促进剂的并用
从工艺性能和制品性能两方面考虑促进剂的选用时,单用一种促进剂常常不能收到理想的效果。如促进剂D虽能赋予硫化胶较高的拉伸强度和定伸应力,但硫化速度慢,平坦性⊙较差,硫化胶耐热老化性差;促进剂TMTD虽然硫化速度、硫化程度高,但加工安全性差,容易焦烧和过硫;噻唑类和次磺酰胺类的硫化胶有着较高的拉伸强度以及良好的耐磨、耐热、耐老化性能,硫化平坦性也好。为了进一步提高硫化速度,达到全面的、较高的使用性能,在橡胶配方中硫化体系的设计常采用两种或三种促进剂并用,以达到取长补短或相互活cN化的效果,从而适应加工工艺及提高产品质量的需要。将促进剂进行并用时,通常是以一种促进剂为主(称主促进剂或第一促进剂),另一种促进剂为副(称副促进剂或第二促进剂)。主促进剂用量较大,副促进剂用量较小(一般约为主促进剂用量的10%~40%)以A代表酸性促进剂,以B代表碱性促进剂,以N代表中性促进剂,促进剂的并用类型则有AB、AA、BB、NA、NB、NN型等。但最常用的是AB、AA、NA型并用。
(1)AB型并用
此类并用也称作相互活化型。是以酸性促进剂为主促进剂,碱性促进剂为副促进剂的一种并用方法,并用后的促进效果比单用A或单用B时都好。最典型的是噻唑类和胍类促进剂并用。例如促进剂M为准超速级,促进剂D为中速级,但并用后可达超速级效果,表现为硫化活性大(硫化起点快、硫化速度快),硫化胶的拉伸强度、定伸应力、硬度、耐磨性比其中任何一种促进剂单用时都高。
AB型并用体系具有下列优点:
①可缩短硫化时间或降低硫化温度,并可减少促进剂用量,因而可提高生产效率,降低生产成本;
②硫化起点快,尤其适用于非模型硫化要求胶料定型速度快的场合;
③硫化胶的拉伸强度、定伸应力及耐磨性均有显著改善;
④弥补了单用促进剂D时耐老化性能差的缺点。
(2)AA型并用
此类并用也称为相互抑制型。这是两种不同类型的酸性促进剂并用其并用后使体系的活性在较低的温度(指操作温度)下受到遏制,从而改善焦烧性能,但在硫化温度下,仍可充分发挥快速硫化作用。典型的AA型并用体系有两种。一种是主促进剂为超速或超超速级的(如TMTD或ZDC),副促进剂为准超速级的(如M或DM)。例如在天然橡胶中,促进剂ZDC单用1份时,焦烧时间为3.5min,若将其10%的用量换成促进剂M,则焦烧时间可延长至8.5min,而硫化速度不变,并使硫化胶的拉伸强度有一定提高。另一种是以促进剂M(或促进剂DM)为主促进剂,TMTD为副促进剂,并用后也可获得相似的效果。例如斜交轮胎的纤维胎体胶料配方可采用此种并用方法,可以达到硫化起点慢、硫化速度快的效果。硫化起点慢,胶料起始硫化前有较好的流动性,有助于提高胶料和纤维帘线的附着力;硫化速度快,可保证这些内层胶料在受热较晚的条件下能与胎面胶同步硫化。促进剂M(或DM)与TMTD并用时,如M(或DM)用量为1份左右时,TMTD用量一般为0.05~0.1份(合成橡胶中可达0.2份或以上)。若TMTD用量过高时,会使硫化平坦性下降,硫化胶的耐疲劳龟裂性能下降。此类并用特别适用于模型制品,并用后不像AB型并用那样能增加定伸应力,但有较高的伸长率,制品较柔软。
(3)NA型并用
这类并用起活化N型促进剂的作用,从而加快了硫化体系的硫化速度,但却在一定程度上缩短了次磺酰胺的焦烧时间。典型的NA型并用体系有两种。一种是CZ(或NOBS)与M(或DM)并用,多见于天然橡胶与合成橡胶并用的轮胎胎面胶、运输带覆盖胶配方中。具有焦烧倾向小、硫化速度快、硫化胶综合性能好、耐老化性好的特点。另一种是促进剂CZ(或NOBS)与TMTD(或ZDC)并用。这种并用方法可代替噻唑类和胍类的并用。与噻唑类/胍类并用相比,具有促进剂总用量少、硫化速度快、焦烧时间较长交联密度有所增加、压缩永久变形较小的优点。该体系的缺点是平坦性稍差。
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