橡膠促進(jìn)劑并用的如何應(yīng)用
從工藝性能和制品性能兩方面考慮促進(jìn)劑的選用時,單用一種促進(jìn)劑常不能收到理想的效果。如促進(jìn)劑D雖能賦予硫化膠高的拉伸強度和定伸應(yīng)力,但硫化速率慢,平坦性較差,硫化膠耐熱老化性差促進(jìn)劑TMTD雖然硫化速率快、硫化度高,但加工安全性差,容易焦燒和過硫;噻唑類和次磺酰胺類的硫化膠有著較髙的拉伸強度以及良好的耐磨、耐熱、耐老化性能,硫化平坦性也好,但有時硫化速率顯得不夠快,焦時間過長。為了進(jìn)一步提高硫化速率,達(dá)到全面的較高的使用價值,在橡膠配方中硫化體系的設(shè)計常采用兩種或三種促進(jìn)劑并用,以收到取長補短或相互活化的效果,從而適應(yīng)加工工藝及提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要。將促進(jìn)劑進(jìn)行并用時,通常是以一種促進(jìn)劑為主(稱主促進(jìn)劑或第一促進(jìn)劑),另一種促進(jìn)劑為副(稱副促進(jìn)劑或第二促進(jìn)劑)。主促進(jìn)劑用量較大,且并用后的硫化特性上都顯示了其基本特征,而副促進(jìn)劑用量較小(一般為主促進(jìn)劑用量的10%~40%)。如DMD(12:0.4)CZ:TMTD(1:0.2)中DM和C乙都是主促進(jìn)劑,而促進(jìn)劑D和促進(jìn)劑TMTD在這個系統(tǒng)中稱為副促進(jìn)劑或第二促進(jìn)劑以A代表酸性促進(jìn)劑,以B代表堿性促進(jìn)劑,以N代表中性促進(jìn)劑促進(jìn)劑的并用類型則有AA、BB、N、AB、NA、NB型等,但最常用的是AB、AA、NA型并用。
①AB型并用。此類并用也稱作相互活化型,是以酸性促進(jìn)劑為主促進(jìn)劑,堿性促進(jìn)劑為副促進(jìn)劑的一種并用方法;并用后的促進(jìn)效果比單用A或單用B時都好。最典型的是噻唑類和胍類促進(jìn)劑并用,例如促進(jìn)劑M為準(zhǔn)超速級,促進(jìn)劑D為中速級,但并用后可達(dá)超速級效果,表現(xiàn)為硫化活性大(硫化起點快、硫化速率快),硫化膠的拉伸強度、定伸應(yīng)力、硬度、耐磨性比其中任何一種促進(jìn)劑單用時都高。圖3-22為促進(jìn)劑M和促進(jìn)劑D在NR中單用、并用的效果對比。促進(jìn)劑M和促進(jìn)劑D在理論上以等摩爾并用時,效果最為突出。此時膠料的定型速率和硫化速率最快,機(jī)械性能也最高,但易焦硫化平坦性差,工藝安全性差。所以在實際生產(chǎn)中為保證工藝安全,通常促進(jìn)劑M和促進(jìn)劑D的并用量一般控制在M:D=5:(2~4)(質(zhì)量比)。為提高操作安全性,目前最廣泛使用的是促進(jìn)劑DM和促進(jìn)劑D并用,它與促進(jìn)劑M和促進(jìn)劑D并用相仿,只是硫化起點和硫化速率稍慢。實際上噻唑類和六亞甲基四胺并用效果也很好。促進(jìn)劑M、促進(jìn)劑DM和促進(jìn)劑D三者并用,是促進(jìn)劑M和促進(jìn)劑D并用的發(fā)展。其中應(yīng)把促進(jìn)劑M、促進(jìn)劑DM共同視為第一促進(jìn)劑,促進(jìn)劑D為第二促進(jìn)劑。此種并用方法適用于促進(jìn)劑總用量大、工藝操作要求穩(wěn)定性較好的情況下使用,并可利用促進(jìn)劑DM的增減來調(diào)節(jié)硫化起點。AB型并用體系具有下列優(yōu)點:可縮短硫化時間或降低硫化溫度,并可減少促進(jìn)劑用量,因而可提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本;硫化起點快,尤其適用于非模型硫化要求膠料定型速度快的場合;硫化膠的拉伸強度、定伸應(yīng)力及耐磨性均有顯著改善;彌補了單用促進(jìn)劑D時耐老化性能差的缺點。
②AA型并用。此類并用也稱為相互抑制型。這是兩種不同類型的酸性促進(jìn)劑并用,其并用后使體系的活性在較低的溫度(指操作溫度)下受到遏制,從而改善焦嬈性能,但在硫化溫度下,仍可充分發(fā)揮快速硫化作用。典型的A型并用體系有兩種:一種是主促進(jìn)劑為超速或超超速級的(如促進(jìn)劑TMTD或促進(jìn)劑ZDc),副促進(jìn)劑為準(zhǔn)超速級的(如促進(jìn)劑M或促進(jìn)劑DM),如在NR中,促進(jìn)劑ZDC1份時,焦嬈時間為3.5min,若將其10%用促進(jìn)劑M替換,則焦燒時間可延長至8.5min而硫化速率不變,并使硫化膠的拉伸強度有一定提高;另一種是以準(zhǔn)超速級的為主促進(jìn)劑,超速級或超超速級的為副促進(jìn)劑,并用后也可獲得相似的效果例如斜交輪胎的纖維胎體膠料配方可采用此種并用方法,以得硫化起點慢、硫化速率快的效果。硫化起點慢,膠料起始硫化前有較好的流動性,有助于提高膠料和纖維簾線間的附著力;硫化速率快,可保證這些內(nèi)層膠料在受熱較晚的條件下能與胎面膠同步硫化。促進(jìn)劑M(或促進(jìn)劑DM)與促進(jìn)劑TMTD并用時,如促進(jìn)劑M(或促進(jìn)劑DM)用量為1份左右時,促進(jìn)劑TMTD用量一般為0.05~0.1份(合成橡膠中可達(dá)0.2份或以上),若促進(jìn)劑TMTD用量過高時,會使硫化平坦性下降,硫化膠的耐疲勞龜裂性能下降。