第8章 硫化剂与硫化助剂
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橡胶的硫化促进活化防老补强助剂概述橡胶的硫化、促进、活化、防老、补强助剂是用于改善橡胶的性能和加工工艺的化学物质。
这些助剂可以改善橡胶的硬度、强度、耐磨性、耐老化性能等,并且能够提高橡胶的加工性能和降低生产成本。
以下是对这些助剂的概述:硫化助剂:硫化助剂是用于橡胶硫化反应的化学物质。
硫化是橡胶加工的关键步骤,可以改善橡胶的强度、弹性、硬度、耐磨性、耐热性和耐药性。
常见的硫化助剂包括硫磺、硫醚、硫代硫酸钠等。
这些助剂在橡胶加工过程中与橡胶中的双键反应,形成交联结构,使橡胶自由流动变为固态,从而提高橡胶的性能。
促进助剂:促进助剂是用于促进橡胶硫化反应的化学物质。
它们可以提高硫化的效率和速度,减少硫化时间和能耗。
常见的促进助剂有过氧化物、金属氧化物、有机酸等。
这些助剂能够提供活化能,加速硫化反应,从而改善橡胶硫化的效果。
活化助剂:活化助剂是用于改善橡胶硫化反应活性的化学物质。
活化助剂能够增加硫化双键的反应活性,提高硫化的效率和速度。
常见的活化助剂包括有机酸、硬脂酸、过硫酸铵等。
这些助剂可以与橡胶中的双键作用,形成活性自由基,促进硫化反应的进行。
防老助剂:防老助剂是用于延缓橡胶老化的化学物质。
橡胶在使用和贮存过程中会发生老化,导致性能下降和寿命减短。
防老助剂可以提高橡胶的耐热性、抗氧化性和耐臭氧性能,延缓橡胶的老化过程。
常见的防老助剂有硫化羰基、酚类、醇类等。
这些助剂可以中和自由基、吸收臭氧、抑制氧化反应,从而保护橡胶不受老化影响。
补强助剂:补强助剂是用于提高橡胶强度和硬度的化学物质。
它们可以增加橡胶的填充物分散性、增强橡胶与填充物之间的相互作用力,从而提高橡胶的机械性能。
常见的补强助剂有硅石、二氧化硅、碳黑等。
这些助剂能够增加橡胶的硬度、强度和耐磨性,提高橡胶制品的质量。
总之,橡胶的硫化、促进、活化、防老、补强助剂是多种化学物质,它们通过不同的机理和方式改善橡胶的性能和加工过程。
这些助剂在橡胶工业中应用广泛,可以提高橡胶制品的质量和使用寿命,并且可以降低生产成本。
硫化剂和硫化助剂一.硫化剂硫磺元素符号:S性质:黄色固体。
有结晶形和无定形两种。
结晶形硫磺主要有两种同素异形体:在95.6℃以下稳定的是斜方硫,相对密度,熔点12.8℃,折射率。
不溶于水,稍熔于乙醇和乙醚,熔于二硫化碳、四氯化碳和苯。
无定形硫主要有弹性硫,是将熔融硫迅速注入冷水中而得,不稳定,可很快转变成a-硫。
熔融硫在444.6℃沸腾,能燃烧,着火点363℃。
在橡胶工业中使用的硫磺有硫磺粉、不熔性硫磺、胶体硫磺、沉淀硫磺、升华硫磺、脱酸硫磺和不结晶硫磺等。
硫磺粉由硫铁矿煅烧、熔融冷却结晶而制成的硫磺快,再经粉碎、筛选而得。
淡黄色粉末。
易燃,熔点114~118℃,相对密度~,纯度≥%,铁≤%,pH值≥,加热失重≤%,100目筛全过。
硫磺粉为橡胶最主要的硫化剂。
酸会迟延硫化,故硫磺不含应含酸。
在胶料中的溶解度随胶种而异。
室温下较易溶于天然橡胶、丁苯橡胶,较难溶于有规立构丁二烯橡胶及丁腈胶。
对大多数胶料而言,有非常大的正溶解度系数,即随着温度升高,硫磺的溶解度增大。
某些促进剂如促进剂M会增加喷硫现象。
为了防止未硫化橡胶的喷硫,硫磺宜在低温下混入。
在加硫磺之前加入软化剂,掺入再生胶、槽法炭黑或以硒代替部分硫磺,均能减少喷硫现象。
采用不溶性硫磺也是消除喷硫的主要方法。
在软质橡胶中,用量一般为~份。
在硬质橡胶时使用量为25~40份。
二.秋兰姆类促进剂这是一类相当重要的促进剂,它包括一硫化秋兰姆、二硫化秋兰姆和多硫化秋兰姆。
二硫化秋兰姆可用二硫化氨基甲酸钠经氧化制备,若使二硫化物脱去一个硫原子既得一硫化秋兰姆。
二硫化秋兰姆和多硫化秋兰姆因在标准硫化温度下释出活性硫,亦可作为硫化剂,使胶料不加硫磺即可进行硫化,此既所谓“无游离硫硫化”,通常成为“无硫硫化”。
采用秋兰姆类作为硫化剂的配合,也成为“无硫配合”。
作为促进剂,这类物质的活性介于二硫化氨基甲酸盐和噻唑类促进剂之间,但仍属超促进剂。
胶料的硫化温度一般不要远高于125~135℃以上,以便得到比较宽广的硫化平坦性,减少过硫危险。
助剂是橡胶工业的重要原料,用量虽小,作用却甚大,聚氨酯弹性体从合成到加工应用都离不开助剂,按所起作用的不同,可分合成体系、改性及操作体系、硫化体系及防护体系四类助剂。
1 合成助剂1.1 催化剂及阻聚剂在聚氨酯弹性体的合成中,为了加快主反应的速度,往往需要加入催化剂,常用的催化剂有叔胺和有机锡两类,叔胺类有三乙烯二胺、三乙胺、三甲基苄胺、二甲基乙醇胺、吗啡啉等,其中以三乙烯二胺最重要;有机锡类有辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡等。
此外,还有有机汞、铜、铅和铁类,以有机铅、汞最为重要,如辛酸铅和乙酸苯汞等。
有机二元酸,如己二酸、壬二酸可作为聚醚型聚氨酯浇注橡胶的催化剂。
胺类催化剂多用于泡沫配方中的成泡反应,在聚醚体系中,胺和锡类催化剂并用可获得最佳的泡孔结构。
有机锡类催化剂通常催化HO和NCO反应过程,可避免OH的副反应,该类催化剂除提高总的反应速率外,还能使高分子质量多元醇与低分子质量多元醇的反应活性趋于一致,从而使制得的预聚物具有较窄的分子质量分布和较低的粘度。
使用催化剂对弹性体最终制品的性能是有不良影响的,主要影响高温性能和耐水解性。
阻聚剂以酸类、酰氯类使用较多,酸类使用最多的氯化氢气体,酰氯类有苯甲酰氯、己二酰氯等。
1.2 扩链剂和扩链交联剂在聚氨酯弹性体的合成中,扩链剂是指链增长反应必不可少的二元醇类和二元胺类化合物;而扩链交联剂指的是既参与链增长反应,又能在链节间形成交联点的化合物,如三元醇和四元醇类、烯丙基醚二醇等。
浇注型聚氨酯弹性体除烯丙基醚二醇不适用外,其他扩链或扩链交联剂都可以使用,热塑性聚氨酯弹性体仅使用二醇类;混炼型聚氨酯弹性体既可使用二醇也可用烯丙基醚二醇类。
一般低分子质量的脂肪族二元醇和芳香族二元醇都可以作为扩链剂,脂肪族二元醇有乙二醇、丁二醇和己二醇等,其中最重要的是1,4-丁二醇(BDO),在制备热塑性聚氨酯时用得最多,它不仅起扩链作用,还可调整制品硬度。
在芳香族二元醇中,较重要的是对苯二酚二羟乙基醚(HQEE),其结构式是:它能提高聚氨酯弹性体的刚性和热稳定性;另一种芳族二醇是间苯二酚二羟乙基醚(HER),它能最大限度地维持弹性体的持久性、弹性和可塑性,而同时又可将收缩率限制到最小。
硫化剂的作用原理
硫化剂是一种可以加速橡胶等高分子材料的交联反应的化学物质。
在橡胶加工中,硫化剂的作用非常重要,可以改善橡胶的性能,使其更加耐磨、抗老化、耐高温等。
那么硫化剂的作用原理是什么呢?
首先,我们来看一下橡胶的结构。
橡胶是由许多高分子链组成的弹性体,这些高分子链之间通过化学键相连,形成了一个三维的网状结构。
这种结构使得橡胶具有良好的弹性、延展性和柔韧性。
但是,这种结构也有一些缺点。
例如,高分子链之间的化学键并不是非常牢固,容易发生断裂和滑动。
这就导致了橡胶材料的性能不够稳定和持久,容易老化变质。
硫化剂的作用就是通过交联反应,增强橡胶材料的结构稳定性和耐久性。
交联反应是指将两个或两个以上的高分子链通过共价键连接起来,形成一种更强、更稳定的结构。
在硫化剂的作用下,橡胶中的双键会与硫化剂发生反应,形成新的硫化键。
这些硫化键可以将不同高分子链之间相互连接,使得橡胶的分子间距变得更小,弹性更高,耐磨性更好。
而且,在交联反应中,还会释放出大量的热能,加速反应的进行,使得硫化剂的作用效果更为显著。
需要注意的是,硫化剂的种类和用量对交联反应的效果有很大的影响。
不同种类的硫化剂有不同的反应速率和反应性能,需要根据橡胶材料的性质和用途选择合适的硫化剂。
而硫化剂的用量过多或过少,都会对橡胶材料的性能造成负面影响。
总之,硫化剂的作用原理是通过交联反应,增强橡胶材料的结构稳定性和耐久性。
它是橡胶加工中不可或缺的一种化学物质,为橡胶产品的性能提供了重要的保障。
硫化剂成分硫化剂成分是一种在许多工业和科学领域中广泛应用的化学物质。
它具有促进硫化反应的作用,可以用于制造橡胶、塑料、纸张、食品和药品等各种产品。
本文将从硫化剂成分的作用、应用领域和安全性等方面进行阐述,以便读者更好地了解和认识这一化学物质。
一、硫化剂成分的作用硫化剂成分主要起到促进硫化反应的作用。
硫化反应是指将硫和其他物质结合在一起,形成硫化物的化学反应。
硫化剂的加入可以提供硫原子,促使硫与其他物质发生反应,从而改变其性质和结构。
硫化剂成分通常包括硫化铵、硫化钠、硫化钾等,具体的选择取决于不同的应用领域和需求。
硫化剂成分在许多领域中都有广泛的应用。
其中最常见的应用之一就是在橡胶制造中。
硫化剂可以与橡胶中的双键结合,形成交联结构,增加橡胶的强度和耐磨性。
此外,硫化剂还可以用于塑料制造,通过与塑料中的不饱和键反应,提高塑料的耐热性和强度。
此外,硫化剂还被广泛应用于纸张、食品和药品等行业。
三、硫化剂成分的安全性硫化剂成分在正确使用和储存的情况下是安全的。
然而,由于硫化剂具有一定的刺激性和腐蚀性,使用时需要注意防护措施。
在操作硫化剂时,应佩戴防护眼镜、手套和防护服,以避免对皮肤和眼睛的刺激。
此外,硫化剂也应储存在干燥、通风良好的地方,避免与其他物质发生反应。
总结:硫化剂成分是一种广泛应用于工业和科学领域的化学物质,它能够促进硫化反应,改变物质的性质和结构。
硫化剂成分在橡胶制造、塑料制造、纸张、食品和药品等行业都有重要的应用。
在使用硫化剂时,需要注意安全性并采取相应的防护措施。
通过了解硫化剂成分的作用、应用和安全性,我们可以更好地应用它,提高产品的质量和性能。
三元乙丙橡胶过氧化物硫化配方三元乙丙橡胶(EPDM)是一种具有优异耐热性、耐臭氧性、耐酸碱性和电绝缘性能的合成橡胶。
而过氧化物硫化是一种常用的硫化方法,能够有效地促进橡胶的硫化反应。
本文将介绍三元乙丙橡胶过氧化物硫化的配方及其影响因素。
一、三元乙丙橡胶过氧化物硫化配方的组成三元乙丙橡胶过氧化物硫化配方主要由以下几个组分组成:1. 三元乙丙橡胶:作为基础聚合物,占总配方的主要比例。
2. 过氧化物:过氧化二异丙苯(DTBP)或过氧化硬脂酸(DCP)等,作为硫化促进剂。
3. 硫化剂:硫磺(S)或硫化氢(H2S)等,与过氧化物反应生成自由基,促进硫化反应的进行。
4. 加工助剂:如活性剂、稳定剂等,用于改善橡胶的加工性能和硫化性能。
二、三元乙丙橡胶过氧化物硫化配方的影响因素1. 过氧化物的种类及含量:不同种类的过氧化物对硫化反应的速度和效果有所差异,合理选择过氧化物种类和含量可以提高硫化效率。
2. 硫化剂的种类及含量:硫磺和硫化氢是常用的硫化剂,选择合适的硫化剂种类和含量可以调控硫化反应的速度和强度。
3. 加工助剂的种类及含量:适量添加加工助剂可以改善橡胶的加工性能,如可塑性、流动性等,同时对硫化反应也有一定影响。
4. 温度和时间:硫化反应是一个温度和时间敏感的过程,适宜的硫化温度和时间可以提高硫化效率和产品质量。
5. 其他添加剂:如填料、增塑剂、防老剂等,根据具体应用需求添加适量的其他添加剂可以改善橡胶的性能。
1. 优化过氧化物的选择:选择适合的过氧化物种类和含量,可以提高硫化效率和产品性能。
2. 优化硫化剂的选择:根据具体需求选择硫磺或硫化氢作为硫化剂,合理控制硫化剂的含量以达到最佳硫化效果。
3. 优化加工助剂的使用:合理选择加工助剂种类和含量,可以改善橡胶的加工性能和硫化性能。
4. 确定最佳硫化条件:通过实验测试确定最佳的硫化温度和时间,以提高硫化效率和产品质量。
5. 优化其他添加剂的使用:根据具体需求选择适量的其他添加剂,以改善橡胶的性能。
橡胶的硫化、促进、活化、防老、补强助剂概述一、硫化剂1、硫黄,分普通硫黄、不溶性硫黄、胶体硫黄、升华硫黄、脱酸硫黄。
硫黄是主要的硫化剂、酸会延迟硫化,故硫黄不含酸在胶料中的溶解度随胶种而异。
随着温度的升高,硫黄溶解度会增加。
某些促进如;M增加会增加喷硫的现象。
为了防止喷霜一般硫黄是最后低温加入的。
硫黄的用量一般为2—2.5份。
使用不溶性硫黄能避免胶料早期硫化极时喷霜。
2、含硫化合物,如二硫化二吗啡啉、四硫化吗非啉、秋兰姆类促进剂等。
3、过氧化物硫化剂,最典型的如过氧化二异丙苯DCP,在正常条件下贮存稳定,是毒性最低过氧化物之一。
用于天然、合成聚乙烯树脂。
不能硫化丁基橡胶。
用于白色、透明、压缩变型低,极耐热制品。
过氧化物的用量增加,交联密度增加、定伸应力增强、压缩变型改善、耐热性能甚优、抗撕裂性能变差。
二、促进剂橡胶中加入促进剂能促进橡胶与硫化剂之间的反应,提高硫化速度,降低硫化温度,缩短硫化时间,减少硫化剂用量,同时硫化胶的物理机械性能化学性质也得到改善。
A、不同的橡胶采用不同的硫化体系、不同的促进剂类型。
B、促进剂对焦烧性能起着决定性的影响,正确的促进剂选择有助于胶料的混炼、压延、压出及操作安全性。
一般模压硫化需有一定的焦烧时间,而无模硫则不需过长的焦烧时间。
C、促进剂的抗焦烧性能与其临界温度有关,超过临界温度促进剂迅速活化,多种促进剂的配合使用时,有些促进剂会受到抑制,有些促进剂在临界温度下也会出现较大的活性。
D、促进剂的搭配应使胶料具有宽广的硫化平坦性。
橡胶是热不良导体,胶料表面内部受热情况并不一至,宽广的硫化平坦性是避免过硫,并使制品各部份硫化均匀的保证。
E、促进剂的合理搭配还能改善硫化胶的老化性能,有一定的塑解作用,可改善胶料的加工性能。
缺点,促进剂分散性差、污染性、目前使用的促进剂一般是没有毒的。
促进剂的介绍1、二硫代氨基甲酸盐类,最常用的如PZ适用于要求压缩变型低的丁基橡胶、耐老化性能优良的丁睛橡胶、三元乙丙橡胶。