橡膠配合劑的促進(jìn)劑并用

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 從工藝性能和制品性能兩方面考慮促進(jìn)劑的選用時(shí)，單用—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(qiáng)度和定伸應(yīng)力，但硫速慢，平坦性較差，硫化膠耐熱老化性差；促進(jìn)劑TMTD雖然硫速快、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高的拉伸強(qiáng)度以及良好的耐磨、耐熱、耐老化性能，硫化平坦性也好。為了進(jìn)一步提高硫化速度，達(dá)到全面的、較高的使用價(jià)值，在橡膠配方中硫化體系的設(shè)計(jì)常采用兩種或三種促進(jìn)劑并用，以收到取長(zhǎng)補(bǔ)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(shí)，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，副促進(jìn)劑用量較小(一般約為主促進(jìn)劑用量的10％～40％左右)。

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AB、AA、BB、NA、NB、NN型等。但最常用的是AB、AA、NA型并用。

AB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(shí)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(jí)，促進(jìn)劑D為中速級(jí)，但并用后可達(dá)超速級(jí)效果，表現(xiàn)為硫化活性大(硫化起點(diǎn)快、硫化速度快)，硫化膠的拉伸強(qiáng)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(shí)都高。

促進(jìn)劑M和D在理論上以等摩爾并用時(shí)，效果最為突出。此時(shí)膠料的定型速度和硫化速度最快，機(jī)械性能也最高，但易焦燒，硫化平坦性差，工藝安全性差。所以在實(shí)際生產(chǎn)中為保證工藝安全，通常促進(jìn)劑M和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D并用，它與M和D并用相仿，只是硫化起點(diǎn)和硫化速度稍慢。實(shí)際上噻唑類和六次甲基四胺并用效果也很良好。

促進(jìn)劑M、DM和D三者并用，是M和D并用的發(fā)展。其中應(yīng)把M、DM共同視為第一促進(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DM的增減來凋節(jié)硫化起點(diǎn)。

AB型并用體系具有下列優(yōu)點(diǎn)：(a)可縮短硫化時(shí)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；(b)硫化起點(diǎn)快，尤其適用于非模型硫化要求膠料定利速度快的場(chǎng)合；(c)硫化膠的拉仲?gòu)?qiáng)度、定伸應(yīng)力及耐磨性均有顯著改善；(d)彌補(bǔ)了單用促進(jìn)劑D時(shí)耐老化性能差的缺點(diǎn)。

AA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)廠受到遏制，從而改善焦燒性能，但在硫化溫度下，仍可充分發(fā)揮快速硫化作用。典型的AA型并用體系有兩種。一種是主促進(jìn)劑為超速或超超速級(jí)的(如TMTD或ZDC)，副促進(jìn)劑為準(zhǔn)超速級(jí)的(如M或DM)。例如在天然橡膠中，促進(jìn)劑ZDC單用l份時(shí)，焦燒時(shí)間為3.5min，若將其10％的用量換成促進(jìn)劑M，則焦燒時(shí)間可延長(zhǎng)至8.5mm，而硫化速度不變，并使硫化膠的拉伸強(qiáng)度有一定提高。另—種是以促進(jìn)劑M(或DM)為主促進(jìn)劑，TMTD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(diǎn)慢、硫化速度快之效果。硫化起點(diǎn)慢，膠料起始硫化前有較好的流動(dòng)性，有助于提高膠料和纖維簾線間的附著力；硫化速度快，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DM)與TMTD并用時(shí)，如M(或DM)用量為1份左右時(shí)，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TMTD用量過高時(shí)，會(huì)使硫化平坦性下降，硫化膠的耐疲勞龜裂性能下降。

此類并用特別適用于模型制品，并用后不象AB型并用那樣能增加定伸應(yīng)力，但有較高的伸長(zhǎng)率，制品較柔軟。

NA型并用  這類并用起活化N型促進(jìn)劑的作用，從而加快了體系的硫化速度，但卻在一定程度上縮短了次磺酰胺的焦燒時(shí)間。典型的NA型并用體系有兩種。—‘種是CZ(或NOBS)與M(或DM)并用，多見于天然橡膠與合成橡膠并用的輪胎胎面膠、運(yùn)輸帶覆蓋膠配方中。具有焦燒傾向小、硫速快、硫化膠綜合性能好、耐老化性好的特點(diǎn)。

另一種是CZ(或NOBS)與TMTD(或ZDC)并用。這種并用方法可代替唑唑和胍的并用。與唑唑/胍并用相比，具有促進(jìn)劑總用量少，硫速快，焦燒時(shí)間較長(zhǎng)、交聯(lián)度有所增加，壓縮永久變形較小的優(yōu)點(diǎn)。該體系的缺點(diǎn)是平坦性稍差。