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橡膠的硫化體系與促進劑運用
橡膠的硫化體系包括硫化劑、促進劑和活性劑，一般來說橡膠的交聯(lián)密主要與橡膠的硫化劑 用量的大少有關(guān)，當然增加含有促進基團的促進劑用量也能以單硫鍵或雙硫鍵的形式來提高并聯(lián)密度，一般硫黃硫化體系中的促進劑用量較少，所以交聯(lián)密度的大小主要決定于硫黃的用量。橡膠技術(shù)咨詢網(wǎng)為廣大從事橡膠行業(yè)的朋友提供交流學習交易的平臺。
促進劑的作用是降低硫黃的交聯(lián)溫度、加快硫黃硫化速度，實際是起到催化劑的作用，不同類型的促進劑活化能不同，所以硫化的橡膠類型也不盡相同，如，EPDM、IIR因不飽和雙鍵少所以硫化速度慢，一般使用活性極強的二硫代胺基甲酸鹽類促進劑或秋蘭姆類為主促進劑，而不飽和雙鍵多的NR、IR、BR、SBR、NBR因硫化速度較快，一般使用噻唑類或次磺酰胺類促進劑為主促進劑。主促進劑的選擇一般都是一些含有硫化基團的酸性促進劑，硫化基團可以同時參與硫化反應(yīng)，有助于減少硫化膠中硫化后的網(wǎng)外物質(zhì)，以便減少噴霜現(xiàn)象。
主促進劑可以單用一種或二種以上，一般來說促進劑活性越強活化能越高，酸性越強，在使用兩種以上主促進劑時一定要主意它們的同步活化，活性強的主促進劑用量少些，活性稍弱的主促進劑用量多些，以便達到酸性平衡及同步活化的效果。
在高不飽和橡膠中的主硫化促進劑一般都是單用的，但有時為了使多種并用橡膠達到最佳的共硫化特性或需要設(shè)計出較長透導期的硫化體系時也有二種主促進劑并用。
在低不飽和橡膠EPDM、IR中一般都使用二種或二種以上的主促進劑，因為這兩種橡膠的硫化速度慢、促進劑在橡膠中的溶解度低，如單用促進劑用量肯定會大大增加，一需未反應(yīng)完的促進劑及反應(yīng)后的網(wǎng)外物質(zhì)會噴出表面形成了噴霜。在多種主促進劑并用時也一定要主意它們的同步活化，否則會使活化較靠后的另一種促進劑反應(yīng)不完置留在橡膠中，當硫化膠溫度下降或外界環(huán)境影響后仍會出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象。
副促進劑也叫第二促進劑一般主要是用于調(diào)節(jié)焦燒時間或活化能使用，在低不飽和橡膠中主要是用于調(diào)節(jié)焦燒時間而使用的，而在高不飽和橡膠中，不但用于調(diào)節(jié)焦燒時間，而且也能共同活化加快硫化速度，也有助于減少噴霜現(xiàn)象。一般在高不飽和橡膠的配方中設(shè)計時硫化體系時都使用副促進劑。
在硫化體系設(shè)計時有時也有使用第三促進劑，其實就是一種活化劑，在低不飽和橡中膠一般使用減性促進劑（如促進劑D），在高不飽和橡膠中也使用堿性促進劑，有時也使用活性較強的秋蘭姆類促進劑，一般用量很少，在主促進劑的10％左右，其目的是充分活化主促進劑，縮短熱硫化時間，又不到于影響太多的焦燒時間，有助于主促進劑的充分反應(yīng)，減少促進劑在橡膠中的置留。所以有時也會減少橡膠的噴霜現(xiàn)象。
活性劑氧化鋅、硬脂酸也是橡膠硫化體系重要的組成部份，氧化鋅、硬脂酸、促進劑、硫黃一起反應(yīng)生成了硫化反應(yīng)的先驅(qū)，鋅的絡(luò)合物（硫醇鹽），組成了一個活化硫化體系，不管是氧化鋅的含量不足或是硬脂酸的純度不高都會影響硫化反應(yīng)的先驅(qū)硫醇鹽的合成，使橡膠的交聯(lián)密度降低及未反應(yīng)的促進劑在橡膠中的置留置增多，從而橡膠會出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象。事實促進劑在橡膠中的溶解度在低溫未硫膠中總是超過橡膠的溶解度的，雖說促進劑在橡膠中的溶解度不高，但反應(yīng)中合成的硫醇鹽在橡膠中具有很高的溶解度。所以我們一般在橡膠硫化工藝時，欠硫會造成噴霜也就是這個原因。-在橡膠配方中有時促進劑加入佷多同樣不會出現(xiàn)噴霜，有時促進劑加入很少時也會出現(xiàn)噴霜，這是橡膠加工單位經(jīng)常出現(xiàn)的問題，這與硫化體系的搭配合理性是分不開的，一個由硫黃、促進劑、氧化鋅、硬脂酸搭配而成的硫化體系的反應(yīng)平衡性是非常重要的，過多的硫黃過少的促進劑的配合體系會使硫黃殘存，而出現(xiàn)噴硫現(xiàn)象。過多的促進劑過少的硫黃也會使體系中的促進劑反應(yīng)不完，載硫體會分解出一部分活性硫，在使用相當量的載硫體硫化時，硫黃用量應(yīng)適量減少，所以高溫高促快速硫化體系搭配平衡時，不管是硫黃還是促進劑的用量遠遠超過了橡膠的溶解度，而制作的產(chǎn)品照樣不會噴霜。多種促進劑搭配活化點不平衡會使其中的一種促進劑反應(yīng)不全，置留增多產(chǎn)生噴霜，所以一些低不飽和橡膠因促進劑用量大硫黃用量少反應(yīng)不平衡，網(wǎng)絡(luò)中置留多最易噴霜在設(shè)計硫化體系時一定要從整個體系工藝性能各個方面考慮，特別是在設(shè)計EPDM、IIR硫黃硫化體系時，不但要考慮先用在橡膠中溶解度大的促進劑品種，而且還要考慮硫黃與促進劑的使用比例、不同活性促進劑的并用比例，活化劑的用量及氧化性的分散性等因素。應(yīng)盡量減少硫化膠在反應(yīng)后以促進劑的形式在橡膠中的置留。
加快硫化反應(yīng)速度不是靠提高溫度來調(diào)節(jié)的，而是靠促進劑的不同品種合理搭配來加快的。一些高不飽和橡膠的硫化速度可以從幾十秒到幾小時任意調(diào)節(jié)，照樣不會出現(xiàn)任何如噴霜等問題。促進劑的品種選擇并不是固定地選擇，只要滿足工藝物性要求，有時可以搭配出多種組合都能滿中要求，所以很多的選擇有時秉承了工藝師的習慣。
硫化促時劑的選擇有時還要根據(jù)工藝、設(shè)備、模具等因素而定，因為環(huán)境、溫度、硫化時間的不穩(wěn)定都會造成產(chǎn)品的過硫、欠硫等諸多不利因素的影響，此時應(yīng)選用硫化平坦性較好的硫化促進劑為主促進劑。有時還要考慮透明度或變色等情況，應(yīng)選用高溫不易變色的促進劑。-在選用促進劑時及選擇硫化時間時，不但要考慮促進劑的品種對橡膠物理性能的影響而且還要適當控制硫化速度，因為過快的硫化反應(yīng)速度會增加橡膠內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)分子鏈的斷裂，對制品的老化性能是極度不利的。(橡膠技術(shù)網(wǎng)為廣大從事橡膠行業(yè)的朋友提供交流學習交易的平臺)
一般促進劑含硫化基團的品種在反應(yīng)后都會生成單硫鍵或雙硫鍵，其硫化物是大多是一種氫過氧化物分解劑，在含酚類或胺類防老劑的配方中是有加和效應(yīng)的，是有利于提高橡膠的抗老化性能的。但一些不含硫化基團的促進劑，特別是堿性促進劑會催化橡膠老化，在使橡膠的硫化體系包括硫化劑、促進劑和活性劑，一般來說橡膠的交聯(lián)密主要與橡膠的硫化劑用量的大少有關(guān)，當然增加含有促進基團的促進劑用量也能以單硫鍵或雙硫鍵的形式來提高并聯(lián)密度，一般硫黃硫化體系中的促進劑用量較少，所以交聯(lián)密度的大小主要決定于硫黃的用量。橡膠技術(shù)咨詢網(wǎng)為廣大從事橡膠行業(yè)的朋友提供交流學習交易的平臺。3 o, b* p+促進劑的作用是降低硫黃的交聯(lián)溫度、加快硫黃硫化速度，實際是起到催化劑的作用，不同類型的促進劑活化能不同，所以硫化的橡膠類型也不盡相同，如，EPDM、IIR因不飽和雙鍵少所以硫化速度慢，一般使用活性極強的二硫代胺基甲酸鹽類促進劑或秋蘭姆類為主促進劑，而不飽和雙鍵多的NR、IR、BR、SBR、NBR因硫化速度較快，一般使用噻唑類或次磺酰胺類促進劑為主促進劑。主促進劑的選擇一般都是一些含有硫化基團的酸性促進劑，硫化基團可以同時參與硫化反應(yīng)，有助于減少硫化膠中硫化后的網(wǎng)外物質(zhì)，以便減少噴霜現(xiàn)象。
主促進劑可以單用一種或二種以上，一般來說促進劑活性越強活化能越高，酸性越強，在使用兩種以上主促進劑時一定要主意它們的同步活化，活性強的主促進劑用量少些，活性稍弱的主促進劑用量多些，以便達到酸性平衡及同步活化的效果。
在高不飽和橡膠中的主硫化促進劑一般都是單用的，但有時為了使多種并用橡膠達到最佳的共硫化特性或需要設(shè)計出較長透導期的硫化體系時也有二種主促進劑并用。
在低不飽和橡膠EPDM、IR中一般都使用二種或二種以上的主促進劑，因為這兩種橡膠的硫化速度慢、促進劑在橡膠中的溶解度低，如單用促進劑用量肯定會大大增加，一需未反應(yīng)完的促進劑及反應(yīng)后的網(wǎng)外物質(zhì)會噴出表面形成了噴霜。在多種主促進劑并用時也一定要主意它們的同步活化，否則會使活化較靠后的另一種促進劑反應(yīng)不完置留在橡膠中，當硫化膠溫度下降或外界環(huán)境影響后仍會出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象。
副促進劑也叫第二促進劑一般主要是用于調(diào)節(jié)焦燒時間或活化能使用，在低不飽和橡膠中主要是用于調(diào)節(jié)焦燒時間而使用的，而在高不飽和橡膠中，不但用于調(diào)節(jié)焦燒時間，而且也能共同活化加快硫化速度，也有助于減少噴霜現(xiàn)象。一般在高不飽和橡膠的配方中設(shè)計時硫化體系時都使用副促進劑。
在硫化體系設(shè)計時有時也有使用第三促進劑，其實就是一種活化劑，在低不飽和橡中膠一般使用減性促進劑（如促進劑D），在高不飽和橡膠中也使用堿性促進劑，有時也使用活性較強的秋蘭姆類促進劑，一般用量很少，在主促進劑的10％左右，其目的是充分活化主促進劑，縮短熱硫化時間，又不到于影響太多的焦燒時間，有助于主促進劑的充分反應(yīng)，減少促進劑在橡膠中的置留。所以有時也會減少橡膠的噴霜現(xiàn)象。
活性劑氧化鋅、硬脂酸也是橡膠硫化體系重要的組成部份，氧化鋅、硬脂酸、促進劑、硫黃一起反應(yīng)生成了硫化反應(yīng)的先驅(qū)，鋅的絡(luò)合物（硫醇鹽），組成了一個活化硫化體系，不管是氧化鋅的含量不足或是硬脂酸的純度不高都會影響硫化反應(yīng)的先驅(qū)硫醇鹽的合成，使橡膠的交聯(lián)密度降低及未反應(yīng)的促進劑在橡膠中的置留置增多，從而橡膠會出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象。事實促進劑在橡膠中的溶解度在低溫未硫膠中總是超過橡膠的溶解度的，雖說促進劑在橡膠中的溶解度不高，但反應(yīng)中合成的硫醇鹽在橡膠中具有很高的溶解度。所以我們一般在橡膠硫化工藝時，欠硫會造成噴霜也就是這個原因。-在橡膠配方中有時促進劑加入佷多同樣不會出現(xiàn)噴霜，有時促進劑加入很少時也會出現(xiàn)噴霜，這是橡膠加工單位經(jīng)常出現(xiàn)的問題，這與硫化體系的搭配合理性是分不開的，一個由硫黃、促進劑、氧化鋅、硬脂酸搭配而成的硫化體系的反應(yīng)平衡性是非常重要的，過多的硫黃過少的促進劑的配合體系會使硫黃殘存，而出現(xiàn)噴硫現(xiàn)象。過多的促進劑過少的硫黃也會使體系中的促進劑反應(yīng)不完，載硫體會分解出一部分活性硫，在使用相當量的載硫體硫化時，硫黃用量應(yīng)適量減少，所以高溫高促快速硫化體系搭配平衡時，不管是硫黃還是促進劑的用量遠遠超過了橡膠的溶解度，而制作的產(chǎn)品照樣不會噴霜。多種促進劑搭配活化點不平衡會使其中的一種促進劑反應(yīng)不全，置留增多產(chǎn)生噴霜，所以一些低不飽和橡膠因促進劑用量大硫黃用量少反應(yīng)不平衡，網(wǎng)絡(luò)中置留多最易噴霜在設(shè)計硫化體系時一定要從整個體系工藝性能各個方面考慮，特別是在設(shè)計EPDM、IIR硫黃硫化體系時，不但要考慮先用在橡膠中溶解度大的促進劑品種，而且還要考慮硫黃與促進劑的使用比例、不同活性促進劑的并用比例，活化劑的用量及氧化性的分散性等因素。應(yīng)盡量減少硫化膠在反應(yīng)后以促進劑的形式在橡膠中的置留。
加快硫化反應(yīng)速度不是靠提高溫度來調(diào)節(jié)的，而是靠促進劑的不同品種合理搭配來加快的。一些高不飽和橡膠的硫化速度可以從幾十秒到幾小時任意調(diào)節(jié)，照樣不會出現(xiàn)任何如噴霜等問題。促進劑的品種選擇并不是固定地選擇，只要滿足工藝物性要求，有時可以搭配出多種組合都能滿中要求，所以很多的選擇有時秉承了工藝師的習慣。
硫化促時劑的選擇有時還要根據(jù)工藝、設(shè)備、模具等因素而定，因為環(huán)境、溫度、硫化時間的不穩(wěn)定都會造成產(chǎn)品的過硫、欠硫等諸多不利因素的影響，此時應(yīng)選用硫化平坦性較好的硫化促進劑為主促進劑。有時還要考慮透明度或變色等情況，應(yīng)選用高溫不易變色的促進劑。-在選用促進劑時及選擇硫化時間時，不但要考慮促進劑的品種對橡膠物理性能的影響而且還要適當控制硫化速度，因為過快的硫化反應(yīng)速度會增加橡膠內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)分子鏈的斷裂，對制品的老化性能是極度不利的。橡膠技術(shù)咨詢網(wǎng)為廣大從事橡膠行業(yè)的朋友提供交流學習交易的平臺。
一般促進劑含硫化基團的品種在反應(yīng)后都會生成單硫鍵或雙硫鍵，其硫化物是大多是一種氫過氧化物分解劑，在含酚類或胺類防老劑的配方中是有加和效應(yīng)的，是有利于提高橡膠的抗老化性能的。但一些不含硫化基團的促進劑，特別是堿性促進劑會催化橡膠老化，在使用時要注意不能過量。
在使用一些墮性無機填料時，由于其呈酸性或表面的羥基團吸附橡膠分子，使橡膠的硫速度減慢，那么在設(shè)計配方時不應(yīng)該用增加促進劑的方式來加快硫化速度，而應(yīng)該添加一些堿性的表面的改性劑如PEG、DEG之類的活性劑，來提高硫化速度。
在使用白炭黑膠料時，DEG、PEG之類活性劑同時也是噻唑類、次磺酰胺促進劑的活性劑，成熟的工藝師有時也可以用它們來調(diào)節(jié)硫化體系的活人能。以降低促進劑的用量。
在設(shè)計配方時要充分考慮各種配合劑對橡膠硫化速度的影響，一般酸性的配合劑容易分解活性較強的促進劑，同時也會抑制促進劑的活化能。使橡膠的硫化速度減慢，在設(shè)計或調(diào)試硫化體系時應(yīng)該加以注意。活性劑氧化鋅、硬脂酸還與使用量還與補強劑的結(jié)構(gòu)、比表面積有關(guān)，相對來說結(jié)構(gòu)越高，比表越大對氧化鋅的分散越難，硬脂酸的用量應(yīng)適量增加，開煉機混煉時相對要比密煉機的分散性差，也應(yīng)適當增加硬脂酸的用量。
總之硫化體系的設(shè)計也必須從整個配方及物性角度來考慮，促進劑活性劑之間的用相互活化關(guān)系是非常重要的，特別是兩以上主促進劑并用時一定多做綜合硫變試驗。以確保橡膠的硫化體系的活化能。用時要注意不能過量。
在使用一些惰性無機填料時，由于其呈酸性或表面的羥基團吸附橡膠分子，使橡膠的硫速度減慢，那么在設(shè)計配方時不應(yīng)該用增加促進劑的方式來加快硫化速度，而應(yīng)該添加一些堿性的表面的改性劑如PEG、DEG之類的活性劑，來提高硫化速度。
在使用白炭黑膠料時，DEG、PEG之類活性劑同時也是噻唑類、次磺酰胺促進劑的活性劑，成熟的工藝師有時也可以用它們來調(diào)節(jié)硫化體系的活人能。以降低促進劑的用量。
在設(shè)計配方時要充分考慮各種配合劑對橡膠硫化速度的影響，一般酸性的配合劑容易分解活性較強的促進劑，同時也會抑制促進劑的活化能。使橡膠的硫化速度減慢，在設(shè)計或調(diào)試硫化體系時應(yīng)該加以注意。活性劑氧化鋅、硬脂酸還與使用量還與補強劑的結(jié)構(gòu)、比表面積有關(guān)，相對來說結(jié)構(gòu)越高，比表越大對氧化鋅的分散越難，硬脂酸的用量應(yīng)適量增加，開煉機混煉時相對要比密煉機的分散性差，也應(yīng)適當增加硬脂酸的用量。
總之硫化體系的設(shè)計也必須從整個配方及物性角度來考慮，促進劑活性劑之間的用相互活化關(guān)系是非常重要的，特別是兩以上主促進劑并用時一定多做綜合硫變試驗。以確保橡膠的硫化體系的活化能。
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