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特種橡膠硫化劑
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丁腈橡膠設計要點

丁腈橡膠設計要點

發布日期:2018-01-16 作者: 點擊:

1、硫化體系  

    丁腈橡膠主要有用硫黃和含硫化合物作為硫化劑,也可用過氧化物或樹脂等進行硫化。由于丁腈橡膠制品多數要求壓縮永久變形小,因此多采用低硫和含硫化合物并用,單用含硫化合物(無硫硫化體系)或過氧化物作硫化劑。硫黃促進劑體系是丁腈橡膠應用最廣泛的硫化體系。硫黃可使用硫黃粉,也可使用不溶性硫黃。由于硫黃在丁腈橡膠中的溶解度比天然橡膠低,所以應注意控制用量。硫黃用量增加,定伸應力、硬度增大,耐熱性降低,但耐油性稍有提高,耐寒性變化不大。一般軟質橡膠由于丁腈橡膠不飽和度低于天然橡膠,所需硫的用量可少些,一般用量1.5~2份,硫化促進劑用量可略多于天橡膠,常用量1~3.5份。丁腈橡膠的軟質硫化膠最宜硫黃用量為1.5份左右。不同丙烯腈含量的丁腈橡膠所需硫黃用量也不是同,當丙烯腈含量高,而丁二烯相對含量低時,由于減少了不飽和度,所需硫黃用量可酌量減少。如丁腈-18,硫用量1.75~2份;丁腈-26,硫用量1.5~1.75份,具有良好的綜合性能。低硫配合可提高硫化膠的耐熱性,降低壓縮永久變形及改善其他性能,因此丁腈橡膠常采用低硫(硫黃用量0.5份以下)高促硫化體系。2.jpg

丁腈橡膠使用的促進劑主要是秋蘭姆類和噻唑類,其中秋蘭姆類促進劑的硫化膠特性較了,特別是壓縮永久變形良好,而且加工安全,故應用更為普遍。此外還使用次磺酰胺類促進劑。胺類和胍類促進劑常作為助促進劑使用。硫黃與不同促進劑并用具有不同的性能,例如用二硫化秋蘭姆(如促進劑TMTD、TRA、TRT用量0.25~0.5份)與硫黃并用,采取低硫或無硫配合,耐熱性優異;硫黃與促進劑MD或CZ并用,膠料強伸性能好,是一種常用的硫化體系,如S/DM(1.5/1.5);硫黃與一硫化四甲基秋蘭姆(如TS)并用,膠料具有較低的壓縮永久變形和最小的焦燒傾向。高量秋蘭姆類與次磺酰胺類并用或秋蘭姆類與噻唑類并用的低硫配方,硫化膠的物理機械性能優異,耐熱性良好,壓縮永久變形小,并且不易焦燒和噴霜。

為減小永久變形,采用少量硫黃與秋蘭姆并用是極其有效的,該配方的特點是永久變形小,但焦燒時間稍短。

硫化活性劑常采用氧化鋅和硬脂酸。氧化鋅在硫黃硫化和無硫硫化體系中的用量常在1.0~5.0份,氧化鋅習慣用量5份,硬脂酸用量一般為 1.0份。

含硫化合物硫化體系是用含硫化合物(硫載體),如秋蘭姆類和二硫化嗎啡啉等作為硫化劑的硫化體系。該硫化體系中不用硫黃,習慣上又稱作無硫硫化體系。丁腈橡膠硫化常用的秋蘭姆硫化劑有二硫化四甲基秋蘭姆(TMTD)、二硫化四乙基秋蘭姆(TET)、四硫化雙五亞瑟甲基秋蘭姆(TRA),用量1~3份等。秋蘭姆類硫化劑因易于噴霜,外觀要求嚴格的制品應慎重使用。為避害免噴霜,可使用二硫化嗎啡啉,用量2~4份,或采取秋蘭姆與二硫化嗎啉并用,亦或秋蘭姆與促進劑CA并用作硫化劑。

丁腈橡膠有用有效硫化體系能提高硫化膠耐熱老化性能,降低壓縮變形性。如硫黃0.5份TMTD1.0份,CZ1.0份,具有良好的耐熱老化性。能用于天然橡膠的促進劑都可用于丁腈橡膠。

2、補強填充體系    

    丁腈橡膠在伸張狀態下結晶能力很差,因此缺乏自身的補強作用,在丁腈橡膠的配方中,必須使用補強劑,其品種與丁腈橡膠硫化膠性能要求有密切關系。對于普通耐油制品,首先要求具有良好的耐油、耐老化性能、低壓縮變形性和必要的物理機械性能,因而在炭黑使用上,多選用補強炭黑或者與其他炭黑并用。但要求高強伸性能和高耐磨性能時,必須選用高補強性的炭黑,如中超耐磨、高耐磨炭黑等。

粗粒子的軟質炭黑有利于提高膠料的回彈率,大量填充劑也不會影響主要物性。炭黑用量,半補強爐黑可達600~100份,槽法炭黑為50份,高耐磨爐黑為50~60份。丁腈橡膠用白色補強劑以白炭黑效果最好,也可以加入熱固性酚酫樹脂、聚氯乙烯樹脂為補強劑,有良好的耐執性、強度、耐油性。其他如硬質陶土、活性氧化鎂、活性碳酸鈣也有一定程度的補強作用。陶土由于彈性差、永久變形大,并且有遲緩硫化作用,應盡量少用。碳酸鈣用于增容目的可大量填充,有效降低成本,當與活性補強劑并用時可同時達到改善加工性能和提高物理機械性能的作用。

3、軟化增塑體系    

    由于大多數品種的丁腈橡膠粘度較高,比較堅韌,一般需使用軟化增塑劑以改善其各項工藝性能。丁腈橡膠常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等,除對膠料有一定塑化作用外,對丁腈軟質膠的彈性和耐磨性也有顯著改善。如古馬隆樹脂對改善粘著性有很大的作用。液體丁腈橡膠作增塑劑可防止抽出。癸二酸二辛酯、已二酸二辛酯耐寒優越。一般產品增塑劑用量在10~30份,古馬隆樹脂10份,一般情況下增塑劑對強伸性能都有影響,一定要根據具體情況控制用量,以取得適當的綜合性能。


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