硫化体系
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不同硫化体系对天然橡胶动静态性能的影响天然橡胶是一种广泛应用于橡胶制品中的重要原材料,其性能的表现与硫化体系密切相关。
硫化体系是指硫化剂与橡胶中的其他成分(如促进剂、防老剂等)之间的相互作用关系。
不同硫化体系对天然橡胶的动静态性能会产生明显影响,下面将从几个方面进行详细介绍。
首先,硫化体系对天然橡胶的硫化速度和硫化程度具有重要影响。
硫化速度是指硫化剂与橡胶中的双键发生反应的速度,而硫化程度则是指橡胶中的双键被硫化剂反应后形成交联结构的程度。
不同硫化体系对硫化速度和硫化程度的影响不同,从而影响天然橡胶的硬度、拉伸强度和断裂伸长率等物理性能。
例如,采用过氧化物硫化体系可以实现较快的硫化速度和较高的硫化程度,使得天然橡胶的硬度增加、拉伸强度和断裂伸长率下降。
其次,不同硫化体系对天然橡胶的热老化性能具有显著影响。
热老化是指橡胶在高温环境下发生的化学变化和物理性能的变化。
硫化体系中的防老剂可以降低天然橡胶的热老化速度,提高其抗热老化性能。
例如,添加亚磺酰胺类、腈酮类和脂肪酰胺类防老剂的硫化体系可以有效降低天然橡胶的热老化速度,提高其热稳定性和抗老化性能。
此外,不同硫化体系还会对天然橡胶的动态性能产生影响。
动态性能主要包括橡胶的弹性模量、损耗因子和耐疲劳性能等。
硫化体系中的促进剂对天然橡胶的动态性能具有关键影响。
例如,采用低温快速硫化体系可以提高天然橡胶的动态弹性模量和耐疲劳性能。
动态性能的改善对于橡胶制品的耐用性和舒适性具有重要意义。
综上所述,硫化体系对天然橡胶的动静态性能有着显著影响。
硫化体系的选择可以通过调节硫化速度、硫化程度、抗热老化性能和动态性能等方面的参数,来实现对天然橡胶性能的调控。
因此,在橡胶制品的开发和应用过程中,合理选择硫化体系具有重要意义,可以使得天然橡胶在不同应用场景下更好地发挥其性能优势。
硫黄硫化体系一.普通硫黄硫化体系(CV)普通硫黄硫化体系(ConventionalVulcanization简称CV),是指二烯类橡胶的通常硫黄用量范围的硫化体系。
对普通硫黄硫化体系(CV),对NR,一般促进剂的用量为0.5~0.6份,硫黄用量为2.5份。
普通硫黄硫化体系得到的硫化胶网络中70%以上是多硫交联键(—S x—),具有较高的主链改性。
特点:硫化胶具有良好的初始疲劳性能,室温条件下具有优良的动静态性能,最大的缺点是不耐热氧老化,硫化胶不能在较高温度下长期使用。
二.有效硫化体系(EV)一般采取的配合方式有两种:1.高促、低硫配合:提高促进剂用量(3~5份),降低硫黄用量(0.3~0.5份)。
促进剂用量/硫黄用量=3~5/0.3~0.5≥62.无硫配合:即硫载体配合。
如采用TMTD或DTDM (1.5~2份)。
特点:1.硫化胶网络中单S键和双S键的含量占90%以上;硫化胶具有较高的抗热氧老化性能;2.起始动态性能差,用于高温静态制品如密封制品、厚制品、高温快速硫化体系。
三.半有效硫化体系(SEV)为了改善硫化胶的抗热氧老化和动态疲劳性能,发展了一种促进剂和硫黄的用量介于CV和EV之间的硫化体系,所得到的硫化胶既具有适量的多硫键,又有适量的单、双硫交联键,使其既具有较好的动态性能,又有中等程度的耐热氧老化性能,这样的硫化体系称为半有效硫化体系(SEV)。
用于有一定的使用温度要求的动静态制品。
一般采取的配合方式有两种:1.促进剂用量/硫用量=1.0/1.0=1(或稍大于1);2.硫与硫载体并用,促进剂用量与SEV中一致。
NR的三种硫化体系配合如表2-1所示:随着橡胶工业生产的自动化、联动化,高温快速硫化体系被广泛采用,如注射硫化、电缆的硫化等。
所谓高温硫化是指温度在180~240℃下进行的硫化。
一般硫化温度每升高10℃,硫化时间大约可缩短一半,生产效率大大提高。
1.高温硫化体系配合的原则:1).选择耐热胶种为了减少或消除硫化胶的硫化返原现象,应该选择双键含量低的橡胶。
丁基橡胶硫化体系摘要:1.丁基橡胶硫化体系的概述2.丁基橡胶硫化体系的组成3.丁基橡胶硫化体系的作用4.丁基橡胶硫化体系的发展趋势正文:一、丁基橡胶硫化体系的概述丁基橡胶硫化体系是指在制备丁基橡胶过程中,通过加入硫化剂和其他辅助材料,使丁基橡胶具有良好的韧性、强度、耐磨性和耐高温性能的一种技术。
硫化体系对于丁基橡胶的性能至关重要,直接影响到丁基橡胶制品的使用寿命和可靠性。
二、丁基橡胶硫化体系的组成丁基橡胶硫化体系主要由以下几部分组成:1.丁基橡胶:丁基橡胶是一种合成橡胶,具有优良的耐热性、耐老化性和耐化学品性能。
2.硫化剂:硫化剂是丁基橡胶硫化体系中最关键的部分,它能够使丁基橡胶分子间产生交联,提高橡胶的韧性和强度。
常用的硫化剂有硫磺、加速剂和促进剂等。
3.填充剂:填充剂可以改善丁基橡胶的加工性能和制品的性能,如增加硬度、耐磨性和耐高温性能等。
常用的填充剂有碳黑、硅烷等。
4.增塑剂:增塑剂能够提高丁基橡胶的柔韧性和可塑性,使其更容易加工成各种形状。
常用的增塑剂有酯类、醚类等。
5.防老剂:防老剂能够延缓丁基橡胶制品的老化过程,延长使用寿命。
常用的防老剂有抗氧化剂、紫外线吸收剂等。
三、丁基橡胶硫化体系的作用丁基橡胶硫化体系的主要作用有以下几点:1.提高丁基橡胶的韧性和强度:通过硫化剂的作用,使丁基橡胶分子间产生交联,形成稳定的三维结构,从而提高韧性和强度。
2.改善丁基橡胶的加工性能:通过添加填充剂、增塑剂等辅助材料,改善丁基橡胶的加工性能,使其更容易加工成各种形状和尺寸的制品。
3.提高丁基橡胶制品的耐热性、耐磨性和耐老化性:通过选择合适的硫化剂、填充剂等材料,提高丁基橡胶制品在使用过程中的耐热性、耐磨性和耐老化性。
四、丁基橡胶硫化体系的发展趋势随着科技的不断发展,丁基橡胶硫化体系也在不断改进和优化,主要发展趋势有以下几点:1.硫化剂的环保化:随着人们对环境保护意识的增强,硫化剂的环保化成为丁基橡胶硫化体系发展的重要方向,如采用无硫硫化剂或低硫硫化剂等。
橡胶的硫化体系硫化是橡胶制品加工的要紧工艺过程之一,也是橡胶制品生产中的最后一个加工工序。
在那个工序中,橡胶要经历一系列复杂的化学变化,由塑性的混炼胶变为高弹性的交联橡胶,从而获得更完善的物理机械性能和化学性能,提高和拓宽了橡胶材料的使用价值和应用范围。
因此,硫化对橡胶及其制品的制造和应用具有十分重要的意义。
本章要求:1.掌握硫化概念、硫化参数〔焦烧、诱导期、正硫化、硫化返原〕、喷霜等专业术语。
2.掌握硫化历程、各种硫化剂、促进剂的特性;3.掌握硫化体系与硫化胶结构与性能的关系、硫化条件的选取与确定。
4.了解各种硫化体系的硫化机理、硫化工艺及方法。
本章要紧参考书:橡胶化学〔王梦蛟译〕、橡胶化学与物理、橡胶工业手册〔2、3分册〕§1绪论一.硫化开展概况1839年,美国人CharlesGoodyear发现橡胶和硫黄一起加热可得到硫化胶;1844年,Goodyear又发现无机金属氧化物〔如CaO、MgO、PbO〕与硫黄并用能够加速橡胶的硫化,缩短硫化时刻;1906年,使用了有机促进剂苯胺。
Oenslager发现在硫化性能最差的野生橡胶中添加苯胺后,可使其性能接近最好的巴拉塔胶。
NR+S+PbO+苯胺——→硫化速度大大加快,且改善硫化胶性能;1906-1914年,确定了橡胶硫化理论,认为硫化要紧是在分子间生成了硫化物;1920年,Bayer发现碱性物有促进硫化作用;NR+S+ZnO+苯胺——→1921年,NR+S+ZnO+硬脂酸+苯胺——→同年又发现了噻唑类、秋兰姆类促进剂,并逐渐熟悉到促进剂的作用,用于橡胶的硫化中。
在此之后又陆续发现了各种硫化促进剂。
硫黄并非是唯一的硫化剂。
1846年,Parkes发现SCl的溶液或蒸汽在室温下也能硫化橡胶,称为“冷硫化法〞;1915年,发现了过氧化物硫化;1918年,发现了硒、碲等元素的硫化;1930年,发现了低硫硫化方法;1940年,相继发现了树脂硫化和醌肟硫化;1943年,发现了硫黄给予体硫化;二战以后又出现了新型硫化体系,如50年代发现辐射硫化;70年代脲烷硫化体系;80年代提出了平衡硫化体系。