硫化体系

硫化体系对天然橡胶性能的影响采用常规硫化体系（CV）、半有效硫化体系（SEV）和有效硫化体系（EV）制备了不同的NR（天然橡胶）硫化胶。

着重探讨了不同硫化胶的微观形貌、200%定伸强度、撕裂强度、拉伸强度、断裂伸长率和交联密度。

研究结果表明：SEV硫化胶的微观形貌相对较好，填料能均匀分散在基体中；在其他条件保持不变的前提下，当w（NOBS）=w（硫）=2.0%（相对于NR质量而言）时，相应的未老化SEV硫化胶的撕裂强度（78kN/m）相对最大；SEV硫化胶的交联密度大于CV硫化胶和EV硫化胶，并且适当增加交联密度能有效提高其综合性能，从而为开发新一代轮胎等复合材料奠定了基础。

前言天然橡胶（NR）具有拉伸强度高、抗湿滑性优和滚动阻力小等诸多特点，其硫化胶中主要包括单硫键（C—S—C）、双硫键（C—S2—C）和多硫键（C—Sx—C）等3种硫交联键型。

硫化胶的交联键长度分布和硫原子排布由下列因素决定：①促进剂和交联剂的种类及其浓度；②硫化时间和硫化温度。

硫化体系主要分为常规硫化体系（CV）、半有效硫化体系（SEV）和有效硫化体系（EV）等3种，交联键中硫原子的排布主要取决于硫含量、促进剂与硫的比率等因素；硫化初期比硫化后期具有更多的C—Sx—C（x=4或5），硫化过程中长交联键短化（直至生成单硫键）。

Rattanasom等研究结果表明：老化后硫化胶的模量增大，同时试样的断裂伸长率降低（这是由于老化过程中发生了后硫化作用，而后硫化使硫化胶的交联密度增大，从而降低了橡胶分子链的运动性）。

尽管硫化胶的力学性能与交联结构有很大的关系，但系统研究这种关系仍报道较少。

因此，本研究通过改变硫化体系、硫化剂及其比率，制得了不同性能的硫化胶，并对硫化胶的力学性能、耐热氧老化性能与交联密度的关系进行了探究。

1·试验部分1.1试验原料天然橡胶（NR），工业级（牌号为1#烟片胶），海南省农垦总公司；高耐磨炉黑，工业级（牌号N330）；丙酮、正庚烷，分析纯；4，4′-二硫化二吗啉（DTDM），工业级，；2-（4-吗啉硫代）苯并噻唑（NOBS），工业级，；硫磺（S），工业级；硬脂酸（SA）、氧化锌（ZnO），工业级；2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体（RD），工业级；N-异丙基-N′-苯基对丙二胺（4010NA），工业级。

有效硫磺硫化体系有效硫磺硫化体系是指在一定条件下，硫磺与其他物质发生硫化反应，生成硫化合物的化学体系。

硫磺硫化体系在许多领域中具有重要的应用价值，例如冶金、化工、材料科学等。

本文将重点介绍有效硫磺硫化体系的定义、特性以及应用等方面内容。

一、有效硫磺硫化体系的定义和特性有效硫磺硫化体系是指在一定条件下，硫磺与其他物质发生硫化反应，生成硫化合物的化学体系。

硫磺是一种黄色固体，具有特殊的气味。

硫磺在常温下不易熔化，需要加热到119.5摄氏度才能熔化。

硫磺具有很高的燃点和燃烧温度，可以用作火药的重要成分。

有效硫磺硫化体系的特性是其反应速度较快，生成的硫化物具有稳定的化学性质。

硫磺与其他元素或化合物发生硫化反应时，常常能够生成高稳定性的硫化物。

硫化物可以作为重要的材料应用于多个领域，例如硫化铁可以用于制备磁性材料，硫化锌可以用于制备光电材料等。

1. 冶金领域在冶金领域中，有效硫磺硫化体系被广泛应用于矿石的处理和提取。

例如，在铜冶炼过程中，硫磺可以与铜矿石中的铁等杂质发生反应，生成稳定的硫化物，从而实现铜的提取和纯化。

2. 化工领域在化工领域中，有效硫磺硫化体系被用于合成有机硫化物。

有机硫化物是一类重要的有机化合物，具有广泛的应用价值。

例如，硫磺可以与烯烃类化合物发生硫化反应，生成硫代烯烃类化合物，用于合成橡胶、塑料等材料。

3. 材料科学领域在材料科学领域中，有效硫磺硫化体系被用于合成硫化物材料。

硫化物材料具有特殊的电学、光学和磁学性质，可以应用于电子器件、光电器件和磁性材料等领域。

例如，硫磺可以与金属硫化物发生硫化反应，生成稳定的硫化物材料，用于制备电子器件中的半导体材料。

三、有效硫磺硫化体系的研究进展近年来，随着科学技术的不断发展，对有效硫磺硫化体系的研究也取得了一系列重要的进展。

研究人员通过调控反应条件、改变硫磺的形态和结构等方式，提高了硫磺与其他物质发生硫化反应的效率和选择性。

研究人员还通过表面修饰、掺杂等手段，改善了硫化物材料的性能和稳定性。

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。

硫化是胶料通过生胶分子间交联，形成三维网络结构，制备硫化胶的基本过程。

不同的硫化体系适用于不同的生胶。

橡胶硫化的研究一直在深入持久地进行，研究的目的主要是改进硫化胶的力学性能及其它性能，简化及完善工艺过程，降低硫化时有害物质的释放等等。

下面有针对性地简述当前使用的硫化体系。

不饱和橡胶通常使用如下几类硫化体系。

1.以硫黄，有机二硫化物及多硫化物、噻唑类、二苯胍类，氧化锌及硬脂酸为主的硫化剂。

这是最通用的硫化体系。

但所制得的硫化胶的耐热氧老化性能不高。

2.烷基酚醛树脂。

3.多卤化物(如用于聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶及丁腈橡胶的六氯乙烷)、六氯-对二甲苯。

4.双官能试剂[如醌类、二胺类、偶氮及苯基偶氮衍生物(用于丁基橡胶及乙丙橡胶)等。

5.双马来酰亚胺，双丙烯酸酯。

两价金属的丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)、预聚醚丙烯酸酯。

6.用于硫化饱和橡胶的有机过氧化物。

饱和橡胶硫化不同种类的饱和橡胶时，可使用不同的硫化体系。

例如，硫化三元乙丙橡胶时，使用有机过氧化物与不饱和交联试剂，如三烯丙基异氰脲酸酯(硫化剂TAIC)。

硫化硅橡胶时也可使用有机过氧化物。

乙烯基硅橡胶硫化时可在催化剂(Pt)参与条件下进行。

含卤原子橡胶或含功能性基团的橡胶。

聚氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯及氯化丁基橡胶等是最常用的含氯橡胶。

硫化氯丁橡胶通常采用ZnO与MgO的并用物，以乙撑硫脲(NA-22)、二硫化秋兰姆、二-邻-甲苯基二胍(促进剂BG)及硫黄作硫化促进剂。

硫化氯磺化聚乙烯时可使用如下硫化体系。

1.氧化铝、氧化铅和氧化镁的并用物，以及氧化镁和季戊四醇酯，以四硫化双五甲撑秋兰姆(促进剂TRA)及促进剂DM作硫化促进剂。

2.六次甲基四胺与己二酸及癸二酸盐及氧化镁。

3.有机胺与环氧化物作用的产物。

以下体系可用于氯化丁基橡胶硫化：1.氧化锌与硬脂酸、氧化镁、秋兰姆及苯并噻唑二硫化物等的并用物；2.乙烯基二硫脲与氧化锌及氧化镁的并用物。

3.多羟基甲基酚醛树脂与氧化锌的并用物。

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。