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硫化体系助剂在合成橡胶中的应用概况

  硫化体系助剂在合成橡胶配方中具有重要的作用,是影响橡胶制品性能的主要因素之一。


  硫化体系助剂主要由硫化剂、促进剂和活性剂组成,其用量占生胶用量的10%左右。根据合成橡胶的饱和度,可采用硫黄、金属氧化物、过氧化物和胺类化合物等多种硫化体系。


  一.硫化剂


  根据胶种和橡胶制品性能要求的不同,可采用硫黄、过氧化物、醌肟、树脂、金属氧化物等不同的硫化体系。其中,硫黄硫化体系又分为普通硫化体系、有效硫化体系和半有效硫化体系等。


  硫黄硫化体系在通用合成橡胶和半通用合成橡胶中使用较多,金属氧化物硫化体系主要用于氯丁橡胶(CR),醌肟和树脂硫化体系主要用于丁基橡胶(IIR),过氧化物和树脂硫化体系主要用于乙丙橡胶(EPR)、天然橡胶(NR)和丁苯橡胶(SBR)。特种橡胶[如聚硫橡胶(LP)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、氯化聚乙烯橡胶(CM)、氟橡胶(FKM)、硅橡胶(MVQ)、氟硅橡胶(FVMQ)等]基本都属于饱和橡胶,不含双键,硫黄对其不起交联作用,所以需要采用非硫黄硫化体系,如金属氧化物、过氧化物、有机胺盐硫化体系等。近年来丙烯酸酯橡胶(ACM)已基本采用硫黄硫化体系。


  (1)硫黄。普通粉末硫黄是橡胶工业最常用的硫化剂。随着子午线轮胎和彩色橡胶制品的发展,不喷霜、不影响粘合性能和产品外观的不溶性硫黄(IS)应用广泛。IS大部分用于NR轮胎胶料中,具有提高胶料-骨架材料粘合性能、避免喷霜、延长胶料存放时间的作用,IS在顺丁橡胶(BR)轮胎胶料中也有少量应用。


  (2)过氧化物。除IIR和卤化丁基橡胶(XIIR)之外,其余橡胶尤其是MVQ、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、CM、CR和热塑性弹性体等几乎都可以用过氧化物硫化。过氧化物硫化胶料的交联键是C—C键,其键能比硫黄硫化胶料的单硫键、双硫键和多硫键键能大,因此过氧化物硫化胶料的耐热氧老化性能优异、压缩永久变形小、不易喷霜、无硫化返原现象,但其拉伸性能、应变性能和耐疲劳性能较差。


  (3)树脂。为提高胶料的耐热性能和耐老化性能,许多胶种(IIR,NR,SBR和NBR等)已广泛使用树脂(如烷基酚醛树脂等)作为交联剂。树脂硫化的IIR胶料耐热性能好,压缩永久变形小,已成为制造硫化胶囊最主要的胶料。酚醛树脂硫化体系也常用于EPDM/PP等橡塑共混材料的制备。


  另外,石油树脂添加到橡胶轮胎制造中,可以很好的起到增粘,软化,补强的作用,是一种很好的添加料。


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