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橡胶促进剂的种类和特征

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橡胶促进剂的种类和特征


     橡胶促进剂,加入胶料中能促使硫化剂活化,从而加快硫化剂与橡胶分子的交联反应,达到缩短硫化时间和降低硫化温度的效果。目前主要使用的硫化促进剂按化学结构分主要有次磺酰胺类、噻唑类、秋兰姆类,还有部分胍类、硫脲类和二硫代氨基甲酸盐类。其中次磺酰胺类综合性能最好、使用最广泛,是目前促进剂的主要品种。

种类和特征

     1.轮胎用新型促进剂 轮胎胶料通常使用次磺酰胺类促进剂作为主促进剂,同时配用胍类或秋兰姆类作为助促进剂,能使硫化胶获得良好的力学性能,使轮胎获得良好的使用性能。然而内部部件,比如胎体胶料,采用噻唑类作主促进剂,配以胍类作助促进剂,可获得较快的硫化速度和满意的使用效果。 二硫化四甲基秋兰姆(即TMTD)是性能较好、用得较多的快速促进剂,在轮胎胶料中常用做助促进剂。由于它在硫化温度下会分解产生亚硝胺,使其应用受到了限制。Uniroyal公司和Flexsys公司开发成功二硫化四苄基秋兰姆即(TBzTD)可作为TMTD的替代产物。虽然两者化学结构相似,但TBzTD有更高的分子量,很低的挥发度,在硫化温度下很稳定,不产生亚硝胺。它可用做轮胎高温硫化促进剂,特别适用于胎面胶料,在丁苯胶/顺丁胶并用胎面胶配方中使用TBzTD不会产生焦烧,还能减少硫化返原,降低滞后损失,实现快速硫化。NOBS是一种综合性能好、常用的迟延性次磺酰胺促进剂,由于它在使用中会产生亚硝胺,对健康有害,国外轮胎厂家在丁苯胶胎面配方中用TBBS(NS)/PVI(CTP)并用替代它。Flexsys公司开发成功N-叔丁基-2-双苯并噻唑次磺酰胺(即TBSI),U-niroyal公司开发成功N-环己基-双-(2-苯并噻唑)次磺酰胺(即ESVE或CBSA),均为不产生亚硝胺的次磺酰胺类促进剂,可作为NOBS、DIBS和DCBS的替代品使用。在天然橡胶配方中使用,TBSI和ESVE虽然焦烧时间稍有缩短,伸长率略为降低,但其他物理性能均保持稳定或略有改善。

       2.耐热性能优异的新型促进剂 众所周知,橡胶的耐热性能与其硫化过程中形成的交联网络结构有密切的关系。含硫黄胶料在硫化过程中形成的交联键网络图(见图1)。

图1为硫黄硫化交联键结构图

      图中(a)表示硫化过程中形成的单硫键— S—、双硫键— S2—和多硫键— Sx— ;(b)表示形成的侧硫键— Sy— X;(c)表示形成的单环硫键-S-和双环硫键-S-S- 。可以通过交联密度的测定来确定各类交联键所占的相对量。 传统硫化体系是指胶料配方中采用高硫黄用量和低促进剂用量的硫化体系(又称高硫低促体系)。其硫化胶交联键网络结构中含有大量的多硫键。其优点是硫化胶动态力学性能好;缺点是胶料过硫易返原,耐热性能和老化性能差。如反其道而用之,即采用高促进剂用量和低硫黄用量,或称高促低硫体系,亦即有效硫化体系(EV体系),该体系是指用硫黄给予体代替部分元素硫或用高比例的促进剂/硫黄。其特点是硫化交联网络结构中含有很高比例的单硫键和双硫键。优点是胶料有极好的抗返原性和耐热性,硫化胶有极好的耐老化性能;缺点是硫化胶动态疲劳性能很差。为了....


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