橡膠製品常用硫化劑:硫磺的分類
在化工之中橡塑這個行業算是大型行業,而橡膠也更是我們不可缺失的重要物質,作用於任何行業領域與工具用品上麵,橡膠的分類也是所有橡塑產品之中最多品種之一,自然加工方式也不簡單,一款橡膠製品之中可以添加幾十種配方來達到性能效果,所以橡膠硫化劑也隻重要物質之一,不同的橡膠品種不同的硫化方法你都了解過了嗎?
1、粉末硫黃
將塊狀硫黃、經過粉碎、脫酸等處理後可得到硫黃粉末。用於橡膠工業中的粉末硫黃的細度在200目以下,特殊情況也有用600目左右者。
2、沉降硫黃
將硫黃與氫氧化鈣共同加熱,生成多硫化鈣化合物,再加入稀硫酸使硫黃沉降出來。這種硫黃的平均粒徑為l~5微米,故在橡膠中分散性極好,用於製造高級橡膠製品。
3、膠體硫黃(高分散性硫黃)
在分散劑存在下,將粉末硫黃或沉降硫黃於球磨機或膠體磨中研磨,製成粘稠狀物,再經幹燥、粉碎製成粒徑為l~3微米的膠體硫黃。這種硫黃適用於乳膠製品的生產。
4、表麵處理硫磺
在硫黃粒子表麵上包覆一層油類或聚異丁烯等物質,以免硫黃粒子被其它配合劑所包圍,有利於分散。采用2.5%的油類與硫黃製成膏劑,分散效果也很好。
5、不溶性硫黃
結晶狀硫黃加熱至200~250℃的熔融狀態,在20℃低溫下急速冷卻即得到透明彈性體。這就是用S8n表示的鏈狀“高分子”硫黃。
各種硫磺硫化體係
一、普通硫磺硫化體係
普通硫化體係(ConventionalVulcanization簡稱CV),是指二烯類橡膠的通常硫黃用量範圍的硫化係統,可製得軟質高彈性硫化膠。各種橡膠製品的CV體係如下表所示。
不同橡膠產品,由於不飽和度、成分和結構的差異,CV係統中的硫黃用量、促進劑品種及用量都有差異。天然橡膠是高順式、高不飽和度的橡膠,含有不少天然軟化劑及氮堿成分,對橡膠活化、促進硫化有一定作用、硫化速度比較快,所以硫化劑用量較其他橡膠高、促進劑用量又比其他橡膠低。一般說來。合成橡膠的不飽和度比天然橡膠低,故相應的硫黃用量也低,且合成矽橡膠產品中殘存的脂肪酸皂類能顯著降低硫化速度。因此適當增加促進劑用量,提高硫化速度是必要的。對不飽和度極低的橡膠,例如IIR、EPDM,其硫化速度較慢,硫黃用量一般較低,一般為1.5-2份。並使用高效快速的硫化促進劑如秋蘭姆類TMID、
TM及二硫代氦基甲酸鹽類作主促進劑,噻吩類為副促進劑。
普通的硫黃硫化體係得到的硫化膠網絡大多含有多硫交聯鍵,具有高度的主鏈改性:硫化膠具有良好的初始疲勞性能。在室溫條件下,具有優良的動靜態性能。它最大缺點是不耐熱氧老化。硫化膠不能在較高溫度下長期使用。
二、有效硫化和半硫化體係
所謂有效硫化體係(EfficientVulcaniztion)簡稱EV,半有效硫化體係(Semi-EfficientVulcaniztion)簡稱Semi-EV(SEV),實際指硫黃在硫化反應中的交聯有效程度的高低。
EV和SemiEV的含義
為了提高硫黃在硫化過程中的有效性,一般采取下列二種方法:
1、提高促進劑用量、降低硫黃用量。這種高促/低琉配合體係中。硫黃0.3~0.5份。
2、采用無硫配合,即硫黃給予體的配合。例如采TMTD或DTDM的配合。
以上二種硫化體係的硫化膠網絡中,單硫交聯鍵和雙硫交聯鍵占絕對優勢,即90%以上,網絡具有極少主鏈改性,這種硫化體係稱為EV硫化體係。
三、高溫硫化體係
為了提高生產效率,橡膠工業自動化聯動化巳成為一個必然趨向,因此高溫快速硫化也被廣為采用。例如注射硫化、電纜連續硫化和超高頻硫化都是建立在高溫快速硫化的基礎上。所謂高溫硫化就是指溫度在180~240℃下的硫化,比傳統的硫化溫度140~150℃高得多。根據硫化溫度效應的硫化溫度係數變化範圍在1.8~2.5之內,則每升高溫度10℃,硫化時間約可縮短一半,大大提高了生產效率。但硫化溫度升高時,硫化膠的物理機械性能,如拉伸強度、彈性模量、扯斷伸長率、硬度、回彈性都會降低。這和高溫硫化時,交聯密度下降有關。
四、平衡硫化體係
不飽和的二烯類橡膠,特別是天然橡膠的普通硫黃硫化體係硫化膠,不耐熱氧老化,會產生嚴重的硫化返原現象,導致產品的動態性能急劇下降,影響輪胎等製品的使用壽命。雖然有效硫化體係能克服普通硫化體係的某些缺點,但都無法消除硫化膠的硫化返原性。1977年,S.woff用Si69[雙(三乙氧基甲矽烷基丙基)]四硫化物在與琉黃、促進劑等摩爾比條件下使硫化膠的交聯密度處於動態常量狀態,把硫化返原降低到最低程度或消除了返原現象。這種硫化體係稱為平衡硫化體係(EquilibrlumCure,簡稱EC)。平衡硫化體係即EC的硫化膠與CV不同之處是在較長硫化周期內,交聯密度是恒定的,因而具有優良的耐熱老化性能和耐疲勞性能。
平衡硫化體係的膠料具有高強高、高抗撕性、耐熱氧、抗硫化返原、耐動態疲勞性和生熱低等優點,因此它在長壽命動態疲勞製品和巨型工程輪胎、大型欢迎您 製造等方麵有重要應用。