橡胶混炼和硫化工艺的焦烧性和解决办法

橡胶混炼和硫化工艺的焦烧性和解决办法
光触媒滤网
一.胶料工艺性能的定义
工艺性能通常指生胶或混炼胶(胶料)硫化前在工艺设备上可加工性的综合性能。工艺性能的好坏不仅影响产品质量,而
且影响生产效率、产品合格率、能耗等一系列与产品成本有关的要素。研究生胶或胶料的工艺性能即解决加工艺可行性问题,是橡胶加工厂至关重要的关键环节之一,也是配方设计的主要
依据之一。
二.工艺性能包含以下几方面
①生胶和胶料的黏弹性,如黏度、压出性、压延性、收缩率、冷流性(挺性);②混炼性,如分散性、包辊性;③自黏性;④硫化特性,如焦烧性硫化速度、硫化程度、抗硫化返原性。磁悬浮鼠标
三.焦烧性
胶料在存放或操作过程中产生早期硫化的现象叫焦烧。通常在设计胶料配方时,必须保证在规定的硫化温度下硫化时间
医院新风系统最短,在加工温度下焦烧时间最长,胶料的焦烧性通常用120℃时的门尼焦烧时间t5表示。各种胶料的焦烧时间,视其工艺过程、工艺条件和胶料硬度而异。一般软的胶料为10~20min;大多数胶料(不包括高填充的硬胶料或加工温度很高的胶料)为
20~35min;高填充的硬胶料为35-80min。
1.橡胶结构的影响
胶料的焦烧倾向性,与其主体材料的橡胶不饱和度有关。
例如不饱和度小的丁基橡胶焦烧倾向性很小;而不饱和度大的
异戊橡胶则容易产生焦烧现象。丁苯橡胶并用不饱和度大的天然橡胶后,焦烧时间缩短。
2.硫化体系的影响
从配方设计来考虑,引起焦烧的主要原因是硫化体系选择
不当。为使胶料具有足够的加工安全性,应尽量选用迟效性或
临界温度较高的促进剂,也可添加防焦剂来进一步改善。选择
硫化体系时,应首先考虑促进剂本身的焦烧性能,选择那些结构中含有防焦官能团ss—等)、辅助防焦基团(如羰基、羧基、
磺酰基、磷酰基、硫代磷酰基和苯并噻唑基)的促进剂。次磺
酰胺类促进剂即是一种焦烧时间长、硫化速度快、硫化曲线平坦、综合性能较好的促进剂,其加工安全性好,适用于厚制品硫化。各种促进剂的焦烧时间依下列顺序递
增:ZDC<TMTD<M<DM<CZ<NS<NOBs<DZ。单独使用次磺酰胺类促
进剂时,其用量约为0.7质量份左右。为了保证最适宜的硫化
性质,常常采用几种类型促进剂并用的体系,其中一些用于促进硫化,另一些则用于保证胶料加工安全性。
不同类型促进剂的作用特征取决于它们的临界温度。例如,在天然橡胶中各种促进剂的有效作用起始温度:ZDC为
80℃;TMTD为110℃;M为12℃:DM为126℃。常用的促进剂TMTD,其硫化诱导期极短,可使胶料快速硫化。为了防止焦烧,
可与次磺酰胺类(如CZ)、噻唑类(如DM)并用;但不能与促进剂
D或二硫代氨基甲酸盐并用,否则将会使胶料的耐焦烧性更加劣化。单独使用秋兰姆类的胶料,即使不加硫黄或少加硫黄,其焦烧时间都比较短。在这种情况下·并用次磺酰胺类或噻唑类促进剂同时减少秋兰遇促进剂用量,则可延长其焦烧时间。
胍类促进剂(如促进剂D)的热稳定性高,以其为主促进剂,胶料的焦烧时间长,硫化速度慢。二硫代氨基甲酸盐类促进剂,会急剧缩短不饱和橡胶胶料的焦烧时间;并用胍类促进剂时,焦烧时间会进一步缩短。因此二硫代氨基甲酸盐类促进剂适于在低不饱和度橡胶(如丁基穠胶)中使用,也适于在低温硫化或室温硫化的不饱和橡胶中应用。
在含有噻唑类和次磺酰胺类的NR胶料中,加入DTDM可以提高胶料的抗焦烧性。在丁苯橡胶胶料中加入DTDM,抗焦烧效果较小。用有机过氧化物硫化的胶料,一般诱导期在氯丁橡胶胶料中,增加氧化镁用量,而减少氧化锌用量,可降低硫化速度,延长焦烧较长,抗焦烧性能较好时间。在含有TMTD和氧化锌的氯化丁基橡胶胶料中,加入氧化镁和促进剂DM均可延长胶料的焦烧时间。当然,NA-22的用量也是影响焦烧性的重要因素。
3.防焦剂的影响
防焦剂是提高胶料抗焦烧性的专用助剂,它可提高胶料在贮存和加工过程中的安全性。以往常用的防焦剂有苯甲酸,水杨酸、邻苯二甲酸酐,N亚硝基二苯胺等。但上述防焦剂在衡用中都存在一些问题。例如邻苯二甲酸酐在胶料中很难分散,还能使硫化胶物性降低,并且延迟硫化,当胶料中含有次磺酰胺类或噻唑类促进剂时,防焦效果很小;N亚硝基二苯胺在以次磺酰
胺为促进剂的胶料中,防焦效果较好,但加工温度超过100℃时,其活性下降,120℃时防焦作用不大,135℃会分解而失去活性,
分解后放出的气体产物,使制品形成气孔。此外这种防焦剂还
会延迟硫化、降低硫化胶的物理性能。
为了解决上述防焦剂存在的问题,近年来研制了一些效果
极佳的防焦剂,其中防焦剂PⅥI(N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺)获得了广泛的应用。采用PⅥI不仅可以提高混炼温度,改
善胶料加工和贮存的稳定性,还可使已焦烧的胶料恢复部分塑性。和以往常用的其他防焦剂不同,PⅥ不仅能延长焦烧时间,
而且不降低正硫化阶段的硫化速度。
图8-31不同促进剂对炭黑填充IR胶料的焦烧时间的影响
4.填充体系的影响
一般说来,N字头炭黑能使胶料的焦烧时间缩短,降低胶料的耐焦烧性。其影响程度主要取决于炭黑的pH值、粒径和结
构性。炭黑的pH值越大,碱性越大,胶料越容易焦烧,例如炉法炭黑的焦烧倾向性比槽法炭黑大。炭黑的粒径减小或结构性増大时,由于炭黑会使胶料在混炼时増加生热量,因此炭黑的粒径愈小,结构性愈高,则胶料的焦烧时间愈短。炭黑对胶料耐焦烧
性的影响程度,还与所用的硫化促进剂类型有关。表8-31列出了不同促进剂对填充50质量份高耐磨炭黑和未填充炭黑胶料
的焦烧时间的影响。在丁苯橡胶和顺丁橡胶胶料中,也有相似
的结果。如果采用有效硫化体系时,炭黑的影响减少。
有些无机填料(如陶土)对促进剂有吸附作用,会迟延硫
化。表面带有一OH基团的填料,如白炭黑表面含有相当数量的一OH,会使胶料的焦烧时间延长,使用时应予以注意。真空注型机
5.软化剂和防老剂的影响
胶料中加入软化剂一般都有延迟焦烧的作用,其影响程度
视胶种和软化剂的品种而定例如在三元乙丙橡胶胶料中,使用
芳烃油的耐焦烧性,不如石蜡油和环烷油。在金属氧化物硫化
的氯丁橡胶胶料中,加入20质量份氯化石蜡或癸二酸二丁酯时,其焦烧时间可增加12倍,而在橡胶胶料中,只增加
发电机冷却器20%~30%。
防老剂对胶料的硫化性质有一定影响。就焦烧性而言,不
同防老剂的影响程度也不同,例如防老剂RD对胶料焦烧时间的延长,比防老剂D和4010NA显著除上述配方因素的影响之外,
智能控制模块焦烧时间还与加工温度和加工时的剪切速率有密切关系。在考虑胶料的耐焦烧性时,必须予以全面考虑。

本文发布于:2024-09-21 17:23:04,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/4/220609.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:胶料   焦烧   硫化   促进剂   时间   影响   炭黑
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议