《活性剂（上）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《活性剂（上）（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、活性剂（上）z,兹勤南7臼庄蛋,方,霄7,适定砖l什界橡胶工业2000活性剂(上)(nChcnle).,3在自炭黑配方中,活性剂是针对白炭黑表面高活性的硅烷醇(Stlano1)与氧化锌或促进剂之间的反应而使用的白炭黑表面如被氧化锌或促进剂附着,会使硫化速度和补强效果下降.所以必须使用活性剂来改善硫化速度白炭黑是目前有色或浅色橡胶制品中被广泛使用的补强填充剂我们要探讨白炭黑的活性剂时.首先对白炭黑的特性要有概略的认识.一,白炭黑简介1.白炭黑成份:二氧化硅(SiO)是地球上最多,最安定的成份,约占59.一般常见的二氧化硅有很好的结晶性和高硬度而白炭黑系合成的非结晶型的二氧化硅,具有微细的单粒径,
2、因此可以有效地分散在橡胶中.2.白炭黑种类:(1)气相法白炭黑(Fumesilica):俗称无水白炭黑,含水量极低(<1.5)干式制法.产品有Aerosi,Cahosi等(2)沉淀法白炭黑(Precipitatingsilica)湿式制法,将二氧化硅(白砂)加碱溶解成硅酸钠(水玻璃).硅酸钠加酸中和.产生微粒子的二氧化硅沉淀,经过滤水沈一干燥后.即是白炭黑,含水量约6,产品有HISIL.VN3.ZEOSIL等.(3)一般用途1.因具有微小粒子一一在橡胶中具有优良的补强功效.2.因具有低折射率在橡胶中容易着色或呈现透明.3.因具有高吸油性在橡胶中可当作载体.二,白炭黑特性1.单粒程目前橡胶
3、工业使用的填充剂可区分为:(1)具有补强作用的补强填充剂(如白炭黑,炭黑等).(2)没有补强作用的惰性填充剂(如碳酸钙,陶土)等根据其粒径大小有其相对的补强性一般而言,补强效果因粒径小,比表面积大而增强.为什么粒径会影响补强效果呢?圜胶料分子链通常以不规则的状态存在,呈现高拉伸力和抗撕力,当补强剂混入胶料中,胶料的分子链附着于补强剂表面,为使粒子间变成整齐排列而损失部份伸长率白炭黑因具有很大的比表面积和表面活性.所以能使橡胶的分子链作有效的附着,达到最大的补强效果.2.表面活性表面活性是补强剂的第二个主要特性.它会影响到补强剂与橡胶两者之间所产生的键合是否强而有力.根据其几何上最小粒径的要求,
4、同样亦须有更强的键合来抵抗变形力.白炭黑表面附有许多硅烷(SOH)和游离水份,对白炭黑表面进行处理,除去游离水份,或使水份在高温下挥发,虽可使白炭黑与橡胶更紧密地结合,明显改善物理机械性能,增加耐磨性;但也会使氧化锌与促进剂更容易附着于白炭黑表面,减少白炭黑与橡胶的键合,进而降低补强效果所以.如何选用良好的活性剂来取代部分水份附着于白炭黑表面,提高硫化速度,改善物理机械性能.是橡胶配料中所必要的.三,活性剂的功用1.避免氧化锌与促进剂被白炭黑吸附而影响硫化速度.第27卷第5期活性剂(上)?3?2.增加PH值,白炭黑PH值约在5.87.32_间带微酸性3.活化白炭黑表面,增加白炭黑与橡胶的键合,
5、改善物理机械性能四,活性剂的种类活性剂依其化学组成不同区分为:1.无机活性剂:金属氧化物,金属碳酸盐(如氧化锌,碳酸锌,氧化镁等).2.有机活性剂:醇类,胺类,尿素衍生物及其它化合物等.3.其他:如偶联剂(Silane)等.偶联剂目前在含白炭黑橡腔制品中广泛被用来提高物理机械性能,尤其是改善耐磨性,使使用白炭黑能达到使用炭黑一样的耐磨效果但使用偶联剂易造成焦烧(scorch),如何合理使用偶联剂来改善耐磨,又不易造成焦烧,必须选择适当的活性剂来配台使用五,活性剂活化速度比较由图一配方中使用不同活性DEG,PEG,RHEN0FIT1987,RHENOFIT3555各4份和不用活化剂,做活化速度比
6、较:一活化速度RHENOFIT3555>DEO>PEG4000>RHENOFIT1987>不用胺类的RHENOFIT3555活化效果撮快,但相对易造成焦烧(scorch)DEG活化效果欠佳.但DEG是液体.操作不便,易吸收水份.降低活化效果.在班佰里密炼机里打料时,于高温下易挥发.影响活化效果,且有刺激味,用量过多易造成喷霜.一PEG4000:其活化速度第三,固体状,易操作,日趋被普遍使用.但用量过多也会有喷霜现象RHENoFIT1987:虽然活化速度没有AMINE,DEG,PEG快,但硫化曲线平坦.不易焦烧,未硫化胶储存多日亦不会有焦烧(scorch)现象.又不会有喷
7、霜(frosting)现象,是一种安全又有效的活化剂.与醇类DEG,PEG配合使用,效果更佳六,活性剂对胶料喷霜(FROSTING)的影响图二配方中使用不同的活化荆4份和不用活性剂圈一天拣橡破肛丁檬陂VulkasiIS氧化锌环烷袖26双叔丁基一对甲(苯)酚门【ilux654(莱菌蜻)硬脂酸AktiplasT蓁菌塑抒)魂醇基苯并嘻唑二硫化硫薛暮苯并唾唑四甲基.硫化社兰坶硫黄活化鹅O000058O550320叩帕?4?世界橡胶工业2000无活化剂剧烈喷帮二甘醇上量喷霜圄2活性剂对喷霜效果的影响硫化条件l4l.C10存放于室温下6年.其结果如下:一含活化剂2009,活化剂2642,活化剂1987,活
8、化剂3555硫化胶并没有喷霜现象一含活化剂B者有轻微喷霜现象.一不用活性剂者有喷霜现象.一二甘醇类有严重的喷霜现象.硫化橡胶于室温下放置6年后的外观TestCompoundLightCrepe(白绉片)100Stearicacid(硬脂酸)lVulkasil-S6OZincOxideActive(活性氧化锌)1Sulphur(硫黄)2.5VulkacitF(二硫化二苯并噻唑)25VulkacitThiuramf二硫化四甲基秋兰姆)o.25Activator(活性剂)4在平板上于14l.c下硫化l0分钟七,活性剂优缺点比较竺f竺:状i明制品:高;I焦烧I活性稍低易焦烧lI八,针对含白炭黑橡胶制品
9、中较常用的活性别二甘醇,聚乙二醇,RHEOFIT1987,RHENOFI3555,做以下试验比较与探讨:=一一一一第27卷第5期活性剂(上)?5?】.I)EG:二甘醇无臭透明粘稠液体.有吸湿性,带甜昧比重1.171.170,凝固点6.5.C,蒸馏范围230.C无分馏物.至240.C不超过20.闪点290C溶于乙醇,醚,丙酮,乙二醇及水;不溶于苯,四氯化碳天然橡胶,合成橡胶,乳胶之辅助促进剂,增塑剂,软化剂,增强剂.和二氧化硅并用有活化作用,为白嵌黑等白色补强剂,填充剂之活性剂2.PEG:聚乙二醇水溶性蜡状物质或粉末.PEG3350与PEG4000为片状或针状固体.一相对密度l_212,熔点55
10、6rc,闪点270C.白炭黑活性剂.可用于模压制品.0.RHENoFIr1987(德国莱茵化学)白色粉末,无污染性,适用于透明,白色制品.比重1.50,灰份3l2.一白炭黑活性剂.可促进硫化,硫化曲线平坦,操作安全性好,无烧焦现象未硫化胶储存安全性极佳,不会有焦烧现象.对白炭黑与填充剂有分散作用,且能改善物理机械性能,硬度略增.不影响成品抗老化性.与自炭黑一起加入.通常用量l4份,与其它活化剂(如二甘醇,聚乙二醇)并用效果更佳.4.RHENOFIT3555(德国菜茵化学):胺类白色粉末.比重l_36.灰份约372.白炭黑活性剂,促进活化效果显着.能改善硫化成品物理机械性能,增加硬度一促进效果显
11、着.用量需减约0.52份,若生产透明制品,则与醇并用为宜.将以上介绍的常用活性剂在不同的胶料配方中探讨其活化状况:活性剂在含NBR配方中的活性比较:配方中NBR用量2O份4O份.白炭黑用量固定为4j份.活性剂DEG与PEG4000分别固定为2份和1份.改变RHE0FIT1987用量从0,1,2,3,4份,或Rhenofit3555用量从O,1,2,3份.测试其物理机械性能,活化速度和分别测其l,2,3,5天后的硫化曲线资料.表11菜园化学单位:份Material,N(Jljls丁腈檬腔845SlI异戊橡胶2200l丁一烯橡胶0150机裢白炭黑H18IL25545j二甘醇2II聚乙一醇40001
12、ll莱茵能ZnO8Olf硬脂醴】2,6双叔丁基对甲(苯)酚VukanoxKB【莱苗散l21ii莱茵新260ll莱茵发l98713l4l莱茵发3555l2l3莱茵能MBTS75JjIJ莱茵能MBT8003ll幕茵能/MTM800lll莱茵能s80f总计191B1.9162.9l63-9J164-9Jl61-9Jl62-9Jl639J?6?世界橡胶工业2000表12流变仪】oosARC土r温度15C记录时间l2rainlRANGESE1O0最小转矩LB-IN.20520.221.4223198晶太转矩LBIN55.155655.552J52-4ts2mln0350.03.0902460248022
13、20249023,3220L1虬rain.O519O57044O32O们04.23C4】7O5硫化155oCrain硬度JIS5960j9目160615960定伸应力100kg/cm141213定伸鹰力300kg/cm32拉伸强度kg/cm170】6017永久变形8088508008588】S0.842撕裂强度kg/cm7286697168比重1.1341135】137l_136113011321_134磨耗c5Lbs船300Rev0.3630387O3880.3960374O3670386表13流变仪100SARCIl温度15jc记录时间2miniRANGESEL1()0最小转矩LPIN20
14、.52O.22】.221.422.3198晶大转矩LBIN55153955.655558653.5526ts2m.O3|50309024502.480222024O2.37022Dt.90mIn.0619045704.4405320441.042304170356天后1晶小转矩LBIN21922523.022.820.8J23.5最大转矩LBIN54.953.755.152.4cs2rain.0254O2402.3002190212022802302.05Jt90rain04250,107040504200439033903270327二天后最小转矩LB_】N24.6拍925.825.6.42312】_O晶大转矩LBIN58.256358.0589150.9ts2mIn0247一38022702.16021002260209020490rain.04.110401041104440504033803.21O3r38五天后最小转矩LBIN22021.822.121421l2O.9
