特種橡膠材料的加工與配合助劑
CSM分子中含有產生老化的活性點很少,因此不添加防老劑也可以獲得相當好的耐老化性能,但是為了得當更優異的耐熱、耐候性,一般要添加防老劑,通常可以選用防老劑有,如防老劑NBC(二丁基二硫代氨基甲酸鎳)、防老劑$00(4,4’ —亞丁基雙(3—甲基—6—叔丁基苯酚)等。
為了防止CSM加工時膠料出現粘輥現象,一般可以添加微晶蠟、低分子量聚乙烯、聚乙二醇、硬脂酸、聚丁二烯和脂肪酸酯等。CSM是一種難以加工的合成橡膠,該膠的混煉膠在焦燒、粘輥及污染模具等方面都存在很多問題,特別是焦燒問題,不僅受溫度影響,而且濕度也會促進其早期交聯,因此貯存混煉膠時候一定要特別注意溫度和濕度問題,另外在CSM硫化特別是注射成型等高溫硫化過程中模具污染和腐蝕及產生游離氯和二氧化硫都要特別引起注意。
2.4 氯化聚乙烯
氯化聚乙烯簡稱CPE,根據含氯量不同,具有從軟塑料、彈性塑料、相交彈性體和涂料樹脂的聚合物,橡膠型氯化聚乙烯簡稱CM,近年來我國CPE產能增長迅猛,2005年我國CPE生產能力猛增至35萬t/a左右,其中CM生產能力約為3萬t/a,產不足需,發展前景較好。
硫化劑,CPE彈性體的分子結構飽和,與仲碳原子鍵合的氯原子不具備高反應活性,因而CPE的化學活性低,其硫化體系有限,通常采用過氧化物、胺類、硫脲類及三嗪類四種硫化體系。采用過氧化物作為硫化劑時,一般會與多官能團單體(作為共交聯劑)并用,常用的共交聯劑有:二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、三甲基丙烯酸三羥甲基丙酯、氰尿酸三烯丙酯等。胺類一般選用已二酸六次甲基二胺鹽和癸二酸六次甲基二胺鹽等。硫脲硫化體系,一般選用乙烯基硫脲。三嗪類硫化體系,如三硫代三聚異氰酸,一般不單用,需配用促進劑。
穩定劑,CPE與聚氯乙烯一樣,在光和熱作用下會析出氯化氫,因而需要采用PVC穩定劑作為CPE的穩定劑,如有機磷酸酯、硬脂酸鹽等。
增塑劑,當采用過氧化物硫化體系時,增塑劑可用氯化石蠟、已二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、環氧大豆油及低芳烴的石蠟油;而對于用胺和硫脲、硫磺作為硫化劑時候,則采用硬脂酸、石油芳烴類增塑劑。
` 填充劑,除過氧化物硫化的膠料應用堿性或中性填料外,通常的填充劑如碳酸鈣、陶土、炭黑和高嶺土;對于淺色膠料,可用硅酸鎂、白炭黑等。一般采用高耐磨炭黑、噴霧炭黑與碳酸鈣并用作為CPE彈性體的填充體系。
2.5 氫化丁腈橡膠
氫化丁腈橡膠簡稱HNBR,是丁腈橡膠(NBR)改性產品,不僅保留了丁腈橡膠優良耐油性和耐化學藥品性,而且耐寒性和耐壓縮永久變形性明顯增加,目前在汽車工業、航空航天工業等領域應用快速增長,目前國內蘭化公司有生產裝置。
HNBR用的硫化劑與NBR一樣,可使用硫黃和過氧化物,過氧化物一般選擇PetroximonF—40[1,3—雙(間苯撐雙馬來酰亞胺)];促進劑為HVA—2(間苯撐雙馬來酰亞胺)。可是,用硫黃硫化時因聚合物的主鏈中需含有雙鍵,所以在氫化率低于95%的HNBR中使用受到了限制。對于氫化率在95%以上的HNBR,即使進行硫黃硫化也難以獲得具有足夠橡膠彈性的制品。氫化率高的HNBR必須進行過氧化物硫化。與NBR相比,通常因HNBR難以提高交聯密度,所以過氧化物的用量也必須為NBR用量的約3-5倍。同時,為提高交聯效率,將三羥甲基丙烷、三甲基丙烯酸酯(TMPT)或異氰尿酸三烯丙酯(TAIC)等多功能單體作為共交聯劑進行并用是非常有效的。可是,添加TMPT時存在有膠料焦燒的問題,因此必須注意對加工溫度和成型溫度的控制。與硫黃硫化相比,因過氧化物硫化的耐熱性和壓縮永久變形優良,所以多數是用于模壓制品的硫化。
HNBR常用的?抗氧劑為ZMTI(VulkanoxMB2),化學名稱為甲基苯并咪唑鋅鹽;增塑劑是高分子量、低揮發性的TOTM(三辛基偏苯酸酯)和TINTM(三異壬基偏苯三酸酯) 等;據報資料報道在HNBR中摻合聚甲基丙烯酸鋅,其強度和耐久性更好。除此之外HNBR其他配合劑種類有,黑和白炭黑等補強填充劑;有機脂肪酸等加工助劑;用于改善加工性能和給予耐寒性的增塑劑;用于發送耐熱性和耐臭氧性的防老劑;硫黃硫化時作為硫化助劑的金屬氧化物等。
3 結束語
隨著我國汽車、電子電氣、航空航天、建筑工業的快速發展,對特種橡膠的數量、品種和性能提出更高的要求,近年來我國特種橡膠產能增長迅猛,但是品種單一牌號少;產品質量不穩定、環保壓力比較大;專用的配合劑比較少,基本使用傳統的防促劑和加工助劑,對提高特種橡膠及其制品質量十分不利;因此今后國內在完善特種橡膠合成技術的同時,要加快特種橡膠應用技術和助劑配合等方面研究,生產出更多更好的特種橡膠制品滿足國內市場的需求。
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