硫化促進(jìn)劑對(duì)氯丁橡膠性能的影響

金耀程 韓雪 李帥孝 等

硫化促進(jìn)劑對(duì)氯丁橡膠性能的影響

金耀程1，韓 雪1，李帥孝2， 陳麗飛1

（1. 沈陽(yáng)第四橡膠（廠(chǎng)）有限公司， 遼寧 沈陽(yáng) 110027； 2. 工程兵軍事代表局 駐沈陽(yáng)地區(qū)軍事代表室， 遼寧 沈陽(yáng) 110004）

摘 要：討論了不同硫化促進(jìn)劑和硫化溫度對(duì)氯丁橡膠硫化和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：多數(shù)膠料在180℃硫化比在170 ℃硫化的正硫化時(shí)間短，焦燒時(shí)間也短。在加入ZnO 5份、MgO 4份，NA-22 1份、TMTD 0.5份，KH550活化的白炭黑 40份時(shí)，膠料獲得最短的硫化時(shí)間，且該體系也能使膠料獲得較好的力學(xué)性能。

關(guān) 鍵 詞：氯丁橡膠；硫化促進(jìn)劑

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ 330 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2016）03-0514-03

Abstract： Influence of different vulcanization accelerator and curing temperature on neoprene vulcanization and mechanical behavior was investigated. The results indicate that： curing time and scorch time of CR at 180 ℃ are shorter than that at 170 ℃ in the most of curing system. The shortest curing time and better mechanical property can be obtained when ZnO（5），MgO（4） ， NA-22（1）， TMTD（0.5）and silica （40） treated with silane coupling agent KH550 are added.

Key words： Chloroprene rubber ； Vulcanization accelerator

隨著工業(yè)的發(fā)展，橡膠已廣泛應(yīng)用于工業(yè)的各個(gè)方面，尤其是氯丁橡膠的使用。氯丁橡膠是一種耐熱性能良好的合成橡膠，具有優(yōu)良的抗氧、抗臭氧性、不易燃、著火后能自熄、耐油、耐溶劑、耐酸堿以及氣密性好等優(yōu)點(diǎn)。它的性能與天然橡膠比較接近，又具有天然橡膠所缺乏的耐熱、耐油、耐天候老化、不延燃、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。故稱(chēng)氯丁橡膠為“多功能橡膠”已被廣泛用于運(yùn)輸帶、傳送帶、耐油膠板、救生艇、電線(xiàn)電纜，橡膠密封件等[1]。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同的硫化促進(jìn)劑加入到氯丁橡膠后的硫化曲線(xiàn)，了解各種硫化促進(jìn)劑對(duì)氯丁橡膠正硫化時(shí)間和力學(xué)性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品

1.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器（表1）

1.2 配方設(shè)計(jì)（表3）

1.3 實(shí)驗(yàn)流程

試驗(yàn)流程包括：配方設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備配料、混煉、硫化時(shí)間測(cè)定、平板硫化壓片、性能測(cè)試。

1.4 性能測(cè)試

1.4.1 拉伸性能

采用國(guó)標(biāo)GB1040-92進(jìn)行測(cè)試試樣的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率。拉伸速度為500 mm/min。測(cè)試溫度為室溫。

1.4.1 邵氏硬度

采用國(guó)標(biāo)GB531-83進(jìn)行測(cè)試試樣硬度。將膠條以三層的方式疊放，然后用手壓硬度計(jì)，穩(wěn)定后讀數(shù)、記錄。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同硫化溫度對(duì)硫化時(shí)間的影響

用硫化儀可連續(xù)，迅速，精確的得到硫化過(guò)程中全部性能變化。通過(guò)硫化儀可以了解整個(gè)硫化歷程和膠料在硫化過(guò)程中的主要特性參數(shù)，如：初始粘度，焦燒時(shí)間，正硫化時(shí)間，硫化速度，過(guò)硫返原性等重要參數(shù)[4]。

2.1.1 硫化促進(jìn)劑體系為NA-22 0.5份、DM 0.5份時(shí)不同硫化溫度對(duì)硫化的影響（圖1-2）

從圖2可以看出隨著溫度從160 ℃升高到170℃，正硫化時(shí)間從47∶33減少到25∶15。但該體系即使在170 ℃硫化時(shí)間也過(guò)長(zhǎng)。

2.1.2 硫化促進(jìn)劑體系為NA-22 0.5份、TMTD 0.5份時(shí)不同硫化溫度對(duì)硫化的影響

從圖3-4也看出隨溫度從160 ℃升高170 ℃，正硫化時(shí)間從29∶09減少到24∶29。但該體系在160℃和170 ℃硫化時(shí)間還是較長(zhǎng)。這是因?yàn)镹A-22（0.5）的量過(guò)少。

2.1.3 硫化促進(jìn)劑體系為NA-22 1份、TMTD 0.5份時(shí)不同硫化溫度對(duì)硫化的影響（圖5-6）

從圖5-6看出，該體系在170 ℃時(shí)的正硫化時(shí)間（17∶45）比在180 ℃時(shí)（24∶34）短，且是最短的硫化時(shí)間。

2.2 不同硫化體系對(duì)硫化時(shí)間的影響

由表4可以明顯看出硫化時(shí)間最短的硫化體系是NA-22（1份）、TMTD（0.5份）。這主要是因?yàn)門(mén)MTD屬超速級(jí)酸性促進(jìn)劑，硫化速度快，在100 ℃以上緩緩分解，析出游離硫，游離硫可以硫化碳碳雙鍵，可用作硫化劑。

2.3 不同硫化溫度對(duì)膠料力學(xué)性能的影響

拉伸試驗(yàn)是一種常用力學(xué)實(shí)驗(yàn)，由試驗(yàn)測(cè)定的曲線(xiàn)，可以經(jīng)測(cè)試材料的抗拉強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率等參數(shù)，不同的材料、在不同的測(cè)定條件，測(cè)定的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)不同。本試驗(yàn)就是通過(guò)改變橡膠硫化溫度和硫化體系來(lái)比較抗拉強(qiáng)度的大小及斷裂伸長(zhǎng)率的變化趨勢(shì)。

由表5可知多數(shù)硫化膠在180 ℃的抗拉強(qiáng)度要比170 ℃高，拉斷伸長(zhǎng)率有的還達(dá)到了500%以上，硬度也略有增加。可見(jiàn)溫度升高，可以提高一定抗拉強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率和硬度。這是因?yàn)闇囟壬?，體系硫化程度加深了。

2.4 不同硫化體系對(duì)膠料力學(xué)性能的影響

由表6可知，硫化膠料性能較好是體系7和體系8。對(duì)比體系7和體系8，雖然體8的性能都比體系7好，但是體系8的硫化時(shí)間長(zhǎng)，且硬度比不上體系7，所以體系7是氯丁橡膠理想硫化促進(jìn)劑體系。

3 結(jié) 論

（1）硫化溫度升高，硫化速度加快。

（2）在氯丁橡膠硫化促進(jìn)劑體系中加入1份NA-22、0.5份TMTD要比0.5份NA-22、0.5份DM獲得更短的硫化時(shí)間。

（3）以4 份氧化鎂、5 份氧化鋅、1份NA-22、0.5份TMTD為氯丁橡膠的硫化體系，可使膠料具備較長(zhǎng)焦燒時(shí)間、硫化速率快的特點(diǎn)，硫化膠的綜合性能較好。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣峰.耐熱氯丁橡膠電纜護(hù)套配方研制[J].世界橡膠工藝，2004，31（6）：23-26.

[2]謝遂志，劉登樣，周鳴巒.橡膠工業(yè)手冊(cè)第一分冊(cè)：第六章氯丁橡膠[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1989-09：321-327.

[3]劉印文，劉振華.氯丁橡膠配合加工與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002-01：24.

[4]張殿榮.橡膠基礎(chǔ)知識(shí)：現(xiàn)代橡膠配方設(shè)計(jì)[M]. 第二版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001-05.