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橡膠助劑
日期：2024-11-23 05:35
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摘要：
橡膠助劑
橡膠加工用的一大類添加劑，包括硫化劑(交聯(lián)劑)、硫化促進劑、硫化活性劑、防焦劑、防老劑、軟化劑、增塑劑、塑解劑和再生活化劑、增粘劑、膠乳專用助劑等主要助劑，還有著色劑、發(fā)泡劑、阻燃劑等助劑可與塑料助劑通用。橡膠助劑起源於天然橡膠的硫化。經(jīng)過八十多年的研究，直到20世紀20～30年代，隨著硫化促進劑的基本品種2-巰基苯並噻唑及其次磺酰胺衍生物以及對苯二胺類防老劑的工業(yè)化，橡膠助劑才基本形成體係。目前，橡膠助劑處於穩(wěn)定時期，硫化促進劑和防老劑兩類主要有機助劑的產(chǎn)量大約為生膠消耗量的4％。國外橡膠助劑的生產(chǎn)相當集中，聯(lián)邦德國的拜耳股份公司和美國的孟山都公司是*主要的生產(chǎn)廠家。中國橡膠助劑（指有機助劑）的生產(chǎn)始於1952年。
硫化劑 能將線型的橡膠分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。因*初將硫磺用於此目的，故稱硫化劑，並在橡膠工業(yè)中沿用至今。硫磺仍是主要的硫化劑，廣泛用於高不飽和的二烯類橡膠的硫化，也用於低不飽和的三元乙丙橡膠和丁基橡膠。在一般橡膠配方中，用量1～5份(橡膠質(zhì)量為100份)。其他硫化劑還有:①硫磺給予體，即在加熱下可釋出硫原子的化合物，如二硫化和多硫化秋蘭姆（thiuram）及二硫化二嗎啉（DTDM），它們所形成的交聯(lián)鍵以單硫和雙硫鍵為主，故硫化膠有良好的耐老化性能；②有機過氧化物，主要用於交聯(lián)飽和及低不飽和的矽橡膠、二元乙丙橡膠、聚氨酯橡膠等；③氧化鋅、氧化鎂、一氧化鉛等金屬氧化物，主要用於氯丁、氯醇、氯磺化聚乙烯、聚硫等橡膠的硫化；④胺類，如多乙烯多胺，用於氟橡膠和丙烯酸酯橡膠；⑤烷基苯酚甲醛樹脂類，用於丁基橡膠。
硫化促進劑 能縮短硫化時間、降低硫化溫度、減少硫磺用量的物質(zhì)（簡稱促進劑）。噻唑類及次磺酰胺類是促進劑的主體，約占其總量的70％～75％。主要品種有：
①噻唑類 主要品種是2－巰基苯並噻唑(促進劑M)和2，2′-二硫化苯並噻唑(促進劑DM)。工業(yè)上采用苯胺加壓法和鄰硝基氯苯常壓法兩種工藝生產(chǎn)促進劑M，它是常用的促進劑，也是DM和次磺酰胺類促進劑的基礎(chǔ)原料。
?、诖位酋０奉悺⊥ㄊ饺缦拢?br> 式中R′為H，R為有機基團；或R′和R均為有機基團；R′、R亦可成環(huán)。由促進劑M或其鈉鹽，也可由促進劑DM，與環(huán)己胺（產(chǎn)物為促進劑CZ）、二環(huán)己胺（產(chǎn)物為促進劑DZ）、二異丙胺（產(chǎn)物為促進劑DIBS）、嗎啉（產(chǎn)物為促進劑NOBS）、叔丁胺（產(chǎn)物為NS）等通過不同的工藝製得。它們的硫化起步慢，但硫化速度快，被稱為遲效快速促進劑，主要用於輪胎等大型橡膠製品的生產(chǎn)。在常規(guī)配方中，其用量僅為促進劑M和DM的三分之二（促進劑M和DM的常用量為1～2份）。在所謂“半有效硫化”體係（即低硫磺/高促進劑配合）中，用量則達3～5份（與0.2～0.4份硫磺並用），可獲得良好的加工**性，並提高硫化膠的綜合性能。
?、矍锾m姆類 屬快速促進劑，主要作噻唑類或次磺酰胺類的輔助促進劑。
?、芏虼被姿猁}類中屬超速促進劑，適用於常溫快速硫化，也作輔助促進劑。
此外，尚有能提高有機促進劑活性的物質(zhì)，稱作硫化活性劑，即促進助劑。*廣泛采用的是氧化鋅，用量3～5份。防止或延緩膠料在硫化前的加工和停放過程中發(fā)生早期硫化(“焦燒”)的物質(zhì)，稱作硫化延緩劑，即防焦劑。效果較好的防焦劑有N-亞硝基苯胺（防焦劑NDPA）、N-環(huán)己基硫化酞酰亞胺（防焦劑PVJ或CTP）等，前者用量0.3～1份，後者0.1～0.5份。防焦劑的研究工作現(xiàn)在仍很活躍。
防老劑 即抗氧劑，在橡膠工業(yè)中習稱防老劑。主要有三類：①苯基萘胺類，如N-苯基-1-萘胺(防老劑甲)、N-苯基-2-萘胺(防老劑丁)，性能較**，大量使用；②對苯二胺類，是*重要的防老劑，性能優(yōu)異，其代表性品種是N-苯基-N′-異丙基對苯二胺 (防老劑4010NA)；③酮胺縮合物，如防老劑 BLE、RD，抗熱氧老化效果好，但抗撓曲老化作用較差。
上述各類胺類防老劑都有汙染性，不能用於淺色製品。需使用不汙染或低汙染防老劑時，可選用酚類、烴化二苯胺類或2-巰基苯並咪唑（防老劑MB）等。防老劑用量常為1～2.5份。近年各國對反應(yīng)性防老劑的研究開發(fā)給予重視，它有突出的耐久性。
軟化劑 旨在改善膠料塑性、降低膠料粘度、改善其他配合劑的分散性的助劑。在橡膠工業(yè)中，軟化劑還包括範圍更廣泛的各種非溶劑型軟化劑，如石油係軟化劑、石油樹脂、庫馬龍樹脂、鬆焦油以及天然油脂的硫化油膏等。石油係軟化劑的組成隨原油的性質(zhì)而異，分類方法也很複雜，按其分子結(jié)構(gòu)，可大體分為鏈烷油、環(huán)烷油和芳香油三類。石油係軟化劑主要用於生產(chǎn)充油丁苯橡膠，此項用途約占石油軟化劑的四分之三。
增塑劑 能賦予膠料以柔軟性和良好的加工性能，常采用與橡膠有良好相溶性的低揮發(fā)性液體或低溶點固體，如鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類以及低分子量的液體聚合物。
塑解劑和再生活化劑 通過化學作用增強生膠塑煉效果、縮短塑煉時間的助劑稱塑解劑。塑解劑實際上是橡膠高分子鏈發(fā)生氧化降解的催化劑，所以也能對硫化膠的斷鏈起促進作用，因而在再生膠生產(chǎn)中用作再生活化劑。芳香族硫醇衍生物和芳香族二硫化物是塑解劑和再生活化劑的主要類彆。
膠乳專用助劑 膠乳生產(chǎn)除使用與乾膠加工相似的硫化劑、促進劑、硫化活性劑和防老劑外，還需要一些用於改進膠乳加工性能的助劑，稱膠乳專用助劑，如分散劑、乳化劑、潤濕劑、增稠劑、凝聚劑、抗泡劑和熱敏化劑等。