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自然橡胶硫化的过程

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自然橡胶硫化的过程

发布日期:2015-10-13 00:00 来源:http://www.centurycreation.com 点击:

  自然橡胶硫化的过程是橡胶大分子链发生化学交联反应的过程。大致可以分为3个阶段:

  第1阶段为诱导阶段,硫磺分子和促进剂体系(促进剂、氧化锌、硬脂酸)反应天生一种活性更大的中间化合物,它进一步引发橡胶分子链产生可交联的自由基。

  第2阶段为交联反应阶段,可交联的自由基与橡胶分子链之间发生连锁反应,天生交联链。

  第3阶段为网构形成阶段,同时可能发生交联键的重排和裂解等反应,在此阶段的后期交联反应已基本停止,随之发生的主要是交联键的重排和裂解等反应(即“硫化返原”反应)。

  通过胶料定伸强度的测量(或硫化仪)可以看到,整个硫化过程可分为硫化诱导,预硫,正硫化和过硫(对天然胶来说是硫化返原)四个阶段。硫化诱导期(焦烧时间)内,交联尚未开始,胶料有很好的流动性。这一阶段决定了胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点,胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶本身性质有关,主要取决于所用助剂,如用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间,且有较高的加工安全性。硫化诱导期以后便是以一定速度进行交联的预硫化阶段。预硫化期的交联程度低,即使到后期硫化胶的扯断强度,弹性也不能到达预想水平,但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。到达正硫化阶段后,硫化胶的各项物理性能分别达到或接近最佳点,或达到性能的综全平衡。正硫化阶段(硫化平坦区)之后,即为过硫阶段,有两种情况:天然胶出现“返原”现象(定伸强度下降),大部分合成胶(除丁基胶外)定伸强度继续增加。对任何橡胶来说,硫化时不只是产生交联,还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。这一现象贯穿整个硫化过程。在过硫阶段,如果交联仍占优势,橡胶就发硬,定伸强度继续上升,反之,橡胶发软,即出现返原。

  普通硫化体系在硫化交联过程中常产生较多的不稳定的多硫交联键,它与单硫交联键相比常表现出热不稳定性,在硫化曲线上表现为到达最大扭矩后随着硫化时间的延长,扭矩逐渐下降。

  催化是纳米超微粒子应用的重要领域之一,纳米超微粒子高比面积与高活性可明显地增进催化效率。纳米超微粒子用于塑料、传统涂料改性等方面也已取得了明显成绩。本工作研究了纳米氧化锌作为硫化活性剂对自然橡胶复合体系硫化反应的影响,并同时与普通氧化锌的作用相比较。自然橡胶SMR20(马来西亚产品);普通ZnO(安庆市氧化锌厂);纳米ZnO(山西丰海纳米科技有限公司)。

  基本配方(质量比):SMR20(100),硬脂酸(1.O),硫磺(2.5),促进剂Ⅳ一环己基一2一苯并噻唑基次磺酰胺(CZ)(1.O),ZnO(5.O)。

  按常规方法在开炼机上混炼,在平板硫化机上硫化(总工作压力为100 t,硫化温度为151 C)。RheoTECH(R)一MD型无转子硫化仪,美国TECH PRO公司产品,摆角4- _1。,频率1.7 Hz,在151 C下测试硫化曲线,测定正硫化时间t。。(以交联度为9O 时计算)和焦烧时间t 。(以交联度为1O%时计算),并计算硫化返原指数R ,Rt指硫化曲线达到最高扭矩后下降0.1 dN ·m所需的时间。

  采用SiTECH(R)电子拉力机(美国TECH PRO公司),室温下测试硫化胶的力学性能。WRT一3P型热分析仪(上海精密仪器厂),升温速率15℃/rain,升温范围室温~5OO C,空气气氛,样品10.0 mg。


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