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橡膠配合劑種類及作用介紹

時間:2019-08-30 1603 次瀏覽

信息摘要:未經硫化的生膠,分子之間沒有教練,不能制作橡膠制品,在生膠中必須加入配合劑,使生膠硫化教練成具有一定物理力學性能的硫化膠。配合劑種類繁多,根據這些化學物質在生膠中的主要作用,分為硫化劑、硫化促進劑、防焦化劑、防老劑、填充劑、增塑劑、軟化劑或專用的配合劑等十幾個大類。

未經硫化的生膠,分子之間沒有教練,不能制作橡膠制品,在生膠中必須加入配合劑,使生膠硫化教練成具有一定物理力學性能的硫化膠。配合劑是多重化學物質。配合劑種類繁多,根據這些化學物質在生膠中的主要作用,分為硫化劑、硫化促進劑、防焦化劑、防老劑、填充劑、增塑劑、軟化劑或專用的配合劑等十幾個大類。

① 硫化劑

在一定條件下能使橡膠發生硫化教練的物質稱為硫化劑。硫化劑類型按化學結構可分為硫、硒、碲等元素,含硫化合物,有機過氧化物、金屬氧化物,胺類化合物,合成樹脂等。其中使用硫磺作為天然橡膠和丁苯橡膠硫化的主要硫化劑。在橡膠磨具生產中除硫磺外,還需加入一定量的促進劑、活性劑等。所以橡膠磨具老化過程是一個多組分體系的平行和依次進行的許多雙分子反應的總和。硫磺和硫化過程是硫磺分子在常態下為8院子的換裝結構,生膠料中硫磺在硫化溫度下及約30J/mol分子能量作用下,環狀結構產生開環,生成鏈狀的雙基性硫。根據不同條件,硫環斷裂后可生成自由基或離子基的雙基性硫。雙基性硫與橡膠大分子在雙鍵處或α-碳原子處反應時,可在一根分子鏈上生成“分子內的化合物”,也可在兩根分子鏈之間生成“分子間的化合物”即產生交聯。隨硫磺用量增加,結合硫量也增加,硫化膠的強度、硬度、耐熱性提高,彈性下降,耐溶劑性、耐水性提高,橡膠發脆,沖擊強度下降,故硫磺用量不是無限的,有一個最大限量,即100g生膠的最大亮黃含量(g),成為硫化系數(%)。天然橡膠的硫化系數為47%,丁苯橡膠硫化系數為44.5%。

② 硫化促進劑

凡能促進硫化反應的物質均稱為硫化促進劑,簡稱促進劑。促進劑可提高和改善硫化膠的物理力學性能,減少硫化劑用量,縮短硫化時間,提高生產率,能促進硫化的適宜溫度,保證膠料有相當的膠烘時間,保證膠料的混料、壓延及壓出過程中的操作安全。

常用的有噻唑類、2-硫磺醇基苯并噻唑(商品名:促進劑M)、二磺化二苯并噻唑(促進劑DM)、胍類(二苯胍)。

③ 活性劑

能增加促進劑活性,發揮促進劑的硫化效能,減少促進劑用量,縮短硫化時間。硫化活性劑分有機活性劑與無機活性劑。有機活性劑常用硬脂酸,無機活性劑常用氧化鋅。

④ 填充劑與補強劑

在橡膠生產中增大產品體積,節約生膠,改善生膠工藝性能的填充料成為非活性填充劑,簡稱填充劑。在橡膠生產中可顯著提高硫化橡膠的抗沖擊、抗伸長、抗撕裂等強度及耐磨耗性能的填充劑稱為活性劑或補強填充劑,簡稱補強劑。兩者均為填料。根據填料的化學組成和形狀,可分為粒狀填料、樹脂填料、纖維填料三大類。粒狀填料在橡膠工業中應用最廣泛,主要有炭黑、白炭黑及其他光武。樹脂填料中有改性酚醛樹脂、聚苯乙烯樹脂,主要用于補強。纖維填料主要有石棉、玻璃纖維、有機短纖維等,可用來補強。橡膠磨具還早中常用填料有炭黑、氧化鋅、氧化鎂、氧化鐵、氧化鈣、黏土、酚醛樹脂等。軟質磨具如柔性拋光砂輪,主要采用炭黑、氧化鋅。硬質磨具主要采用MgO、ZnO、Fe2O3、CaO、酚醛樹脂、橡膠粉。

⑤ 增塑劑

橡膠進行混煉、壓延、壓出前,必須先使用其具有塑性。加入一些助劑,增加膠料的塑性流動,易于加工,改善制品某些性能。增塑劑分為化學增塑劑與物理增塑劑兩類。化學增塑劑加入生膠后能切斷橡膠分子鏈,降低生膠分子量,從而降低橡膠彈性,提高塑性,可稱為橡膠塑解劑。物理增塑劑也成為軟化劑,加入生膠后使生膠產生溶脹,增大生膠分子間的距離,降低生膠分子間的相互作用力,從而使彈性Ian更低,塑性提高。常用化學增塑劑有硫酚、過氧化苯甲酰、硫化苯甲酸等。物理增塑劑有:石油類軟化劑,如機械油、錠子油、重油、瀝青、石蠟等;松油類軟化劑,如松焦油、松香等。

⑥ 防老劑

橡膠制品在使用和存放中,常變硬、變脆或軟化發黏,失去彈性,不能使用,這成為老化現象。老化的主要原因是氧化作用。為防止老化,常在生膠料中加入防老化添加劑。有物理防老劑和化學防老劑。制造軟彈性磨具使用化學防老劑A(防老劑甲)及防老劑D(防老劑丁)。物理防老劑是在生膠料中加入石蠟等物質,可在橡膠制品表面生成薄膜,保護橡膠制品不被氧化。

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