(五)什么是硫化?
“硫化”一词有其历史性,因最初的天然橡胶制品用硫磺作交联剂进行交联而得名,随着橡胶工业的发展,现在可以用多种非硫磺交联剂进行交联。因此硫化的更科学的意义应是“交联”或“架桥”,即线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程。从物性上即是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程。“硫化”的含义不仅包含实际交联的过程,还包括产生交联的方法。
(六)硫化过程可分为哪四个阶段?各有什么特点?
答:通过胶料定伸强度的测量(或硫化仪)可以看到,整个硫化过程可分为硫化诱导,预硫,正硫化和过硫(对天然胶来说是硫化返原)四个阶段。
硫化诱导期(焦烧时间)内,交联尚未开始,胶料有很好的流动性。这一阶段决定了 胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点,胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶本身性质有关,主要取决于所用助剂,如用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间,且有较高的加工安全性。
硫化诱导期以后便是以一定速度进行交联的预硫化阶段。预硫化期的交联程度低,即使到后期硫化胶的扯断强度,弹性也不能到达预想水平,但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。
到达正硫化阶段后,硫化胶的各项物理性能分别达到或接近最佳点,或达到性能的综全平衡。
正硫化阶段(硫化平坦区)之后,即为过硫阶段,有两种情况:天然胶出现“返原”现象(定伸强度下降),大部分合成胶(除丁基胶外)定伸强度继续增加。
对任何橡胶来说,硫化时不只是产生交联,还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。这一现象贯穿整个硫化过程。在过硫阶段,如果交联仍占优势,橡胶就发硬,定伸强度继续上升,反之,橡胶发软,即出现返原。
(七)什么叫焦烧?
答:焦烧是胶料在工艺过程中产生的早期硫化现象。
焦烧实质上是在工艺过程中热和时间对胶料影响的积累,也可以叫做胶料的热历程。胶料的热历程逾长,温度逾高,则可逐渐缩短胶料的焦烧时间。
(胶料在贮存加工成型过程中受热的作用,发生早期硫化(交联)并失去流动性能和再加工的能力,这就是所谓焦烧现象.焦烧问题可以通过哪些途径来解决?
通常可以通过下途径解决:
(1)调整硫化体系,为次磺酰胺促进剂的采用,大大改善了防焦烧性能。
(2)改善胶料贮存和加工条件,如加强冷却;
(3)采用防焦剂。
(八)理想的防焦剂应具有哪些性能?
答:理想的防焦剂应具有下列性能:1、具有优良的防焦性能,对不同促进剂和胶料种选择性小,对其它配合剂不敏感;2、对胶料的硫化特性和硫化胶性能无不良影响;3、贮存稳定和操作性能良好,不结块,不飞扬,分散,不喷霜等,4、符合工业生产安全和卫生要求,5、价廉得,6、最好能兼具其它有益的功能。
(九)防焦剂有哪些类别?
答:按化学结构大致可分为四类:
一、有机酸防焦剂。
这类防焦剂包括邻萘二甲酸酐(PA)、水杨酸,安息香酸,邻醋酸荃萘甲酸等。它们的防焦效果差,对促进剂品种选择性大,而且显著降低硫化速度和硫化胶性能,对皮肤有刺激作用,但这类防焦剂价廉得其中最常用的是邻萘二甲酸酐,一般用于白色配合和工业制品,它对碱性促进剂DPG有效,对MBT出有效,对NOBS,TMTD无效,对硫化速度有影响。
名称 外观 熔点℃ 比重
邻萘二甲酸酐(PA) 白色粉末 >130 1.5
安息香酸(萘甲酸) 白色粉末黄色粉末 122 1.27
水杨酸(邻羟萘甲酸)白色与淡灰色粉末 157~161 1.48
邻醋酸萘甲酸 白色与乳白色粉末 >131 1.28
亚硝硝莶类防焦剂
二、一些芳族硝基化合物防焦剂,其中最常用的是N—亚硝蔡二萘胺(NDPA)。与有机酸不同,这类防焦剂对常用的噻唑类和次磺酰胺类促进剂有较好的防焦作用。NDPA对醛胺类似外的所有促进剂均有防焦作用,通常用量为0.5份,它对仲胺组成的次酰胺促进剂比对伯胺组成的更为有效。但NDPA的防焦效果。亚硝莶类防焦剂并不是一种理想的防焦剂,由于卫生原因及S—N型防焦剂的出现,其用量已剧减。
三、次磺酸胺类(S—N型)防焦剂
1、含羰蔡的S—N型防焦剂
(1)防焦剂CTP (2)防焦剂CCTP
(3)防焦剂MTP
2、含硫酰蔡的S—N型防焦剂。
(1)防焦剂E(N-三氯甲蔡硫代---萘蔡—萘酰胺)
(2)防焦剂APR—(异丙蔡硫代)—N环已萘并噻唑—z—磺酰
(3)防焦剂DITS
3、含磷S—N型防焦剂。
4、其它防焦剂:缩硫酮,CIPA,CTPA(本题摘自特种橡胶制品)2/1985 P48《防焦剂的发展和应用》张隐西
(十)防焦剂的作用以及目的是什么?
答: 防焦剂能防止胶料在操作期间产生早期硫化,同时一般又不妨碍硫化温度下捉时宜剂量正常作用。加入该类物质的目的是提高胶料操作安全性,增加胶料或胶浆的贮存寿命。
(十一)橡胶为什么要进行硫化?硫化剂有哪几类?
答:橡胶未经硫化以前,缺乏良好的物理机械性能,实用价值不大。当橡胶经过硫化后,由于分子结构的变化,而使其综合性显著改进,尤其是抗拉强度,定伸强度,伸长率,弹性,耐磨性,硬度等更为明显。硫化剂除硫磺、硒、碲以外有含硫氧化物、过氧化物,金属氧化物,醌类、胺类、树脂类等。
(十二)为什么不能无限提高硫化温度?
温度是硫化三大要素之一,与所有化学反应一样,硫化反应随温度升高而加快,并且大体适用范特霍夫定律,即温度每上升8~10。C(约相当于一个表压的蒸汽压力),其反应速度约增加一倍;或者说,反应时间约减少一半。随着室温硫化胶料的增加和高温硫化出现,硫化温度趋向两个极端。从提高硫化效率来说,应当认为硫化温度越高越好,但实际上不能无限提高硫化温度。首先受到橡胶导热性极小阻碍,对于厚制品来说,采用高温硫化很难使内外层胶料同时达到平坦范围;其次,各种橡胶的耐高温性能不一,有的橡胶经受不了高温的作用,如高温硫化天然橡胶时,溶于橡胶中的氧随温度提高而活性加大,引起强烈的氧化作用,破坏了橡胶的组织,降低了硫化胶的物理机械性能,第三,高温对橡胶制品中的纺织物有害为棉纤维布料超过期作废140℃时,强力下降,在240℃下加热四小时则完全破坏。