有机锌在橡胶中的应用-陈志宏
- 格式:doc
- 大小:258.00 KB
- 文档页数:8
目前,国内氧化锌有普通氧化锌(直接法、间接法)、活性氧化锌、纳米氧化锌,2006年洛阳市蓝天化工厂又研制生产的第四代纳米级高反应界面活性氧化锌HN-50,采用新工艺、新配方,是一种包敷状纳米活性氧化锌。
包敷状纳米活性氧化锌它具有高反应界面、比表面积大、灼烧减量大、分散性强、有效锌高的特点。
因而,在橡胶应用配方中可与99.7%普通间接ZnO同等量使用,且保证胶料物理机械性能不变。
属低锌、节能、高效、环保的新型纳米材料。
本文主要实验包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌HN-50与普通间接法氧化锌99.7%的性能对比。
下面就是洛阳市蓝天化工厂生产的包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌HN-50与大连(海鸥牌)普通间接法氧化锌99.7%性能对比如下:一、纳米级高反应界面活性氧化锌HN-50与普通氧化锌化学成份分析如下:(表1)氧化锌品类HN-50 普通氧化锌检测项目氧化锌% 专利99.7%水份% 0.58 0.25铜含量% 0.0001 0.0003锰含量% 0.0002 0.0005铅含量% 0.0021 0.0050 比表面积m2/g 76 2.3平均粒径nm ≤50 ------ 注:铜、锰、铅含量均采用原子吸收火焰法,比表面积测定采用氮吸附比表面积测定仪。
(原子吸收分光光度计AA2620,北京朝阳华洋分析仪器有限公司;JW-004两用型氮吸附比表面仪,北京精微高博科技开发中心;)二、氧化锌在胶料配方中的实验:2.1、实验条件:2.1.1、实验原料:HN-50、普通氧化锌(大连产);天然胶、其他原料为橡胶工业常用材料。
2.1.2、实验用设备仪器;①6"标准开放式炼胶(江都市新真威试验机械有限公司)②平板硫化机XLB-D350×350×2 (江都市天发试验机械厂)③无转子硫化仪MR-C2(北京瑞达宇辰仪器有限公司)④电子拉力试验机JDL-2500N(江都市天发试验机械厂)⑤冲片机CP-25(江都市天发试验机械厂)⑥硬度计LX-A (江都市天发试验机械厂)⑦测厚计TF-4030 (江都市天发试验机械厂)⑧阿克隆磨耗机WML-76 (江都市天发试验机械厂)2.1.3、鉴定胶料基本配方:天然胶100,硬脂酸 2.0,氧化锌变量,N330 50.0,S 2.5,促进剂CZ 0.6。
碳酸锌的用途碳酸锌是一种无机化合物,化学式为ZnCO3。
它是白色粉末状结晶,可溶于酸和碱。
碳酸锌在许多领域具有广泛的应用。
下面我将讨论碳酸锌在五个主要领域的应用:橡胶工业、涂料工业、塑料工业、粉末冶金和医药领域。
第一个领域是橡胶工业。
碳酸锌在橡胶工业中广泛用作促进剂。
它可以提高橡胶的硫化固化速度和固化效果,并改善橡胶的物理性质。
碳酸锌还可以增强橡胶与金属的粘合力,提高橡胶制品的机械性能和耐磨性。
第二个领域是涂料工业。
碳酸锌被用作无机颜料,广泛应用于涂料工业中的漆料、油墨、塑料和橡胶中。
作为白色颜料,碳酸锌可以提供良好的遮盖力、光泽度和耐候性。
它还可以调节涂料的流变性能,改变涂料的粘度和流动性,提高涂料的施工性能。
第三个领域是塑料工业。
碳酸锌作为填料和增强剂广泛应用于各种塑料制品中。
它可以提高塑料制品的机械强度、硬度和耐磨性。
碳酸锌还可以增加塑料制品的密度和质量,并改善塑料的热稳定性和抗老化性能。
第四个领域是粉末冶金。
碳酸锌在粉末冶金中被用作增效剂和制备金属粉末混合物的添加剂。
碳酸锌可以减少粉末的氧化和团聚,改善粉末的流动性和润湿性,提高冶金过程的效率和产品的质量。
此外,碳酸锌还可以在烧结过程中起到抑制氧化和烧损的作用。
最后一个领域是医药领域。
碳酸锌在医药领域中有多种应用。
它可以作为口腔护理产品中的活性成分,具有抗菌、抗炎和止血的作用。
碳酸锌还可用于制备外用药膏、乳膏和软膏,用于治疗皮肤炎症、烧伤、溃疡和湿疹等疾病。
此外,碳酸锌还可以作为眼科药剂的添加剂,用于治疗眼部炎症和结膜炎。
总之,碳酸锌在橡胶工业、涂料工业、塑料工业、粉末冶金和医药领域等多个领域都具有广泛的应用。
它作为促进剂、无机颜料、填料和增强剂,可以改善产品的物理性质、机械性能和耐候性,提高产品的质量和性能。
碳酸锌还具有抗菌、抗炎、止血和促进愈合的作用,对于医药领域的应用也是非常有价值的。
纳米氧化锌在橡胶行业中的应用华北油田公司 刘永刚[摘 要]纳米氧化锌在橡胶行业中的应用情况(氧化锌是橡胶的活性剂和硫化剂)。
由于纳米材料有的小尺寸效应和表面效应。
使纳米氧化锌在橡胶配方中的功用不仅仅是一种高活剂,其具有的提高耐磨性,提高胶料(胶料不仅在性能上优于或与减量前使用氧化锌时相当而且能明显降低胶料成本)——骨架材料粘合力,提高和变形能力从而降低生热老化后性能保持最佳等特点。
已使其具有了多功能性助剂的角色应用空间的广阔。
[关键词]纳米氧化锌 纳米效应 橡胶多功能助剂 活性剂 硫化剂 1、前言纳米氧化锌是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品,其粒径介于1~100纳米,又称为超微细氧化锌。
纳米氧化锌材料是21世纪极为重要的科学,纳米微粒是近几年开始被注意并逐步被研究及开发的新型材料,由于微粒尺寸小,比表面大,表面能高,位于表面的原子比例大,活性高[1]。
使纳米氧化锌在橡胶配方中不仅仅是一种活性剂,而承担了多功能助剂的角色。
根据氧化锌是普通胶料中的活性剂和氯丁胶中做为、硫化剂的不同,选择了有代表性的V带缓冲胶和以氯丁胶为胶管外胶,进行了实验对比未开发使用纳米氯化锌提供和积累了数据,从而验证了纳米氧化锌在橡胶制品中应用推广的优越性。
2、纳米氧化锌在橡胶中的应用2.1改善胶料加工和硫化剂特性V带缓冲胶和胶管外胶改用纳米氧化锌其用量减少了50%~65%(较原配方)使得氧化锌在胶料混炼过程中分散的更加均匀,特别当用于氯丁胶胶料时,因氧化锌是作为硫化剂需在混炼后期加入,所以则会因用量少胶料分散速度快,于相对缩短混炼时间却有了不同程度的改善,这样可进一步提高胶粒加工的安全性。
对使用氯丁胶胶料的加工工艺则意义更大,这是因为氧化锌的粒子大小对含有促进剂的胶料硫化剂亦有很大影响,对含有次磺酰胺促进剂得胶胶料细粒子较粗粒子氧化锌剂的起步的迟延作用更大。
纳米氧化锌对胶料硫化特性的影响较大,由于大比表面高活性,使胶料胶联密度提高,这表现在硫化曲线的扭距M H提高,也表现在300%定伸强度的提高上。
橡胶中锌含量的测定一、实验目的通过测定橡胶中锌的含量,了解橡胶的成分组成,分析橡胶物性的变化,为橡胶的质量控制提供参考依据。
二、实验原理橡胶中锌含量的测定可以采用火焰原子吸收光谱法。
该方法是将橡胶样品进行氧化,生成氧化锌,然后将氧化锌粉末溶解于稀酸溶液中,利用火焰原子吸收光谱仪对其进行测量,从而得到橡胶中锌的含量。
三、实验步骤1. 将橡胶样品切成小块,放入烧杯中,加入适量浓硝酸和氢氧化钠,加热至完全溶解。
2. 转移至锥形瓶中,加入硝酸、过氧化钾,加温反应。
3. 过滤,将固体用硝酸洗涤,去除杂质。
4. 将固体转移到平底烧瓶中,加入氢氧化钠溶液,加温反应,生成氢氧化锌。
5. 过滤,将固体用水洗涤,去除杂质。
6. 将固体转移到锥形瓶中,加入稀硫酸溶液,加热至完全溶解。
7. 将溶液转移至量瓶中,用水稀释至刻度线。
8. 用火焰原子吸收光谱仪对样品进行测量。
四、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全,避免接触到强酸、强氧化剂等有害物质。
2. 实验中需要使用精密仪器,要注意仪器维护和使用。
3. 实验操作要规范,避免误差的产生。
4. 实验结束后要及时清洗实验器具,保持实验环境的整洁。
五、实验结果及分析根据实验操作和测量数据,可以计算得到橡胶中锌的含量,并根据不同的实验条件和橡胶样品的性质,分析橡胶物性的变化和质量的优劣。
六、实验总结通过本次实验,我们了解了橡胶中锌含量的测定原理和实验操作方法,掌握了火焰原子吸收光谱法的测量技能。
这对于进一步研究橡胶的成分组成和物性变化等具有一定的参考价值,也为橡胶的质量控制提供了重要的支持。
橡塑专用活性氧化锌一般用于橡胶工业,它主要作为天然橡胶、合成橡胶的活化剂。
把在使用的时候,氧化锌的含量是多少呢?
氧化锌作用于橡胶中可以充分发挥硫化促进作用,提高橡胶的性能,其用量仅为普通氧化锌的30%~50%。
上面给大家说过了氧化锌的含量,下面,给大家分享一下它的用途,希望对大家有所帮助。
1、氧化锌是合成橡胶的硫化促进剂和良好的补强剂,而且有着色作用,具有良好的颜料性能。
2、氧化锌与磷酸反应,制得磷酸锌,可用于金属表面的防腐、防锈。
3、氧化锌作为石油产品添加剂,是润滑油中必不可少的复合添加剂,约占各类添加剂消耗量的10-15%,有着抗氧、抗腐、抗磨多效添加剂的作用。
4、玻璃中加入氧化锌,可增加透明度、光亮度和抗张力变形,可减少热膨胀系数,在光学玻璃、电气玻璃及低熔点玻璃中得到了新的作用。
5、在电子工业中,氧化锌主要用来制造电子结构元件的磁性材料-铁氧体,电视机、电气通讯装置、变阻器等均采用这种磁性材料。
6、在陶瓷业中,氧化锌被广泛用于砖瓦釉及粗陶的半透明釉和工艺餐具的透明粗釉后熟釉。
7、在塑料工业中,氧化锌用作紫外线稳定剂,能使聚乙烯的耐大气性得到改善,树脂酸与氧化锌反应制得的锌树脂可用来生产快干油量。
以上就是关于氧化锌的一些知识,感谢大家一直以来的阅读与支持。
氧化锌是常用的化学添加剂,更多的应用于橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂等。
今天我们讨论的是氧化锌对不同胶料会有什么影响,下面,洛阳丹柯锌业有限公司就来跟大家说简单的说说吧!1、对胶料生热性能的影响普通胶料的压缩疲劳温升是48℃,降低生热25%,这对于轮胎等动态使用的橡胶制品很重要。
由于纳米材料的小尺寸效应补强胶料使胶料变形降低所致。
炭黑补强胶料虽然也能降低胶料变形,但其弹性降低,滞后损失增大导致了生热剧增,而它补强后避免了上述缺点,故其生热明显降低。
这个特点在轮胎胎体胶中同样体现。
2、对胶料老化性能的影响氧化锌胶料的抗张强度,和扯断伸长率在热空气老化后的保持率良好,可能与小尺寸效应增加了交联网络密度,与高分子材料实现了分子水平的结合有关。
对于轮胎等动态使用的制品在使用中由于热氧老化,导致材料性能下降导致产品破坏是必然的,提高在老化条件下材料的性能保持率,延缓这种破坏,对延长制品使用寿命是非常重要的。
可见氧化锌粉对不同的物质,存在着不同的影响,同时它具有一定活性,在很多行业,特别是制作陶瓷行业上,很多时候也是充分利用到了它的心梗,去实现它的利用价值。
理化常数/氧化锌CAS编号:1314-13-2EINECS号:215-222-5InChI编码:InChI=1/O.Zn/rOZn/c1-2 化学式:ZnO分子量:81.39外观:白色固体相对密度:5.606熔点:1975 °C(分解)沸点:2360 °C在水中溶解度:0.16 mg / 100 mL(30 °C)能带隙:3.3eV标准摩尔生成焓:-348.0 kJ / mol标准摩尔熵:43.9 J / (K ·mol)MSDS编号:ICSC 0208EU分类:对环境有害(N)警示性质标准词:R50/53(对水生生物有剧毒,可能对水生环境造成长期的不良影响)安全建议标准词:S60(物质及容器必须按危险废物放置)、S61(防止排向环境)闪点:1436 °C。
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 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 158.2 1.1 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,有利于安全生产。高温硫化(160℃)更为明显。 表1 有机锌在NR中的硫化特性 配方编号 Z-11 Z-12 Z-13 Z-14 Z-15 样品编号 Zn80 Zn16S Zn-24S Zn-24T Zn-40S 锌含量/% 80 16 24 24 40
145℃ ML/N.M 0.84 0.84 0.85 0.81 0.82 MH/N.M 3.77 3.09 0.43 3.39 3.62 TS1/m:S 4:35 4:29 4:19 4:05 4:25 TS2/m:S 5:1 4:51 4:41 4:21 4:47 T10/m:S 5:19 4:55 4:49 4:27 5:03
T50/m:S 7:19 6:13 6:25 5:31 6:49
T90/m:S 13:37 9:17 10:41 8:51 12:31
160℃ ML/N.M 0.71 0.85 0.80 0.79 0.75 MH/N.M 3.52 2.99 3.19 3.28 3.40 TS1/m:S 1:57 2:01 2:00 1:56 2:03 TS2/m:S 2:10 2:12 2:10 2:05 2:14 T10/m:S 2:18 2:13 2:13 2:08 2:19
T50/m:S 3:09 2:48 2:53 2:38 3:05
T90/m:S 5:18 3:53 4:26 3:52 5:01 1.2 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-11 Z-12 Z-13 Z-14 Z-15 样品编号 Zn-80 Zn-16S Zn-24S Zn-24T Zn-40S
145℃×15’
硬度/邵示A 65 57 57 63 66 300%定伸应力/MPa 13.3 8.7 9.9 10.2 12.7 500%定伸应力/MPa 25.2 18.8 20.4 20.8 24.4 拉伸强度/MPa 27.9 23.7 24.7 25.7 26.5 扯断伸长率/% 543 605 583 594 542 永久变形/% 38 30 32 34 36 撕裂/KN·M-1 86.2 91.7 62.1 92.2 85.3
145℃×30’
硬度/邵示A 65 58 58 61 64 300%定伸应力/MPa 13.5 6.8 9.3 8.8 11.8 500%定伸应力/MPa 24.5 14.7 19.7 18.6 23.7 拉伸强度/MPa 25.9 18.7 23.1 23.8 25.5 扯断伸长率/% 506 590 570 576 525 永久变形/% 32 26 30 28 30 撕裂/KN·M-1 66.1 24.9 38.4 105.0 72.3
145℃×60’
硬度/邵示A 66 56 56 60 60 300%定伸应力/MPa 11.8 5.7 6.6 7.2 8.7 500%定伸应力/MPa 23.4 13.8 15.1 15.7 18.4 拉伸强度/MPa 24.3 17.7 17.7 20.1 21.5 扯断伸长率/% 502 588 552 595 562 永久变形/% 24 22 18 24 22 撕裂/KN·M-1 45.6 19.5 57.4 59.1 72.3 2.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 164.8 2.1 硫化物性 表3 有机锌在SBR中的硫化物性 配方编号 Z-16 Z-17 Z-18 Z-19 Z-20 样品编号 Zn-80 Zn-16S Zn-24S Zn-24T Zn-40S
145℃ ML/N.M 1.17 1.08 1.11 1.04 1.04
MH/N.M 4.57 4.05 4.29 4.29 4.27
TS1/m:S 6:47 7:41 6:49 6:45 6:47
TS2/m:S 8:01 8:47 8:07 7:55 7:53
T10/m:S 8:47 9:17 8:47 8:31 8:33
T50/m:S 11:41 11:45 11:25 10:51 11:13
T90/m:S 17:33 16:45 16:17 14:59 16:51 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。 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-16 Z-17 Z-18 Z-19 Z-20 样品编号 Zn-80 Zn-16S Zn-24S Zn-24T Zn-40S
145℃×15’
硬度/邵示A 69 70 70 69 69 100%定伸应力/MPa - 8.0 8.7 8.4 9.1 300%定伸应力/MPa - 20.4 22.0 20.5 - 拉伸强度/MPa 23.1 20.7 23.7 21.6 19.9 扯断伸长率/% 267 298 333 295 243 永久变形/% 12 10 10 12 12 撕裂/KN·M-1 35.6 39.8 35.9 33.4 37.0
145℃×30’
硬度/邵示A 71 71 71 71 72 100%定伸应力/MPa - 8.2 9.9 10.1 10.6 300%定伸应力/MPa - 21.7 - - - 拉伸强度/MPa 17.7 22.6 22.4 20.1 22.7 扯断伸长率/% 175 316 270 233 265 永久变形/% 6 12 8 10 8 撕裂/KN·M-1 32.0 33.8 33.5 32.1 32.3
145℃×60’
硬度/邵示A 72 71 71 72 72 100%定伸应力/MPa - 8.4 10.4 9.6 11.5 300%定伸应力/MPa - 22.5 - - - 拉伸强度/MPa 18.5 21.1 21.9 17.9 21.4 扯断伸长率/% 162 276 258 198 218 永久变形/% 4 8 8 8 6 撕裂/KN·M-1 32.1 36.2 34.9 34.6 30.0
145℃×30’
老化后性能 100℃×48h 硬度/邵示A 77 75 76 77 78 100%定伸应力/MPa 7.6 5.4 5.9 5.8 6.8 拉伸强度/MPa 16.8 19.7 17.0 16.8 18.3 扯断伸长率/% 170 236 214 195 190 永久变形/% 2 4 4 4 2 撕裂/KN·M-1 22.0 25.6 26.4 22.7 20.7
2. 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 环烷烃油 3 促进剂M 1.0 促进剂TMTD 0.5 硫磺 2.5 氧化锌或有机锌 5 合计 186.0 3.1 硫化物性 表5 有机锌在EPDM中的硫化特性 配方编号 Z-21 Z-22 Z-23 Z-24 Z-25 Z-21-1 样品编号 Zn-80 Zn-16S Zn-24S Zn-24T Zn-40S Zn-80+Si-69 2份
160℃ ML/N.M 2.20 2.20 2.18 2.23 2.31 1.91 MH/N.M 5.90 5.44 5.73 5.75 5.92 5.48 TS1/m:S 2:55 2:33 2:47 2:55 2:39 2:31 TS2/m:S 3:09 2:45 3:01 3:11 2:57 2:56 T10/m:S 3:27 3:01 3:17 3:27 3:13 3:27
T50/m:S 8:39 6:27 8:03 7:41 8:03 7:50
T90/m:S 36:27 23:51 35:33 31:19 34:45 19:40 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性在EPDM中是较为相近的。最小转矩(ML)没有差别,对胶料粘度影响不大,而随Zn含量的减少,依然表现出最大转矩(MH)的下降,但下降强度较小,Zn-40S与Zn-80基本一致。硫化速度(T90)总的比Zn-80加快。在Z-21胶料中,补加2份Si-69,硫化速度则有较快的提高。