有機(jī)鋅在丁晴橡膠中的應(yīng)用

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1、有機(jī)鋅在丁腈橡膠配方中的應(yīng)用氧化鋅在橡膠制品中主要作為硫化活性劑使用。在膠料中，它能增加促進(jìn)劑活性，減少促進(jìn)劑的用量，加快硫化速度，提高硫化程度，是橡膠配方中硫化體系的組成部分。自1912年氧化鋅被作為活性劑使用至今，尚未找到一種可以替代的原材料。盡管氧化鋅在橡膠工業(yè)中具有非常重要的作用，但據(jù)有關(guān)報(bào)道，橡膠制品在生產(chǎn)、使用、回收等過程中鋅的釋放也會對環(huán)境，特別是水生物造成一定的污染，對人類的身體健康也會帶來一些不利影響。近期氧化鋅的價(jià)格大幅上漲，因此，選用一種更趨于環(huán)保、活性大、能減少其用量、價(jià)格低廉而性能不受影響的氧化鋅品種是非常重要和迫切的。有機(jī)鋅的分

2、子式為C18H12O8Zn2，分子量為486.0。其分子結(jié)構(gòu)決定了其獨(dú)具的高硫化活性，粒徑小，比表面積大，在合成過程中有效地降低了重金屬的含量，更趨于環(huán)保，在橡膠配方中替代氧化鋅，可減少其用量，而不影響膠料的硫化特征和硫化膠的物理機(jī)械性能，而其價(jià)格較氧化鋅便宜。1實(shí)驗(yàn)1.1主要原材了腈橡膠JSRN23OS，日本JSR株式會社產(chǎn)品；丁腈橡膠1846，德國拜耳公司產(chǎn)品；氧化鋅(間接法)一等品，邗江化工總廠產(chǎn)品；有機(jī)鋅，臺灣歐士橡膠助劑制造有限公司產(chǎn)品，其余原料均為市售工業(yè)品。1.2有機(jī)鋅指標(biāo)有機(jī)鋅的質(zhì)量指標(biāo)見表1。表1有機(jī)鋅質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)純度(有機(jī)鋅含量)/

3、%≥99.7銅/%≤0.0001錳/%≤0.0001鉛/%≤0.0001水分/%≤1.0鹽酸不溶物/%≤0.001比表面積/(m2·g-1)≥50平均粒徑/μm≤100外觀灰白或淺黃色1.3試驗(yàn)基本配方丁腈橡膠230S/1846100；硬脂酸2；防老劑2；石蠟1；炭黑60；增塑劑14；硫化劑變品種變量，氧化鋅或有機(jī)鋅變量。1.4主要設(shè)備和測試儀器XK-160開煉機(jī)，無錫錫偉橡塑機(jī)械廠產(chǎn)品；DX-35翻轉(zhuǎn)式密煉機(jī)，XK-400型開煉機(jī)，上海橡膠機(jī)械廠產(chǎn)品；CZOOE硫化儀，北京友深電子儀器廠產(chǎn)品；DXLL-250型電子拉力機(jī)，江都市全都試驗(yàn)儀器廠產(chǎn)品；邵爾硬

4、度機(jī)，營口試驗(yàn)儀器廠產(chǎn)品；SJCW-4橡膠低溫脆性試驗(yàn)臺，上?；瘷C(jī)四廠產(chǎn)品；401A老化試驗(yàn)箱，江都試驗(yàn)設(shè)備儀器廠產(chǎn)品。1.5試樣制備小配合試驗(yàn)?zāi)z料在XK-160型開煉機(jī)上進(jìn)行。為減少各試樣膠料的誤差，采取二段混煉，先將生膠、防老劑、炭黑、增塑劑等制成母煉膠，然后二次混煉時(shí)加入硫化劑、氧化鋅或有機(jī)鋅，分別打三角包，打卷5次，出片停放，在平板硫化機(jī)上硫化試片。大配合生產(chǎn)膠料在DX-35翻轉(zhuǎn)式密煉機(jī)上進(jìn)行，同樣采取二段混煉。先將生膠，防老劑，炭黑，增塑劑等制成母煉膠；二次混煉在開煉機(jī)上加硫化劑、氧化鋅或有機(jī)鋅，分別打三角包，打卷5次，出片停放后硫化試片。1.6

5、測試方法硫化儀測試按GB/T9869-1997；拉伸強(qiáng)度，拉斷伸長率測試按GB/T582-1998；硬度測試按GB/T531-1999；熱空氣老化測試按GB3512-1989；壓縮永久變型測試按GB7759-1996；脆性溫度測試按GB/T1682-1994；耐液體測試按GB/T1690-1992。2結(jié)果與討論2.1小配合試驗(yàn)2.1.1有機(jī)鋅采用不同硫化體系的試驗(yàn)丁腈橡膠配方的硫化體系有普通硫黃硫化體系、高促低硫有效硫化體系以及過氧化物硫化體系。為此，在不同硫化體系中進(jìn)行試驗(yàn)。其中1#，2#為硫黃硫化體系，硫黃2；促進(jìn)劑DM1；促進(jìn)劑D0.6。3#，4#為

6、高促低硫有效硫化體系，硫黃0.5；促進(jìn)劑TMTD1.3；促進(jìn)劑CZ1.8。5#，6#為過氧化物硫化體系，DCP2.8。試驗(yàn)結(jié)果見表2。表2不同硫化體系物理性能配方編號1#2#3#4#5#6#硫化體系鋅種類硫磺硫化體系高促低硫有效硫化體系過氧化物硫化體系氧化鋅有機(jī)鋅氧化鋅有機(jī)鋅氧化鋅有機(jī)鋅份數(shù)666666t10/min1.681.531.431.382.802.50t90/min17.3015.5811.8711.6813.6314.17邵爾A型硬度/度727372727071拉斷強(qiáng)度/MPa19.321.617.517.118.518.0拉斷伸長率/%54

7、0440510500450440熱空氣老化(100℃×24h)??????硬度變化/度+5+4+4+3+4+4強(qiáng)度變化率/%-9+6-5+4-9+4伸長變化率/%-16-14-22-18-20-17耐液體(100℃×24h)??????1#標(biāo)準(zhǔn)油體積變化/%-2-3-2-3-3-33#標(biāo)準(zhǔn)油體積變化/%+8+7+8+7+7+7由表2可見，無論是硫黃硫化體系、高促低硫硫化體系，還是過氧化物硫化體系，有機(jī)鋅都可替代氧化鋅使用。硫化儀數(shù)據(jù)、膠料的硫化誘導(dǎo)期時(shí)間t10和正硫化時(shí)間t90有機(jī)鋅都小于氧化鋅，說明有機(jī)鋅的分子結(jié)構(gòu)獨(dú)具高硫化活性，粒徑小，比表面積大，有非

8、常高的化學(xué)活性；硬度、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率，氧化鋅與有機(jī)鋅相差不大