三元乙丙橡胶的配合体系
(一)硫化体系
三元乙丙橡胶可以采用二烯烃类橡胶用的普通硫化方法硫化, 但由于硫化速度较慢, 故近年发展了高不饱和度三元乙丙橡胶,其硫化速度不低于高不饱和橡胶的。
三元乙丙橡胶通常可用硫黄、过氧化物、醌肟和反应性树脂等多种硫化体系进行硫化。不同的硫化体系对其混炼胶的门尼粘度、 焦烧时间、 硫化速度以及硫化胶的次联键型、 物理机械性能 (如应力 -应变、 滞后、 压缩变形以及耐热等性能 )亦有着直接的影响。硫化体系的选择要根据所用乙丙橡胶的类型、 产品物理机械性能、 操作安全性、 喷霜以及成等因素加以综
合考虑。
1 硫黄硫化体系
硫黄硫化体系是三元乙丙橡胶使用最广泛最主要的硫化体系。在硫黄硫化体系中, 由于硫黄在乙丙橡胶中溶解度较小, 容易喷霜,不宜多用。一般硫黄用量应控制在 1~ 2 份范围内。在一定硫黄用量范围内,随硫黄用量增加,胶料硫化速度加快,焦烧时间缩短,硫化胶拉伸强度、定伸应力和硬度增高,拉断伸长率下降。硫黄用量超过 2 份时,耐热性有下降,高温下压缩永久变形增大。
为使胶料不喷霜 ,促进剂的用量亦必须保持在三元乙丙橡胶的喷霜极限溶解度以下。实际上,在工业生产中,基于以下原因几乎都是采用二种或多种促进剂的并用体系。
- 多种促进剂并用,容易达到硫化作用平衡。
- 许多促进剂在较低浓度时,就会发生喷霜,因此用量不宜太高。
- 促进剂这间的协同效应,有利于导致硫化时间的缩短和交联密度的提高。
硫黄硫化体系中, 促进剂的用量还可以通过增加硬脂酸的用量来提高, 当其它条件不变的情况下, 硬脂酸用量增加会导致交联密度、 单硫和双硫交联键增加。氧化锌用量的增加亦有助于在交联时形成促进剂, 从而提高胶料的交联密度及抗返原性, 改善动态疲劳性能和耐热性能。
2 硫黄给予体硫化
采用硫黄给予体代替部分硫黄, 可使其生成的硫化胶主要具有单硫键或双硫键, 因而可以改善胶料的耐热和高温下的压缩变形性能, 延长焦烧时间。所使用的硫黄给予体主要的秋兰姆类,如四硫化双五亚甲基秋兰姆 (DPTT) 、 TMTD 、 TMTM 、 MBSS 及 4, 4′-二硫代二吗啡啉 (DTDM) 等。
若希望不喷霜,可降低促进剂 TMTD 的用量,并与少量多种促进剂并用。工业上广泛使用快速、不喷霜硫化体系:促进剂 M 为 1.5,促进剂 TMTD 为 0.8,促进剂 TeDDC 为 0.8。
此外,最近还研制了一种新的硫黄给予体 OTOS。它可以增加胶料的交联密度,改善抗硫化返原性和耐老化性能,降低高温下压缩变形,含有高量OTOS的未硫化胶料经长期贮存后几科没有喷霜现象。
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