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1、有机锌在橡胶中的应用（北京橡胶研究院，中国橡胶工业协会 陈志宏）氧化锌是橡胶传统的硫化活化剂，也是某些特种橡胶的硫化剂。我国橡胶行业目前年耗 量估计在20 万吨左右。从环保和资源角度出发，有必要寻找替代氧化锌的硫化活性剂。常州市五洲化工有限公司研发的环保有机锌系列产品，可替代氧化锌作为橡胶的高效 活性剂，普通氧化锌锌元素含量为 80%，而有机锌锌元素可降低到 40%以下，达到欧洲国 家环保规定的要求锌含量低于 40%，从而更趋近于环保，并节省重金属锌的资源。与氧化 锌相比，有机锌具有密度低，硫化速度快的特点，且价格较低。现将试验结果简介如下：1. 在天然橡胶中的应用：试验配方：天然橡胶 100
2、 硬脂酸 2 炭黑 N330 45 环烷烃油 4（类载重子午胎胎面胶）促进剂NS 0.7硫磺2.5氧化锌或有机锌4合计158.21.1 硫化特性从表1看到，Zn-80为常用间接法氧化锌，对比样，其余均为锌含量不同的有机锌。 从最小的转距（ML）来看，各样品差别不大，即对混炼胶粘度影响不大，但对最大的转矩 （MH）有较大影响，随Zn含量减少MH下降，而Zn含量40%时，与普通ZnO较相近， 交联密度相当硫化速度（T90）随Zn含量降低而增加，Zn-40S与Zn-80相近，Zn-24T比 Zn-24S则更快。但焦烧时间（TS1 TS2 T10）都表现差别不大，即硫化速度提高了，焦烧时 间基本不变，
3、有利于安全生产。高温硫化（160C）更为明显。表1 有机锌在NR中的硫化特性配方编号Z-11Z-12Z-13Z-14Z-15样品编号Zn80Zn16SZn-24SZn-24TZn-40S锌含量/%8016242440145 CML/N.M0.840.840.850.810.82MH/N.M3.773.090.433.393.62TS1/m:S4:354:294:194:054： 25TS2/m:S5： 14： 514： 414： 214： 47T10/m:S5： 194： 554： 494： 275： 03T50/m:S7： 196： 136： 255： 316： 49T90/m:S13： 3
4、79： 1710： 418： 5112： 31160 CML/N.M0.710.850.800.790.75MH/N.M3.522.993.193.283.40TS1/m:S1： 572： 012： 001： 562： 03TS2/m:S2： 102： 122： 102： 052： 14T10/m:S2： 182： 132： 132： 082： 19T50/m:S3： 092： 482： 532： 383： 05T90/m:S5： 183： 534： 263： 525： 011.2有机锌在NR中的物理性能从表 2物性中看到，有机锌中随锌含量的减少，定伸应力、硬度、拉伸强度下降， 伸长率增加，永
5、久变形减少，Zn-24T比Zn-24S较优，且表现出较高的撕裂强度。Zn-40S 与 Zn-80 相比，各项物理性能较为接近，且表现出永久变形较小，过硫时撕裂 强度较高。表2有机锌在NR中的物理性能配方编号Z-11Z-12Z-13Z-14Z-15样品编号Zn-80Zn-16SZn-24SZn-24TZn-40S硬度/邵示A6557576366300%定伸应力/MPa13.38.79.910.212.7145 rx500%定伸应力/MPa25.218.820.420.824.4拉伸强度/MPa27.923.724.725.726.515扯断伸长率/%543605583594542永久变形/%38
6、30323436撕裂/KNM-186.291.762.192.285.3硬度/邵示A6558586164300%定伸应力/MPa13.56.89.38.811.8145 rx500%定伸应力/MPa24.514.719.718.623.7拉伸强度/MPa25.918.723.123.825.530扯断伸长率/%506590570576525永久变形/%3226302830撕裂/KNM-i66.124.938.4105.072.3硬度/邵示A6656566060300%定伸应力/MPa11.85.76.67.28.7145 rx500%定伸应力/MPa23.413.815.115.718.4拉伸
7、强度/MPa24.317.717.720.121.560扯断伸长率/%502588552595562永久变形/%2422182422撕裂/KNM-i45.619.557.459.172.32.在丁苯橡胶中的应用试验配方：SBR1502 100硬脂酸2炭黑N330 50环烷烃油5（类轿车子午胎胎面胶）促进剂NS 1.6炭黑2.2氧化锌或有机锌4合计164.82.1 硫化物性表3有机锌在SBR中的硫化物性配方编号Z-16Z-17Z-18Z-19Z-20样品编号Zn-80Zn-16SZn-24SZn-24TZn-40S145 CML/N M1.171.081.111.041.04MH/N.M4.57
8、4.054.294.294.27TS1/m:S6:477:416:496:456:47TS2/m：S8:018:478:077:557:53T10/m：S8:479:178:478:318:33T50/m:S11:4111:4511:2510:5111:13T90/m:S17:3316:4516:1714:5916:51根据表3试验结果，在SBR中，有机锌中Zn含量对硫化特性的影响，没有在NR 中那样明显，最大转矩（NH）下降较小，焦烧时间的延长和硫化速度的加快，都不是很显 著，但Zn-24T比Zn-24S硫化速度较快总的来看，Zn-40S与Zn-80的最大转矩、焦烧时间、硫化速度都十分相近。
9、2.2. 物理性能在SBR中，有机锌中Zn含量减少，定伸应力略有下降，硬度变化不大，拉伸强度影 响也不大。由于该胶料伸长率偏低，有机锌比普通氧化锌表现出在胶料过硫化时和热老化后，有 更高的拉伸强度。详见表 4表4 有机锌在SBR中物理性能配方编号Z-16Z-17Z-18Z-19Z-20样品编号Zn-80Zn-16SZn-24SZn-24TZn-40S硬度/邵示A6970706969100%定伸应力/MPa-8.08.78.49.1145 CX300%定伸应力/MPa-20.422.020.5-拉伸强度/MPa23.120.723.721.619.915扯断伸长率/%26729833329524
10、3永久变形/%1210101212撕裂/KNM-135.639.835.933.437.0硬度/邵示A7171717172145 CX100%定伸应力/MPa-8.29.910.110.630300%定伸应力/MPa-21.7-拉伸强度/MPa17.722.622.420.122.7扯断伸长率/%175316270233265永久变形/%6128108撕裂/KNM-132.033.833.532.132.3145 rx60硬度/邵示A7271717272100%定伸应力/MPa-8.410.49.611.5300%定伸应力/MPa-22.5-拉伸强度/MPa18.521.121.917.921
11、.4扯断伸长率/%162276258198218永久变形/%48886撕裂/KNM-132.136.234.934.630.0145 rx30老化后性能100CX48h硬度/邵示A7775767778100%定伸应力/MPa7.65.45.95.86.8拉伸强度/MPa16.819.717.016.818.3扯断伸长率/%170236214195190永久变形/%24442撕裂/KNM-122.025.626.422.720.72. 在乙丙橡胶中的应用试验配方：EPDM (老化4045) 100硬脂酸2白炭黑40陶土 30 乙二醇2环烷桂油3促进剂M 1.0促进剂TMTD 0.5硫磺 2.5
12、氧化锌或有机锌 5 合计 186.03.1 硫化物性表 5 有机锌在 EPDM 中的硫化特性配方编号Z-21Z-22Z-23Z-24Z-25Z-21-1样品编号Zn-80Zn-16SZn-24SZn-24TZn-40SZn-80+Si-69 2 份160 CML/N.M2.202.202.182.232.311.91MH/N.M5.905.445.735.755.925.48TS1/m:S2： 552： 332： 472： 552： 392： 31TS2/m:S3： 092： 453： 013： 112： 572： 56T10/m:S3： 273： 013： 173： 273： 133： 27T50/m:S8： 396： 278： 037： 418： 037： 50T90/m:S36： 2723： 5135： 3331： 1934： 4519： 40在许多浅色制造中都采用了 EPDM，试验配方以白炭黑为主补强填料，未加入炭黑，从表5结果看，有机锌与普通氧化锌的硫化特
