠料焦燒,壓延表面不光滑。氧化鋅還具有補強、著色和增強膠料導熱性的作用,在活性劑用量基上,增加ZnO用量:①出現補強效應,是定伸應力提高;②對膠料產生明顯增硬傾向,提髙壓出製品及無模硫化製品的形狀穩定性;③進一步提髙膠料導熱性,對熱空氣硫化和厚製品硫化非常有利。氧化鋅不溶於橡膠,須與硬脂酸並用形成可溶性鹽,增加金屬氧化物對促進劑的活化能力。在膠料中硬脂酸是硬脂酸根和氫離子的來源,在硫化體系中起緩衝作用,與氧化鋅並用時能提高交聯密度、耐熱性和耐老化性。氧化鋅與硬脂酸的作用是在硫化時生成硬脂酸鋅這種鹽在橡膠中有較大的溶解能力並能與多硫化氫的自由基作用,生成硫化鋅和雙基硫促進了大分子交聯。在秋蘭姆類促進劑中,分解出二硫代氨基甲酸鋅,它是一種強硫化劑,並有防老化作用。改善了膠料的物性。如沒氧化鋅存在可分解出二甲胺、二硫化碳,會促進硫化過程中的氧化作用,出現硫化返原現象。它的主要作用是使秋蘭姆類分解出自甲基促進大分子交聯。
氧化性運用:在橡膠行業中,特別是透明橡膠製品生產中,納米氧化鋅是極好的硫化活性劑。由於納米氧化鋅可與橡膠分子實現分子水平上的結合,因而能提高膠料性能,改善成品特性。以子午線輪胎和其他橡膠製品為例,使用納米氧化鋅可顯著提高產品的導熱性能、耐磨性能、抗撕裂性能、拉伸強度等項指標,並且其用量可節省35-50%,大大降低了產品成本。在加工工藝上,能延長膠料焦燒時間,納米氧化鋅用於橡膠鞋、雨靴、橡膠手套等勞保製品中,可以大大延長製品的使用壽命,並可改善它們的外觀及色澤,其用於透明或有色橡膠製品中,有著炭黑等傳統活性劑不可替代的作用。納米氧化鋅用於氣密封膠、密封墊等製品中,對於改善產品的耐磨性和密封效果也有著良好的作用。
2 氧化鎂
白色粉末,不溶於水和乙醇,溶於酸,空氣中吸水和二氧化碳使活性降低,故應嚴格密封。
氧化鎂在多種橡膠中的套用:①在氯丁橡膠中氧化鎂起酸接受體的作用,能防止焦燒和環化,通常在混煉初期加入氧化鎂的活性髙低對CR抗焦燒的性能影響很大,CR的拉伸強度、定伸力和硬度也有影響。輕質氧化鎂是常用品種。②在氟橡膠中加入氧化鎂,可做氟化氫的接受體,是達到髙度硫化,改善氟橡膠的焦燒性能,提髙硫化膠的熱穩定性,但耐酸性差。③也可作NR和SBR的活性劑和促進劑。在SBR中作活性劑能降低膠料的早起硫化傾向。此外也可作丁腈橡膠的補強劑。
3 氧化鈣
白色,可以與水反應,易溶於酸。用作活性劑,乾燥劑。
4 氧化鉛
黃色,有毒無味,能溶於酸鹼,吸潮易成團。功能為NR及合成橡膠活性劑,增加噻唑及醛胺類活性劑。
5 氧化亞錫
白色半透明,空氣中已被氧化,溶於水,乙醚,乙醇。能縮短丁基橡膠用酚醛樹脂硫化時硫化時間。
6 氧化鎘
紅棕色粉末,溶於烯酸不溶於水。高耐熱體系活化劑。
有機活性劑
有機活性劑可以分為:1)脂肪酸類:硬脂酸,軟脂酸,油酸,月桂酸;2)皂類:硬脂酸鋅,油酸鉛;
3)胺類:二苄基氨;4)多元醇類:二甘醇,三甘醇;5)氨基醇類:乙醇胺,二乙醇胺,三乙醇胺。
1 胺類活性劑
用於天然橡膠、丁苯橡膠,也可用於再生膠或膠乳,其中二乙醇胺還可用於氯丁橡膠、丁腈橡膠及其膠乳。對噻唑類促進劑有良好的活化作用,秋蘭姆類可提高胺類對黃原酸類促進劑的活化作用。
2 醇類
用於非炭黑補強填料的天然橡膠、合成橡膠及膠乳,用於含白炭黑膠料,不僅能起活化作用,還有防水作用,能穩定高硬度膠料的硬度。
3 脂肪酸類
用於天然橡膠,除丁基橡膠外的合成橡膠及其膠乳,不僅用作硫化活性劑,也可用作增塑劑和軟化劑,加入後有助於橡膠分子鏈斷裂,便於加工。
4 脂肪酸鹽
用於天然橡膠、合成橡膠及膠乳,但不適用於丁基橡膠。它們不僅用作活性劑,對硫化速度差異很大的膠料來說還能做穩定劑,對耐磨性要求高的膠料可作為增塑劑,其中硬脂酸鋅還用作脫模劑。
5 酯類
在過氧化物硫化的三元乙丙橡膠、丁腈橡膠和氯化聚乙烯中用作共交聯劑,還可以用作不飽和聚酯的硫化劑、輻射交聯聚烯烴的光敏劑和高分子材料的膠黏劑。
6 多元醇類、氨基醇類
可與白炭黑、陶土等含多羥基官能團助劑產生吸附作用,從而削弱它們對於促進劑的吸附作用,防止它們對於硫化體系產生遲延硫化作用,改善膠料的硫化特性。用量可以達到白炭黑或陶土的10%以上為佳。同時還有軟化增塑的作用,改善膠料的加工性能。
基本用法
- 根據各類活性劑基本特性,在不同的硫化體系里選擇使用。
- 可以直接加入乾膠或膠乳。
- 一般用量為0.5~3份。