第26卷第5期氯丁橡胶的高性能配合?17?；氯丁橡胶的高性能配合；六功编译；在氯丁橡胶胶料中使用金属硫化物和高活性炭黑,将其；关键词:氯丁橡胶,金属硫化物,高活性炭黑,金属氧；在胶料配方中添加改性补强剂是提高橡胶胶料及其制品；白炭黑AM2150系由乌克兰产品气相白炭黑A21；试验研究采用氯丁橡胶Д,СН或者ДКР其配方组成；料1#不含AM2150;胶料3#不
　第26卷第5期氯丁橡胶的高性能配合　　　　　　?17?
氯丁橡胶的高性能配合
六功　编译
　　在氯丁橡胶胶料中使用金属硫化物和高活性炭黑,将其与改性白炭黑并用或者单独使用来取代金属氧化物,可得到工艺性能良好的混炼胶,制得性能极好的制品。
关键词:　氯丁橡胶,金属硫化物,高活性炭黑,金属氧化物
　　在胶料配方中添加改性补强剂是提高橡胶胶料及其制品重要性能的有效方法之一。环氧氯丙烷和氯磺化聚乙烯胶料中用有机胺处理过的白炭黑能显著改善该种橡胶胶料及其制品的物理机械性能。但是,为此,极作用;形成弹性体2填充剂体系单一的三维结构;根据弹性体的这些特性和优点我们探索了添加金属硫化物和乙烯基双二硫代氨基甲酸铵改性高活性炭黑和白炭黑,以提高氯丁橡胶及其工业制品的各项性能,而不使用已知的各种金属氧化物硫化剂。
白炭黑AM2150系由乌克兰产品气相白炭黑A2175和A2360改性制得,可以任意批量生产,用于橡胶和其他工业部门,其改性剂就是乙烯基双二硫代氨基甲酸铵。它是一种结晶状不稳定化合物,六小时后便分解了。改性剂在水液中的存放时间不受限制。因此,在橡胶工业制品生产过程中,为了对白炭黑进行改性可使用它的溶液。AM%的改性剂。
试验研究采用氯丁橡胶Д,СН或者ДКР其配方组成(质量份)为:生胶100,硬脂酸1.5,硫化钡,(或者二硫化钼)5,高活性炭黑354(或者П23420)5,AM21507.5(试验胶К
料1#不含AM2150;胶料3#不含硫化钡和炭
为了进行比较,它含有硬脂酸.,4份。胶料在开,在电热平板上于℃下硫化。表1列示了硫化系统类型对含硫化钡К354炭黑的纳特氯丁橡胶ДСН混炼胶(胶料1和胶料2)及其硫化胶各项性能的影响。
研究表明(见表1),与胶料4相比,所有试验用橡胶胶料(123)都具有良好的耐焦烧性(尤其是含双组份和三组份硫化体系的胶料1和2,而仅含硫化钡和К2354炭黑的胶料1的粘度非常低),良好的流动性和工艺性能。用这些胶料(123)制得的硫化胶具有较高的弹性强度和变形性能,高抗撕强度和耐磨性,动态耐久性和耐热性。含三组份硫化体系
354+AM2150的试验用橡胶2结构BaS+К
化速率很快,正硫化时间短(减少一半),具有较好的物理机械性能(见表1)。相反,胶料4的性能较低,其制品在许多情况下往往不能使用(在使用条件苛刻和使用周期要求较长)。
热分析在空气介质中进行试验。结果表明,试验用的橡胶具有较高的热稳定性。采用动态热比重法(积分和微分)进行分析,加热速率为10℃??min,从20℃加热至800℃,分析仪器采用匈牙利MOM公司产品。低分子产物(氯化氢)脱离试验用生胶分子链的起始
?18?　　世　界　橡　胶　工　业
表1　ДСН氯丁橡胶各项性能
指　　标　试验　胶料
最低门尼粘度(120℃),(设定单位)门尼焦烧时间,(120℃),min硫化时间,153℃×min
的动力学参数――活化能E和指数前系数
Z。对照试验用橡胶的这些动力学参数同样也大大高于批量生产的橡胶4,这也正是对高温老化具有耐久性的直接证明。
试验用橡胶对液态介质具有较好的化学耐久性(油,有机酸和无机酸,碱和水)(见表2)。批量生产的用金属氧化物硫化的橡胶在冰醋酸和浓盐酸作用下完全被破坏。在油酸作用下产生剧烈的变化。这种橡胶不可用于制造与这类介质接触的工业制品,而对照试
表2　橡胶对液态介质的耐久性
拉伸强度,MPa
300定伸应力,MPa
201..44...3
相对伸长率,%扯断永久变形,%硬度(邵尔A)抗斯强度,KN??m耐磨性,J??mm3
=0.4ΕΕp(100℃下老化14批量生产
油《工业用――30》
,%(与初始相比)相对伸长保持率,%(与初始相比)质量变化率,%
拉伸强度保持率,%(与初始相比)相对伸长保持率,%(与初始相比)起始分解温度,℃快速分解温度,℃分解结束时的温度,℃分解最快速率,(与初始相比)%分解起初时质量损失,%热氧化破坏活性性能E,KJ??mol预指数系数Z,min
629.50.796.7
拉伸强度保持率,%(与初始相比)相对伸长保持率,%(与初始相比)质量变化率,%
冰醋酸(10天)
拉伸强度保持率,%(与初始相比)相对伸长保持率,%(与初始相比)质量变化率,%
拉伸强度保持率,%(与初始相比)相对伸长保持率,%(与初始相比)质量变化率,%
20%氢氧化钾溶液
.90.09×.921.33×1023
热氧化破坏E速率常数,min-0.4
温度(170～185℃)比橡胶4(141℃)的高得多。在高温区域试验用橡胶的热稳定性的其他参数错位严重――生胶相分解起始温度(位于60～66℃),生胶分解(298～396℃)整个峰顶处于较低的水平,氯化氢(试验用橡胶的腐蚀性较低)在对橡胶的热力学作用下从生胶中分离出来的速率低于生胶正常分解速率3.5～4.5倍(与橡胶4相比)(见表1)。根据获得的结果,确定了橡胶热老化破坏过程
拉伸强度保持率,%(与初始相比)相对伸长保持率,%(与初始相比)质量变化率,%
拉伸强度保持率,%(与初始相比)相对伸长保持率,%(与初始相比)质量变化率,%
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验用橡胶对上述介质有较好的耐久性,它们能保证橡胶工业制品在该条件下长期使用。
在配方中使用氯丁橡胶Д1取代КР
)或者二硫化钼(5215质量份)取代二硫ДСН
化钡或者活性炭黑П24320取代К354(数量相同),便可获得试验用橡(123)和批量生产的橡胶各项性能间的类似的数据和相互关系。
上述试验数据证明了先前关于聚氯丁二烯结构化的理论假设,即该结构化系由金属硫化物在高活性炭黑和含氨基或亚氨基的改性的炭黑参于下所致。从而形成高强度耐热炭2炭键、单硫键、C2S2R2S2C(R2活性炭黑粒子)、22改性炭黑粒子)及其他。C2N2R′N(R′
的三维结构,网络,最佳。因此,、撕裂强度、耐磨强度、,永久变形小、在较宽的温度范围内具有耐腐蚀性,混炼胶的工艺性能好、耐焦烧。由于发生了一系列反应,在试验用橡胶中形成了交联结构。在含纳特氯丁橡和金属硫化物的胶料里,在高温下(140℃以上)氯化氢急剧地脱离聚合物分子,与金属硫化物反应。生成硫化氢。它与分布在活性炭黑(К354、24320及其他表П面的活性基团(各种官能团、自由基、双键)产
生反应。由此,在结构化胶料中形成自由巯基
团,而在炭黑表面则生成巯基官能团,形成化学结合。这一点已被下列事实所证明,即在典型系统中用硫化氢对炭黑进行处理,然后通过称量法和碘量滴定法对改性巯基炭黑进行分析。胶料中原有的和后来生成的金属硫化物、自由巯基团,含巯基官能团的改性巯基炭黑沿氯原子(主要是沿烯丙基氯)与生胶分子链相互作用,当氯化氢脱离时与双键反应。通过这些反应得到的橡胶相三维网络交联键的类型和硫化结构决定了试验用橡胶及其由它制造的制品的各项性能:在氯,混炼胶,该胶料在现代生产装备上加工方便,由这种胶料制成的制品与众不同,最重要的是它具有较高的使用性能,从而拓宽了它们的应用领域、延长了使用寿命。
1.A.Ф.Н,П,1997,№6,C.18-22.осниковИЭ
42.A.C.1208046CCCP,М08L11??00,с08КИКс
9??02.-В.И.1986.-N.
43.A.C.1151552CCCP,М08L9??02.с08ККИс
3??04.-В.И.185.-N15.
发展是硬道理
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