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橡胶制品加工常用助剂详解
时间:2017-11-24 09:01 点击:

1、橡胶硫化体系助剂 
在橡胶工业中,习惯把使用目的相同或相关(related)的助剂合称为体系。例如,把硫化剂、硫化促进剂、活性剂及防焦剂统称为硫化体系,因为它们都与硫化有关。
硫化剂包括硫、硒、碲、含硫化合物、有机过氧化物、醌类化合物、胺类化合物、树脂类、金属氧化物和其它硫化剂;硫化促进剂包括二硫代氨基甲酸盐、黄原酸盐、秋兰姆、噻唑类、次磺酰胺、胺和醛胺缩合物、胍类、硫脲类;活化剂包括氧化锌、氧化镁、硬脂酸等。
所谓橡胶硫化,就是把具有塑性的胶料转变成为具有弹性的硫化胶的过程,即橡胶分子链在化学或物理因素的作用下产生化学交联作用,变成空间网状结构。凡能引起橡胶产生交联作用的化学药品都可称之为硫化剂。
硫黄是其中最常用的一种。用纯硫硫化的硫化胶不仅交联效率和交联密度很低,而且物理机械性能差,所以在胶料配方中一般很少使用纯硫体系。
采用的是一些有机多硫化物以及有机过氧化物。这些硫化剂的使用可以使胶料具有一些优良的特殊性能,如耐热性、耐老化性等。
另外还采用一些合成树脂类物质。硫化剂能将线型的橡胶分子交联成网状结构。
在使用硫黄作硫化剂时,通常要配合一些化学药品来促进其硫化反应,从而提高生产工作效率和胶料性能。能促进硫化作用的化学药品称为硫化促进剂。
硫化促进剂常用的品种有:硫化促进剂
  M、D
  M、M
  Z、O
  Z、NOB
  S、D
  Z、T
  T、TMTT等。目前较好的硫化促进剂为季磷盐类,如1-邻苯二甲酰亚胺基酸基-4-丁基三苯基磷溴化物、双亚胺氯化物、三苯基苄基氯化磷等,用量一般为0.4~0.7 份。当然也可以使用复合硫化促进剂,除季磷盐外还可以添加季铵盐(R4NX)类,如四丁基苯并噻唑基硫化铵、双肉桂丙撑二胺等。硫化促进剂能缩短硫化时间、降低硫化温度、减少硫黄用量。噻唑类和次磺酰胺类是硫化促进剂的主体,约占其总量的70%~75%。
凡能增加硫化促进剂的活性,提高硫化效率,改善硫化胶性能的化学药品称为活性剂,常用的有氧化锌、氧化镁、氧化钙、硬脂酸等。
为了防止胶料在加工过程中出现早期硫化现象,常常需要加入一些能抑制产生早期硫化的化学药品,即防焦剂,但防焦剂的加入会使硫化速度减慢,导致硫化胶性能变坏,再加上价格昂贵,所以,在一般情况下很少使用。
抗硫化返原剂是国内外最新的一类助剂,专门用来提高硫化橡胶(Rubber)的抗硫化返原性。抗硫化返原剂既可看作是硫化体系的新助剂,也可以看作是防老化体系的新助剂,它具有保护硫化网络稳定(wěn dìng)、提高制品耐热氧稳定性和保持普通硫化体系和半有效硫化体系良好动态性能的优点。
2、橡胶(Rubber)防护体系助剂 
橡胶或橡胶制品在加工、储存和使用过程中受到各种外界因素的影响,会逐渐失去原有的优良性能,以致最后丧失了使用价值,这种现象称之为橡胶老化。
橡胶发生老化的特征:一是在材料(Material)外观上发生变化,例如:出现材料变粘、变软、变硬、变脆、龟裂变形、污渍、长霉,出现斑点、裂纹、喷霜、粉化、泛白等;二是在物理性质上发生变化,例如:耐热、耐寒、透气、透光等性能的变化;三是在物理机械性能上发生变化,如扯断强度、伸长率、耐磨性、耐疲劳等;四是在电性能上发生变化。为了防止橡胶的老化变质,通常胶料中都要加入适量的防老剂,因此,凡是能抑制橡胶老化的化学药品都称为防老剂。
通常导致(cause)橡胶老化的因素主要有:热氧的作用、臭氧的作用、金属离子的作用、光的作用、机械力的作用等。在轮胎老化方面,由于轮胎在比较恶劣的使用条件下,特别是在机械力、热、光、臭氧同时存在的条件下,很快就会发生老化龟裂和疲劳老化。
橡胶(Rubber)防护体系助剂包括(bāo kuò)抗氧剂、抗臭氧剂、抗屈挠龟裂剂、光稳定(wěn dìng)剂、紫外光吸取剂、有害金属抑制剂、物理防老剂、防白蚁剂、防霉剂等。
防老剂主要有胺类、酚类、杂环类、亚磷酸酯类、防护蜡和阻燃剂等。胺类防老剂包括萘胺系、喹啉系、二苯胺系、对苯二胺系;酚类包括烃化单核酚、烃化双核酚、烃化多核酚;
其它防老剂还有杂环类、亚磷酸酯类;防护蜡包括(bāo kuò)微晶蜡和地蜡等;阻燃剂包括溴系、氯系、磷系和无机物。苯基萘胺类抗氧剂,如N-苯基-1-萘胺、N-苯基-2-萘胺性能较全面,用量大;对苯二胺类是最重要的防老剂,性能优异,其代表性品种有N-苯基-N′-异丙基对苯二胺、酮胺缩合物,如防老剂 BL
  E、RD,其抗热氧老化效果好,但抗挠曲老化作用较差。ca888亚洲城坝顶可以溢流,并可根据需要调节坝高,控制上游水位,以发挥灌溉、发电、航运、防洪、挡潮等效益。
常用的防老剂主要有R
  D、4010、4010N
  A、防老剂
  A、
  D、
  H、防老剂M
  B、防老剂DFC-34和物理防老剂防护蜡等。防老剂的品种不同,防护机理也不同,但总的来讲化学防老剂是防老剂本身参与橡胶分子的反应,生成一些比较稳定的化学结构,从而抑制或破坏橡胶在外界作用时的氧化裂解反应或者削弱氧化过程的反映程度而起到防止老化的作用,物理防老剂的加入会在橡胶表面形成一种保护薄膜,从而避免了橡胶与氧和超氧的接触,其本身并不参与化学反应。近年来各国对反应性防老剂的研究开发非常重视,就是因为采用反应性防老剂的硫化胶具有突出的耐久性。
3、橡胶工艺操作体系助剂 
橡胶(Rubber)加工助剂主要用于解决高粘度橡胶材料(Material)的成型或模压的基本工艺问题(Emerson),满足短时间低能耗高产出的工艺需求。橡胶加工工艺助剂可以增加经济效益。应用橡胶加工工艺助剂后,同等作业量可以减少混炼和挤出等工艺过程的作业时间;提高单位时间内的产出;使加工工艺稳定,产品合格率提高;改善产品的外观和内在质量,提高产品的档次。近年来,随着橡胶加工工艺助剂用量的不断增加,工艺助剂行业取得了长足发展。规模效益及市场竞争的结果使工艺助剂的价格大幅降低,从另一个侧面为橡胶加工工艺助剂的应用带来了可能。橡胶加工工艺助剂可以改善橡胶加工工艺,提高产品品质,使 ;高品质、低成本、高产出 ;的橡胶加工目标成为可能;对企业的经济效益会有较大的提高。
橡胶工艺操纵体系助剂包括(bāo kuò)塑解剂、增溶剂、增塑剂、软化剂、均匀剂、润滑剂、分散剂、增粘剂、润滑助剂、隔离剂、脱模剂等。重要的有增塑剂、分散剂、均匀剂、增粘剂、脱模剂和防焦剂。
塑解剂实际上是橡胶(Rubber)高分子链发生氧化降解的催化剂,所以也能对硫化胶的断链起促进作用,因而在再生胶生产中用作再生活化剂。橡胶水坝出现于50年代末,由高强度的织物合成纤维受力骨与合成橡胶构成,锚固在基础底板上,形成密封袋形,充入水或气,形成水坝。芳香族硫醇衍生物和芳香族二硫化物是塑解剂和再生活化剂的主要类别。
活化剂要求既能促进硫化反应,又能起到吸酸作用。常用的活化剂为氧化镁、氧化铅、氢氧化钙、氧化锌。通常高活性氧化镁可提高耐热性;氢氧化钙可提高抗压缩永久变形性;氧化锌可以改善耐水性能;氧化铅可以提高耐酸性。氢氧化钙用量一般为3~6 份,在多元醇硫化体系中选用6 份;高活性氧化镁用量为3 份;低活性氧化镁最高可以用到15 份。活化剂用量过高时胶料易起泡。
软化剂的作用是改善胶料塑性、降低胶料粘度、改善其他配合剂的分散性。在橡胶工业中,软化剂还包括范围更广泛的各种非溶剂型软化剂,如石油系软化剂、石油树脂、库马龙树脂、松焦油以及天然油脂的硫化油膏等。石油系软化剂的组成随原油的性质不同而异,分类方法也很复杂,按其分子结构分类可大体分为链烷油、环烷油和芳香油三类。石油系软化剂主要用于生产充油丁苯橡胶,此项用途约占石油软化剂的四分之三。
分散剂主要改善炭黑和其它粉料在橡胶中的分散性。能够缩短胶料混炼时间,分散剂作用:1、提高粉料在橡胶中的分散度,提高挤出速度,稳定(wěn dìng)挤出尺寸,降低挤出温度。2、促进粉料在橡胶中的分散,防止胶料早期焦烧和喷霜。
增塑剂能赋予胶料的柔软性和良好的加工性能,常采用与橡胶有良好相溶性的低挥发性液体或低溶点固体,如邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类以及低分子量的液体聚合物。橡胶水坝造价低。橡胶坝的造价与同规模的常规闸相比,一般可以减少投资30~70%,造价较低,这是橡胶坝的突出优点。
4、橡胶(Rubber)补强填充体系助剂 
补强剂和填充剂(又名填料、填加剂、填充物)在橡胶加工中形成了一个体系,总称为填料,意思就是填充橡胶分子间空隙的材料(Material)。在橡胶中加入一种物质后,可使硫化胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、模量、抗溶胀性等性能获得较大提高。凡具有这种作用的物质称为补强剂。填料是橡胶工业的主要原料之一,属粉体材料。填料用量相当大,几乎与橡胶本身用量相当,能赋与橡胶许多宝贵的性能。例如,大幅提高橡胶的力学性能,使橡胶具有磁性、导电性、阻燃性、彩色等特殊的性能;使橡胶具有好的加工性能,降低成本。在橡胶中加入填料能够提高橡胶的体积,降低橡胶制品的成本,改善胶料加工工艺性能,对橡胶制品性能几乎没有影响。
按填料在橡胶中的作用可分为补强性和增容性填料,前者主要作用是提高橡胶制品的物理机械性能,称为补强剂,如炭黑等;后者主要作用是增加橡胶的容积,降低含胶率,降低成本,称为填充剂或增容剂,如碳酸钙CaCO3、陶土等。炭黑有五大类型,40 余种的品种。常用品种有:超耐磨炉黑、中国足球协会超级联赛耐磨炉黑、高耐磨炉黑,通用炉黑。在炭黑粒子的表面有些活性很大的活性点,能与橡胶分子起化学作用,生成强固的化学键,这种化学键能沿着炭黑粒子表面滑动,最终产生两种补强效应:一是当橡胶受力作用时产生变形,分子链的滑动能吸取外力的冲击,起缓冲作用;二是使应力分布均匀。这两种效应的结果能使橡胶的强度增强,耐龟裂,从而起补强作用。另外,还有一种白炭黑,化学成分主要是含水硅酸和硅酸盐类物质,常用于制造浅色橡胶制品。
橡胶补强填充体系助剂包括炭黑、白炭黑、金属氧化物、无机盐、树脂等。主要有炭黑、白炭黑、无机补强剂和填充剂以及有机补强剂和填充剂。在典型的橡胶配方中,由于填充剂价廉易得,通常以大剂量添加到主体材料(Material)橡胶中,以其庞大的体积和用量增加胶料的体积和重量,从而降低胶料的单位(unit)成本。为此,选材时一般考虑天然矿材,经过加工打碎、研磨到一定细度后投入使用。
补强树脂又名补强增硬树脂,用在需要高硬度、高定伸以及因增加炭黑过多而较难生产的胶料中。橡胶水坝出现于50年代末,由高强度的织物合成纤维受力骨与合成橡胶构成,锚固在基础底板上,形成密封袋形,充入水或气,形成水坝。
5、橡胶粘合体系助剂 
在橡胶(Rubber)工业中,粘合是指橡胶与同质或异质材料表面相接触,靠范德华力的物理作用或键合力的化学作用所产生的结合。通常,把能够将材料相邻表面结合为一体的物质称作粘合剂。实际上,粘合和粘合剂是广义的概念,在叫法上就有胶粘剂、接合剂。
橡胶(Rubber)粘合体系助剂包括(bāo kuò)间-甲-白体系和钴盐体系粘合剂和胶粘剂,主要有间-甲-白体系、钴盐粘合增进剂、三嗪类粘合剂、浸渍粘合剂和胶粘剂。橡胶坝又称橡胶水闸,是用高强度合成纤维织物做受力骨架,内外涂敷橡胶作保护层,加工成胶布,再将其锚固于底板上成封闭状的坝袋,通过充排管路用水(气)将其充胀形成的袋式挡水坝。
子午线轮胎的生产实践表明,钢丝帘线与橡胶之间具有良好的初始粘合性能,但尚不能保证轮胎的使用性能与使用寿命,还要求在老化和腐蚀后橡胶与钢丝仍具有比较高的粘合保持率。在橡胶中加入橡胶粘合硫化促进剂,可在不同程度上改善橡胶与钢丝帘线间的粘合性能,因而橡胶粘合硫化促进剂已成为子午线轮胎生产中不可缺少的组分。
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