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丁基橡膠配方
丁基橡膠基本配合
丁基橡膠的基本配合包括硫化體系、補強體系、增塑體系和防老體系等。
一、丁基橡膠分子中含有少量異戊二烯鏈接,這是丁基橡膠硫化的基礎(chǔ)。主要采用三種方法硫化:硫磺硫化、二肟類和對亞硝基化合物硫化、酚醛樹脂硫化。一般講,硫磺硫化體系在加工、硫化膠性能等方面綜合性能較好;醌肟類體系硫化速度,硫化膠密實、耐熱、耐臭氧;樹脂類硫化體系的硫化膠性能耐高溫性優(yōu)異。
(一)、硫磺硫化體系
丁基橡膠硫化機(jī)理與天然橡膠相同,硫化體系由硫磺、活性劑、促進(jìn)劑等組成。
1、硫化組分
(1)、硫磺 硫磺為硫化劑,一般2-3份即可獲得最佳定伸應(yīng)力和耐臭氧性能。硫磺在丁基橡膠中溶解度較低,若總量超過1.5份,容易噴霜。硫化時,形成多硫鍵或雙硫鍵交聯(lián)結(jié)構(gòu)和單硫結(jié)構(gòu),前者采用硫磺量較多為普通體系;后者硫磺用量較少或采用硫給予體,為有效硫化體系。
(2)、活化劑 丁基橡膠在硫化硫化過程中,會產(chǎn)生硫化氫,破壞橡膠中的雙硫鍵,引起氧化還原反應(yīng)。氧化鋅能與硫化氫反應(yīng)生成硫化鋅,阻止氧化還原,使硫化順利進(jìn)行。一般為5份左右,與氧化鋅配合使用的活化劑主要為硬脂酸,一般為1-2份,用量大時會降低定伸應(yīng)力。
(3)、促進(jìn)劑 丁基橡膠的硫磺硫化必須使用促進(jìn)劑,多以超促進(jìn)劑或超超促進(jìn)劑,如秋蘭姆類或氨基甲酸鹽類為主,且用量較多??紤]硫化速度、交聯(lián)密度、焦燒安全和硫化膠性能的綜合性能平衡,一般采用一種或幾種主促進(jìn)劑與一種輔助促進(jìn)劑并用,常用輔助促進(jìn)劑有M、DM,作用是在加工過程中防止焦燒,硫化時促進(jìn)硫化。
a、秋蘭姆類 此類為丁基橡膠硫磺硫化體系主促進(jìn)劑,常用品種TMTD、TETD、TMTM、TRA(DPTT)等。其中TMTD為最常用品種,其硫化初始速度較快,常與促進(jìn)劑M或促進(jìn)劑DM并用,一般不超過1.5份。
b、二硫代氨基甲酸鹽類 其結(jié)構(gòu)同秋蘭姆類類似,但活性更大。主要品種有TeEDC、CDD、CED、Bz、SED等,可同M、DM或TMTD等并用,也可并用。
c、噻唑類 此類為丁基橡膠硫磺硫化體系中輔助促進(jìn)劑,主要品種有M、DM。提高焦燒安全性。用量為0.5-1份,超過1.5份會降低硫化膠的定伸應(yīng)力和拉伸強度。
2、硫化體系類型
主要有三種:硫磺硫化、硫給予體硫化、低硫高促硫化體系。
(1)、硫磺硫化體系 組成為:硫磺0.75-2.0份;二硫代氨基甲酸鹽或秋蘭姆促進(jìn)劑1.5-1.5份;噻唑類促進(jìn)劑0.5-1.5份。硫化膠物理機(jī)械性能較好,但耐熱性差。
(2)、硫給予體硫化體系 組成為二硫代嗎啡啉和TRA2份;秋蘭姆和二硫代氨基甲酸鹽2份。硫化膠耐熱性高,壓縮永久變形小。缺點是交聯(lián)不充分,拉伸強度較低,成本較高。
(3)、低硫高促硫化體系 組成為:硫磺0.3-0.5份;噻唑類促進(jìn)劑0-1.0份;秋蘭姆或二硫代氨基甲酸鹽類促進(jìn)劑3.0-4.0份。硫化膠的壓縮永久變形小,耐熱性好,但強度低、焦燒安全性差,配方成本較高。
(二)、醌肟硫化體系
醌肟硫化體系能有效地硫化丁基橡膠。即使雙鍵最少的丁基橡膠也能有效的進(jìn)行硫化。
1、硫化機(jī)理
對醌二肟或?qū)?二苯甲酰苯醌二肟同丁基橡膠硫化時,先與氧或金屬氧化物反應(yīng)生成對二亞硝基苯,再與、異戊二烯單元的雙鍵進(jìn)行交聯(lián),形成C-N-C立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
2、硫化組分
由硫化劑、活化劑、促進(jìn)劑和防焦劑組成。
(1)、硫化劑 常用的有GMF和DBGMF。DBGMF的焦燒安全性較大。用量一般為2份(GMF)-6份(DBGMF)
(2)、活化劑 以氧化鋅為主,它可以改善硫化,提高硫化膠的耐熱性,但對焦燒有一定的負(fù)面影響。
(3)、促進(jìn)劑 常用氧化鉛、過氧化鉛、四氧化三鉛和DM。鉛類有污染膠料的傾向,一般不用于淺色膠料。淺色膠料采用DM。
(4)、防焦劑 常用二苯硫脲、十八烷基胺和二芐胺。
(三)、樹脂硫化體系
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