概念
硫化促進(jìn)劑簡稱爲促進(jìn)劑。在橡膠膠料中配入少量的促進(jìn)劑,能(néng)大大促進(jìn)橡膠與硫化劑(交聯劑)之間的反應,凡能(néng)加快硫化反應速度,縮短硫化時(shí)間,降低硫化反應溫度,減少硫化劑用量産能(néng)提高或改善硫化膠物理機械性能(néng)的配合劑,稱爲硫化促進(jìn)劑。
作用
1.縮短硫化時(shí)間、減少硫磺用量、降低硫化溫度;
2.改善膠料的焦燒性能(néng);
3.使膠料硫化平坦性好(hǎo),改善制品性能(néng);
3.改善橡膠制品外觀質量。
1.找到制品想要達到的目的與效果;
2.綜合各因素選出适合制品用的促進(jìn)劑;
3.選出的促進(jìn)劑做測試與效果分析;
4.選用穩定可靠的促進(jìn)劑貨源。
1.橡膠類型
不同的橡膠具有不同的性能(néng)特點,采用不同的硫化體系,不同的硫化體系選擇不同類型的促進(jìn)劑時(shí),應考慮到它們之間的匹配。
2.促進(jìn)劑品質
選用促進(jìn)劑時(shí)品質是配方工程師考慮的問題之一。現在的市場上,還(hái)存在不少以假冒真、以次充優的現象,所以在選用時(shí)要爲之慎重,否則將(jiāng)會(huì)直接影響橡膠的硫化或防老化等方面(miàn)的性能(néng)。
3.對(duì)混煉膠和硫化膠性能(néng)的影響
促進(jìn)劑在硫化期間參與橡膠空間網狀結構的形成(chéng),對(duì)硫化膠的結構亦即對(duì)其物理機械性能(néng)和老化性能(néng)的優劣有直接關系。促進(jìn)劑對(duì)混煉膠有軟化作用,使膠料的可塑度增加,改變了膠料的加工性能(néng)。
4.焦燒性能(néng)
促進(jìn)劑對(duì)膠料的焦燒時(shí)間(即膠料熱硫化開(kāi)始以前延續的時(shí)間)起(qǐ)決定性影響。所以選擇的促進(jìn)劑應使膠料有相當的焦燒時(shí)間,這(zhè)對(duì)膠料在混煉、壓延、壓出或注壓過(guò)程中的操作安全性、硫化初期膠料的流動性及對(duì)織物的附著(zhe)力皆有重大作用。尤其近年來爲提高生産效率,加工條件越來越嚴格,對(duì)膠料的抗焦燒性能(néng)的要求也越來越高。但過(guò)長(cháng)的焦燒時(shí)間會(huì)導緻總硫化時(shí)間的增加,這(zhè)不但不利于勞動效率的提高,而且對(duì)無模硫化制品在硫化過(guò)程中的變形也會(huì)産生不良影響。
促進(jìn)劑的抗焦燒性能(néng)直接與其硫化臨界溫度(即促進(jìn)劑對(duì)硫化過(guò)程開(kāi)始起(qǐ)作用的溫度)有關,在此溫度下,促進(jìn)劑活性并不顯著;在此溫度以上促進(jìn)劑活化,充分發(fā)揮其硫化作用。遺憾的是多數促進(jìn)劑尚未測定這(zhè)一溫度。當多種(zhǒng)促進(jìn)劑配合使用時(shí),有些促進(jìn)劑的活性受到抑制,有些促進(jìn)劑即使在其臨界溫度以下也會(huì)出現較大的活性。
5.硫化平坦性
促進(jìn)劑應使膠料在宜硫化期間有寬廣的硫化平坦曲線,換句話說(shuō),硫化膠的性能(néng)在這(zhè)段時(shí)間内不應呈現明顯的變化,這(zhè)對(duì)橡膠厚制品和實心制品特别重要。橡膠是熱的不良導體,硫化膠料的表面(miàn)和内部受熱情況并不一緻,寬廣的硫化平坦性是避免過(guò)硫并使制品各部分硫化均勻的保證。
6.分散性
在膠料中分散性能(néng)不好(hǎo)的促進(jìn)劑,不但需要較長(cháng)的混煉時(shí)間,增加設備動力消耗,還(hái)往往因爲混煉不勻而使制品硫化不均。通常,低熔點促進(jìn)劑在膠料中易于熔融擴散,因此分散性好(hǎo);而對(duì)于高熔點促進(jìn)劑,是使用粒徑小的粉末狀産品;對(duì)于一些難于分散的促進(jìn)劑,可作爲母煉膠使用。
7.噴霜
混煉膠的噴霜會(huì)給後(hòu)道(dào)工序粘接不良和降低制品的外觀質量,因此要加以避免。促進(jìn)劑噴霜與促進(jìn)劑對(duì)橡膠的相溶性有關,一般非極性的三元乙丙橡膠容易噴霜,而極性的丁腈橡膠、氯丁橡膠難于噴霜。在促進(jìn)劑中,特别是促進(jìn)劑TMTD和ZDMC與橡膠的相溶性較差,有可能(néng)産生噴霜的現象。烷基大的促進(jìn)劑ZDEC與ZDBC與橡膠的相溶性比TMTD與ZDMC好(hǎo),噴霜現象減小。
8.污染性及著(zhe)色性
有些促進(jìn)劑由于本身帶有不同的顔色而使橡膠制品著(zhe)色,有些受化學(xué)作用或日光曝曬後(hòu)使制品變色,這(zhè)些促進(jìn)劑都(dōu)不能(néng)用到白色或豔色制品。有些促進(jìn)劑有明顯的臭味、苦味,此外有些促進(jìn)劑也能(néng)通過(guò)接觸遷移而污染其他物質。
9.環保性
目前使用的促進(jìn)劑多數沒(méi)有毒或毒性極小,但是還(hái)是有個别的有毒性。這(zhè)些促進(jìn)劑在醫療衛生制品和食物接觸的橡膠制品中不能(néng)使用,使用有毒或毒性較大的促進(jìn)劑在操作過(guò)程中應加以防護。
促進(jìn)劑的發(fā)展趨勢趨向(xiàng)于環保化、功能(néng)化。近年來國(guó)際上對(duì)促進(jìn)劑在橡膠加工過(guò)程中,易産生有害的亞硝胺促進(jìn)劑日益重視,環保型的新型促進(jìn)劑大多研發(fā)自歐美等發(fā)達國(guó)家,而中國(guó)近些年來已經(jīng)逐漸重視環保型促進(jìn)劑、預分散體的研發(fā)與生産,其中環保型促進(jìn)劑的代表有:ZBEC、TBzTD、TIBTD、ZBPD、ZDTP、NS、TBSI、MTT等。
10.水溶性
對(duì)于膠乳制品的生産來講,選用水溶性促進(jìn)劑比較方便,其中代表産品有:ZDEC、ZDBC、ZMBT、TMTD、MBT等
11.促進(jìn)劑并用
每一種(zhǒng)促進(jìn)劑都(dōu)有自己的特性,爲了滿足膠料在操作過(guò)程中具有良好(hǎo)的工藝性能(néng)和使硫化膠具有優良的物理化學(xué)性能(néng),可將(jiāng)幾種(zhǒng)并用,彼此取長(cháng)補短。
橡膠性能(néng)因促進(jìn)劑特性而與衆不同——促進(jìn)劑分主促進(jìn)劑和副促進(jìn)劑。主促進(jìn)劑,又稱第1促進(jìn)劑,一般采用酸性促進(jìn)劑(稱A型)或中性促進(jìn)劑(稱爲N型)。以噻唑類和秋蘭姆類多,噻唑類的焦燒時(shí)間順序爲:M<dm<mz<次磺酰胺類。秋蘭姆類主促進(jìn)劑僅用于薄膜制品或硫化時(shí)間極短的模型制品。二硫代氨基甲酸鹽類主促進(jìn)劑,常用于膠乳制品、以及乙丙橡膠、丁基橡膠等低不飽和橡膠。
副促進(jìn)劑,又稱第2促進(jìn)劑或第3促進(jìn)劑,一般采用堿性促進(jìn)劑(稱B型),以用胍類(如促進(jìn)劑DPG,DOTG等)爲多。也采用促進(jìn)劑H,可以延長(cháng)焦燒時(shí)間,副促進(jìn)劑用量随主促進(jìn)劑種(zhǒng)類而異。次磺酰胺類促進(jìn)劑本身爲并用型促進(jìn)劑,在硫化溫度下,會(huì)分解出促進(jìn)劑M和胺類化合物,構成(chéng)AB并用體系。因此,一般可不選用副促進(jìn)劑。當然,根據工藝需要,也可并用少量促進(jìn)劑DPG或秋蘭姆類促進(jìn)劑等。
12.配合作用
選用促進(jìn)劑時(shí)還(hái)要考慮到和其它橡膠助劑、橡膠用原料的相互作用等因素。
13.經(jīng)濟性
選用促進(jìn)劑時(shí)應考慮到該産品在市場上的采購難易程度,不常見的促進(jìn)劑或難采購到的要注意大量使用時(shí)對(duì)生産的影響。
市場上常見到的促進(jìn)劑還(hái)要考慮到采購價格問題,促進(jìn)劑的使用成(chéng)本對(duì)配方工程師來說(shuō)是個應考慮的問題之一。
14.保密性
常見的橡膠制品找到個配方容易,但是對(duì)于特殊的或是有技術含量的橡膠制品來說(shuō),配方設計耗費大量精力與财力,設計一個橡膠配方并且進(jìn)行保密,對(duì)于企業的發(fā)展至關重要。而配方保密必然要涉及到選用促進(jìn)劑産品的保密,這(zhè)也是配方工程師乃至公司負責人考慮的重要問題之一。