橡胶无促进剂硫磺硫化
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橡胶未硫化以前,单个分子间没有产生交联,因此缺乏良好的物理机械性能,实用价值不大。
当橡胶配以硫化剂经过硫化(交联)以后,由于立体结构的形式从而使性能大大改善,尤其是橡胶的定伸强度、弹性、硬度、拉伸强度等一系列物理机械性能都会大幅度提高,成为具有宝贵作用价值的硫化胶。
橡胶的硫化就是通过橡胶分子间的化学交联作用将基本上呈塑性的生胶转化成弹性的和尺寸稳定的产品,硫化后的橡胶的物性稳定,使用温度范围扩大。
“硫化过程(Curing)”一词在整个橡胶工业中普遍使用,在橡胶化学中占有重要地位。
橡胶分子链间的硫化(交联)反应能力取决于其结构。
不饱和的二烯类橡胶(如天然橡胶、丁苯橡胶和丁腈橡胶等)分子链中含有不饱和双键,可与硫黄、酚醛树脂、有机过氧化物等通过取代或加成反应形成分子间的交联。
饱和橡胶一般用具有一定能量的自由基(如有机过氧化物)和高能辐射等进行交联。
含有特别官能团的橡胶(如氯磺化聚乙烯等),则通过各种官能团与既定物质的特定反应形成交联,如橡胶中的亚磺酰胺基通过与金属氧化物、胺类反应而进行交联。
不同类型的橡胶与各种交联剂反应生成的交联键结构各不相同,硫化胶性能也各有不同。
第①种是使用硫黄或硫给予体作交联剂的情况,生成的可以是单硫键(x=1)、双硫键(x=2)和多硫键(x=3~8);第②种是使用树脂交联和肟交联的情况;第③种是使用过氧化物交联的过氧化物硫化和利用辐射交联的辐射硫化的情况,生成碳-碳键。
多数的通用橡胶采用硫黄或硫给予体硫化,即在生胶中加入硫黄或硫给予体以及缩短硫化时间的促进剂和保证硫黄交联效率的氧化锌和硬脂酸组成的活性剂。
在实际中通常按硫黄用量及其与促进剂的配比情况划分成以下几种典型的硫化体系:①普通硫磺硫化体系由常用硫黄量(>1.5份)和常用促进剂量配合组成。
使用这种硫化体系能使硫化胶形成较多的多硫键,和少量的低硫键(单硫键和双硫键)。
硫化胶的拉伸强度较高,耐疲劳性好。
缺点是耐热和耐老化性能较差。
橡胶硫化促进剂简介天然胶与合成胶用促进剂,具有宽广的硫化范围,可单独使用,或与二硫代氨基甲酸盐类、秋兰姆类、胍类和其它碱性促进剂并用。
主要用于制造轮胎、胶带、胶鞋和其他工业橡胶制品。
主要产品橡胶硫化促进剂ETU(Na-22) 、橡胶硫化促进剂DETU 、橡胶硫化促进剂ZDC(EZ) 、橡胶硫化促进剂ZDMC(PZ) 橡胶硫化促进剂ZDBC(BZ) 、橡胶硫化促进剂ZMBT(MZ) 、橡胶硫化促进剂TMTM 、橡胶硫化促进剂MBT(M)、橡胶硫化促进剂MBTS(DM)其中橡胶硫化促进剂ETU(Na-22)又称乙烯硫脲,其详细指标如下:分子式: C3H6N2S结构式:分子量: 102.17CAS编号: 155-04-4同类名称: Perkacit ETU,Robac 22,Rodanin S 62,Ekagom CLB指标名称:粉料纯度(%,≥) 98.0外观(目测:白色粉末初熔点(℃,≥) 195.0终熔点(℃,≥) 195.0-200.0加热减量(%,≤) 0.30灰份(%,≤) 0.30筛余物(63μm)(%,≤) 0.30杂质(个/g) 10性状:由乙醇中结晶的产品为针状结晶,从戊醇中结晶的产品为柱状捷径。
比重1.42-1.43。
熔点203-204℃。
有苦味。
易溶于水,溶于乙醇、甲醇、乙二醇和吡啶,不溶于丙酮、乙醇、氯仿等。
用途:本品系各种类型氯丁胶、氯磺化聚氯乙烯橡胶、氯乙醇橡胶、聚丙烯酸酯橡胶用的促进剂。
适于金属氧化物作硫化剂,尤以氧化镁、氧化锌作硫化剂时效果更好。
操作安全,不易燃烧。
本品特别适用于54-1(W)型及通用GN型氯丁胶。
在胶料中易分散、不污染、不变色。
在一般制品中用量为0.25-1.5份,在54-1(W)型氯丁胶耐水制品中用量为0.2-0.5份,并要配以10-20份的一氧化铅。
包装和储存 25Kg纸塑复合袋、牛皮纸袋或集装塑料袋。
储存在阴凉、干燥、通风的地方。
避免阳光橡胶硫化促进剂的定义加入橡胶胶料后能降低硫化温度或缩短硫化时间的物质,称之为硫化促进剂。
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。
橡胶硫化剂的研究进展。
普通硫磺硫化的橡胶在停放时,易出现喷霜,且有焦烧倾向,极大影响最终产品的性能。
为弥补硫磺的不足,人们开始了硫磺的改性研究,成功的例子是聚合态硫磺或不溶硫(Insoluble Sulfur),简称IS,该硫磺为不溶於二硫化碳的线性高分子聚合硫,是硫的μ型体。
这种聚合态的硫磺平均分子量很大,经过不断验证,人们普遍认为其分子量为30000~40000。
不溶性硫磺在使用时通常分为充油型和未充油型两大类,而工业中使用的绝大多数(*99%)是充油型。
与普通硫磺相比,不溶性硫磺具有以下优点﹕(1)胶料在存放期内不会出现喷霜;(2)在胶料中无迁移现象(特别是在顺丁橡胶和丁基橡胶胶料中);(3)可减少混炼和存放过程中的焦烧现象;(4)有利於橡胶与其它材料的粘合;(5)可缩短硫化时间、减少硫磺用量。
不溶性硫磺可以通过硫磺的高温气相法或低温的熔融法制备,也可以通过硫化氢的氧化法制备。
低温熔融法是指普通硫磺在温度高於临界聚合温度(159℃)下按照反应机理(图2)开环聚合而成,反应结束後形成两端为自由基的链状分子,如果自由基不能被俘获,该活性中间体存在解聚的可能,这一过程为可逆聚合反应。
图2硫磺低温熔融聚合反应历程图与液相熔融不同,高温气相法是将硫磺加热至444.6℃以上,液硫沸腾气化,按自由能最小原理,气相硫的分子结构较小,主要是S8,S6,和S2。
温度越高,分子中的硫原子越少,当温度高於1000℃,硫主要以S2的方式存在。
低分子的硫反应活性很高,在快速降温的过程中很快聚合成份子量很大的聚合硫,其反应过程如下:通过上述方法制备的不溶性硫磺均属於亚稳态,稳定性较差,特别在较高硫化温度下很容易返还成普通硫磺,这将极大影响硫化胶的性能,也限制了它的应用。
因此提高不溶硫的稳定性是目前研究的重点。
国外做得最早也是最为成熟的是富莱克斯公司生产的Crystex样品,其高品位不溶硫的质量分数在90%以上,而且在高温条件下不溶硫的保持率也较高。
橡胶硫化促进剂简介橡胶硫化促进剂是一种在橡胶硫化过程中起促进作用的化合物。
硫化是将橡胶中的天然或合成聚合物链交联起来形成强大的网络结构的过程。
硫化能够改善橡胶的机械性能、耐热性、耐化学性和耐老化性。
橡胶硫化促进剂是硫化反应中不可或缺的组成部分,它能够提高橡胶硫化速度和硫化效果。
常见的橡胶硫化促进剂包括硫醚类、戊二醛类、硫华类、硫酰胺类等。
作用机理橡胶硫化促进剂在橡胶硫化过程中起到催化作用,它能够加速硫化反应的进行并提高交联密度。
橡胶硫化促进剂通常能够与硫化剂和橡胶中的双键发生反应,生成活泼自由基或可活化基团。
这些活性基团能够与橡胶链上的双键或硫来源反应,从而形成交联结构。
橡胶硫化促进剂的作用机理主要有以下几种:1.活性自由基形成机理:橡胶硫化促进剂与硫化剂反应生成活性自由基,这些自由基能够与橡胶中的双键发生反应,形成交联结构。
2.活性自由基传递机理:橡胶硫化促进剂能够与硫来源反应生成活性自由基,这些自由基可以传递给橡胶链的其他位置或其他橡胶分子,形成更多的交联链。
3.硫化剂活化机理:橡胶硫化促进剂能够与硫化剂进行反应,活化硫化剂,使其能够更容易与橡胶中的双键发生反应。
4.影响硫化温度的机理:橡胶硫化促进剂能够降低硫化的活化能,使硫化反应在较低的温度下进行。
常见种类1. 硫醚类硫醚类橡胶硫化促进剂是一类通过硫化剂与硫醚类化合物反应生成的活性自由基催化硫化反应的化合物。
常见的硫醚类橡胶硫化促进剂有DM(二甲硫醚)和MBTS(苯基甲硫醚)等。
硫醚类橡胶硫化促进剂主要适用于天然橡胶和合成橡胶的硫化反应。
2. 戊二醛类戊二醛类橡胶硫化促进剂是一类通过硫化剂与戊二醛类化合物反应生成的活性自由基催化硫化反应的化合物。
常见的戊二醛类橡胶硫化促进剂有HVA-2(环戊二醛)和DHBP(双环己基过氧化物)等。
戊二醛类橡胶硫化促进剂主要适用于硫化反应速度较慢的橡胶,能够加快硫化反应速度。
3. 硫华类硫华类橡胶硫化促进剂是一类通过硫化剂与硫华类化合物反应生成的活性自由基催化硫化反应的化合物。
橡胶的硫黄硫化作用1839年和1843年固特异(Coodyear)和汉考克(Hancook)先后发现,将天然橡胶与硫黄共热后,就会变成坚实有弹性的物质。
这一过程即是硫化。
硫黄聚为硫化剂。
从发现用硫黄硫化橡胶时,由于成本低廉,来源丰富,硫化橡胶质量较好,至今仍广泛地应用于橡胶工业。
它不仅用于天然橡胶,而且可用于二烯类合成橡胶(丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶)的硫化。
低不饱和度的丁基橡胶和某些硫化速度快的三元丙橡胶有时也可用硫黄硫化。
但是。
在生产上早已不是单独采用硫黄来硫化橡胶了。
有罪是单纯用黄硫化反应很慢,硫化时间硫黄用量多,且硫化胶结构复杂,性能不好。
但为便于比较和说明含有有机硫化会促进的硫化。
反应体系的性质,先讨论单用硫黄硫化的问题。
一、硫黄的性质和品种天然硫黄分子是由八个硫原子的环状结构,空间结构为冠型配位(如图3-3)。
它是淡黄色或黄色固体物质,不溶于水,易溶于二硫化碳(CS2,室温下为菱形晶体,熔点为113℃。
159℃时硫黄的八元环可以断裂,当受到橡胶大分子双键的极化作用时,其开环能量降低,140℃即可开环。
开环所生成的活泼双基硫黄(·S8·)能够与橡胶发生硫化反应。
橡胶工业常用的硫黄有如下品种1、粉末硫黄由块状硫黄经粉碎筛选而得。
其细度在200目以上,特殊情况也有600目以上者。
2、沉淀硫黄硫黄与氢氧化钙共热生成多硫化钙,再加入稀硫酸使硫黄沉淀出来。
其粒径为1~5微米。
纯度高,在胶料中分散性好,但成本高,仅于用高级制品。
3、胶体硫黄(高分散硫黄)粉末硫黄或沉淀硫黄加入保护胶体(分散剂),经球磨或胶体磨研磨而成,其粒径为1~3微米,适用于胶乳制品。
4、不溶性硫黄由粉末硫黄加热至沸点,倾于冷水中急冷而成。
它是透明的无定形弹性硫黄,不溶于二硫化碳。
使用这种硫黄不会喷硫,也不易产生早期硫化。
很适于高温短时间硫化。
但价格较贵。
一般用于特别重要的制品。
5、表面处理硫黄在硫黄粒子表面上包覆一层油类和异丁烯等物质,有利于分散。
橡胶硫化促进剂m工艺橡胶硫化促进剂M工艺是一种在橡胶制品生产中广泛使用的技术。
该工艺通过添加特定的硫化促进剂,能够有效地促进橡胶的硫化反应,从而提高橡胶制品的质量和性能,同时也能够提高生产效率和降低成本。
本文将详细介绍橡胶硫化促进剂M工艺的原理、应用和优缺点等方面。
1.原理橡胶硫化是指在一定温度下,将橡胶与硫化剂加热混合,使其发生交联反应,从而形成硫化橡胶的过程。
硫化促进剂M是一种高效的硫化促进剂,能够在低温下催化硫化反应,缩短硫化时间,提高硫化效率,同时也能够增强橡胶的物理和化学性能。
2.应用橡胶硫化促进剂M通常用于橡胶轮胎、橡胶密封件、橡胶管等大型橡胶制品的生产中。
在实际应用中,通常将硫化促进剂M与其他硫化剂混合使用,以达到更好的效果。
例如,多数生产硫磺橡胶轮胎都会采用硫磺和硫醇或硫吡啶作为硫化剂,并加入硫化促进剂M。
3.优缺点优点:(1)硫化促进剂M能够缩短硫化时间,提高硫化效率,从而缩短生产周期。
(2)硫化促进剂M能够增强橡胶的物理和化学性能,使橡胶制品具有更好的耐磨、耐老化、耐热等性能,从而提高产品质量和使用寿命。
(3)硫化促进剂M使用方便,容易加工,不会对环境造成污染,符合环保要求。
缺点:(1)硫化促进剂M对一些橡胶品种的硫化效果并不理想,可能会出现硫化不良、硫化不完全等情况。
(2)硫化促进剂M价格较高,成本相对较高,对企业的经济效益有一定的影响。
4.注意事项在使用橡胶硫化促进剂M的过程中,需要注意以下一些事项:(1)硫化促进剂M应按照生产工艺要求控制加入量,过量使用或不当使用会造成反效果。
(2)硫化促进剂M与硫化剂、填料等混合物的过程中应注意搅拌均匀,以避免硫化不均、硫化不完全等现象。
(3)硫化促进剂M在存储和使用过程中应避免受潮、受热或受阳光直射,以保持其良好的性能。
总之,橡胶硫化促进剂M工艺在橡胶制品生产中具有重要的应用价值,能够提高橡胶制品的质量和性能,缩短生产周期,同时也存在一定的局限性和注意事项。
常用5类橡胶硫化剂简介虽然橡胶具有很多优良性能,但生胶本身仍存在着很多缺点,单纯使用生胶不能制得满足各种使用要求的橡胶制品。
各种橡胶必须加入适量的有关配合剂,才能制成有实用价值的橡胶制品。
这除了是工艺上的需要外,还因加入配合剂后可改善橡胶的性能,使之满足相应的使用要求,降低橡胶制品的成本。
橡胶配合剂的材料种类很多,在橡胶中的作用也很复杂。
根据配合剂在橡胶中的主要作用,又可分为硫化剂、硫化促进剂、防老剂、软化剂、补强剂、填充剂、着色剂以及特殊用途的配合剂。
硫化剂是配合剂中比较重要的一种,现就市场上常用硫化剂做一重点介绍。
硫化剂能在一定条件下使橡胶发生硫化的物质统称为硫化剂,所谓硫化是使橡胶线性分子结构通过硫化剂的"架桥"而变成立体网状机构,从而使橡胶的机械物理性能得到明显的改善。
1、硫磺:黄色固体物质,广泛应用于天然橡胶及部分合成橡胶中。
常用的硫磺有硫磺粉、升华硫磺(又称硫磺华)和沉淀硫磺三种。
硫磺不溶于水,稍溶于乙醇和乙醚,溶于二硫化碳和四氯化碳。
它的特点是硫化橡皮耐热性低、强度高、对铜线有腐蚀作用,适用于天然橡胶和某些合成橡胶。
在电线电缆橡皮配方中,硫磺用量大约在0.2份到5份之间,但由于促进剂的加入,可使硫磺用量相应减少。
2、金属氧化物:金属氧化物主要用于氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯等的硫化剂。
常用的有氧化锌、氧化镁、氧化铅、四氧化三铅等。
氧化锌比重为5.6,是一种白色粉末,无毒、无味。
氧化锌在橡胶中应用比较广泛,在通用型氯丁橡胶中常与氧化镁并用作为主硫化剂。
在天然橡胶及其他烯烃橡胶中它可作为促进剂的活化剂。
除此之外它还兼有补强作用。
在耐日光老化的橡皮中起屏蔽紫外线的作用。
氧化锌在天然橡胶和丁基橡胶中用量为5~10份,在氯丁橡胶中与氧化镁并用一般用量为5份。
氧化镁氧化镁在氯丁橡胶中作为副硫化剂使用,混炼时能防止氯丁橡胶先期硫化。
本品能提高氯丁橡胶的抗拉强度、定伸强度和硬度。
能中和卤化橡胶等在硫化期间或在其他氧化条件下所产生的少量硫化氢。
橡胶用硫磺硫化的工艺流程橡胶硫化是一种常见的橡胶加工工艺,通过硫磺的作用,可以使橡胶产生交联结构,增加其力学强度和耐热性能。
下面将详细介绍橡胶用硫磺硫化的工艺流程。
首先,需要准备好原料,包括橡胶、硫磺和其他辅助材料。
橡胶种类繁多,根据不同的橡胶种类和要求选择合适的硫磺量和硫化温度。
第二步是将橡胶进行预处理,通常将其切割成小块或粉碎成颗粒状,以便更好地与硫磺混合。
同时,可以将橡胶加入辅助材料,如填料、助剂和增塑剂,以提高橡胶的性能和加工性能。
接下来,将橡胶与硫磺进行混炼。
混炼的目的是使硫磺与橡胶充分接触反应。
混炼可以采用开炼机或密炼机进行,开炼机通常用于大批量生产,而密炼机适用于小批量生产和试验研发。
在混炼过程中,硫磺会与橡胶发生化学反应,形成交联结构。
混炼时,需要控制好温度和时间。
一般来说,较高的温度和较长的时间会产生较好的硫化效果,但过高的温度和时间会导致橡胶烧焦或变质。
因此,需要根据具体的情况选择合适的混炼温度和时间。
混炼后,将硫化橡胶进行成型。
成型可以采用挤出、压延、注塑等方法进行。
通过这些成型工艺,橡胶可以被定型成不同形状的制品,如橡胶管、橡胶板和橡胶密封件等。
最后,将成型的橡胶制品进行硫化处理。
硫化可以采用加热硫化和热压硫化两种方法。
在加热硫化中,将制品放入硫化箱或硫化室中,加热到一定温度,使硫磺与橡胶发生硫化反应。
热压硫化是在加热的同时施加压力,以加快硫化反应速度和提高硫化效果。
硫化温度和时间是硫化过程中的重要参数,需要根据橡胶种类和制品要求进行调整。
过低的温度和时间会导致硫化不完全,影响橡胶的性能;而过高的温度和时间会导致橡胶过硫化,出现老化和变质现象。
总结来说,橡胶用硫磺硫化的工艺流程包括原料准备、橡胶预处理、混炼、成型和硫化处理。
每个步骤都需要根据橡胶种类和制品要求进行操作,以保证橡胶硫化的效果和质量。
详解:橡胶硫化促进剂及其使用原则硫化促进剂是指能加快硫化反应速度、缩短硫化时间,降低硫化反应温度、减少硫化剂用量的配合剂,简称促进剂。
促进剂,特别是有机促进剂的发现和应用,为橡胶工业的发展和进步起了重大作用。
在有机促进剂出现以前,硫化时间长达几小时,硫黄用量达7-9份。
而应用有促进剂以后,硫化时间可缩短至几分钟到几十分钟。
由于硫化时间缩短,加之硫化温度降低,成本降低,还减少了高温氧化对橡胶的破坏作用。
应用促进剂减少多硫交联鍵中的硫原子数和橡胶大分子内的环化结构,一方面可提高制品的耐热性能和其它性能,另一方面减少硫黄用量,从而减轻胶料的“喷硫”现象,也使产品质量提高。
可见,促进剂的使用,有重大的技术经济效果。
因此,促进剂已是橡胶工业必不可少的基本原料之一。
一、促进剂的分类有机促进剂品种繁多,通常可按化学结构,酸碱性及对硫化速度的影响三种方法进行分类。
1、按化学结构分类(1)噻唑类它是有机促进剂较老的品种。
这类促进剂的特点是应用广泛,价格便宜,制取方便,且赋于硫化胶以良好的性能。
主要品种有巯基苯并噻唑(M)及其二硫化物(DM)等,化学结构通式为:式中,X为氢原子或有机基团等。
(2)秋兰姆类属于超速硫化促进剂,其多硫化物可用作硫载体。
化学结构通式为:式中,R、、、代表烷基、芳基或其它基团,n为硫原子数。
(3)次磺酰胺类是一种迟效性促进剂,具有焦烧时间长、硫化活性大的优点。
因此,它是近年来发展最快也是最有前途的一种促进剂,其化学结构通式为:式中R、为烷基、芳基或其它基团。
(4)胍类是碱性促进剂。
主要用作副促进剂。
化学结构通式为:式中R、为芳基或其它基团。
(5)二硫代氨基甲酸盐类是一种超速促进剂,多用于胶乳制品,某些盐类亦可作为硫载体,即作硫化剂使用。
其化学结构通式为:式中R、为烷基、芳基或其它基团,Me为金属原子,n为金属原子的原子价。
(6)醛胺类是醛和胺类的缩合物,一般为粘稠状流体。
化学结构通式为:RN=CH式中,R为芳基或脂肪族胺基,CH为醛基。