《并用橡胶的共硫化》PPT课件.pptVIP

2021/6/30 并用橡胶的共硫化 众所周知，硫化是取得硫化橡胶的特殊过程。在并用橡胶中，因为存在着微观的两个橡胶相，因此必须使两个橡胶相达到共硫化才能使并用橡胶具有优良的物理机械性能和使用性能。所谓并用橡胶的共硫化，有两方面的含义： 一是各橡胶相硫化时，能在各相内在同一时间达到正硫化点，即同步硫化。 二是在各橡胶相界面间产生共交联。 1.硫化剂在并用橡胶中的分配： 常用的硫化剂和促进剂一般都能溶于橡胶中，但是其溶解度随各种橡胶而异。据测定，各种硫化剂在150℃下，在不同橡胶中的溶解度如下表： 橡胶 硫化剂 S DM DOTG TMTD 天然橡胶 15.3 11.8 11.8 12 丁苯橡胶 1.8 1.7 22 725 顺丁橡胶 10.6 10.8 10 725 三元乙丙橡胶 2.2 0.4 5.3 3.8 氯丁橡胶 725 725 725 725 丁基橡胶 9.7 5.4 4.4 3.8 氯化丁基橡胶 9.8 4.0 7.0 2.5 由于硫化剂在各种橡胶中的溶解度不同，这就造成它们在并用橡胶中有不同的分配系数，硫化剂于150℃在各种并用橡胶中的分配系数如下表： 并用体系 S DM DOTG TMTD SBR1502/NR 1.18 1.14 1.86 2 BR/SBR1502 1.09 0.64 0.46 —— BR/NR 1.26 0.92 0.85 —— NR/EPDM 1.25 1.85 2.22 3.17 SBR1502/EPDM 1.48 2.66 4.15 6.6 BR/EPDM 1.60 1.60 1.87 6.6 NR/CIIR 1.56 2.95 1.70 4.80 SBR/CIIR 1.84 4.25 3.14 10 EPDM/CIIR 1.25 1.60 0.76 1.25 表中的分配系数实际上是硫化剂在两种并用橡胶中的溶解度之比。当分配系数等于1时，即表示硫化剂在两橡胶相的浓度相等；若分配系数不等于1，则表示在两橡胶相中存在硫化剂的浓度差。无疑，硫化剂的不均匀分配对并用橡胶的共硫化有一定的影响。 2.各种橡胶对硫化剂的反应性： 橡胶的硫化速度取决于橡胶与硫化剂的反应性。试验表明，各种橡胶对不同硫化剂的反应性有很大差异，这种差异往往是造成并用橡胶共硫化不良的原因。 （a）对硫黄的反应性。众所周知，橡胶对硫黄的反应性主要决定于分子链中双键的活泼程度。因此，在通常的橡胶中，对硫黄的反应性以天然橡胶为最大，其它二烯烃类合成橡胶次之，饱和性的橡胶则最差。 （b）对过氧化物的反应性。对过氧化物的反应性一般以交联密度来衡量。 各种橡胶在DCP作用下的交联密度： 聚合物 丁苯橡胶 顺丁橡胶 天然橡胶 三元乙丙橡胶 交联密度 12.5 10.5 1.0 1.04 由于各种橡胶对每种硫化剂的反应性都存在很大的差异性，这就造成不同橡胶的硫化速度相差很大。也就是说，若将两种硫化速度相差很大的橡胶并用，会出现硫化速度快的橡胶先进行硫化，而硫化速度慢的橡胶则得不到充分的硫化。 值得注意的是，并用橡胶相的硫化可能会按不同的反应机理进行，结果就会出现相反的硫化速度。当然，并用橡胶的共硫化是一个比较复杂的问题，通过对以上资料的分析，可以知道，当EPDM与高不饱和橡胶并用时，如果采用普通硫化体系，并用橡胶的性能则非常低，这是因为硫化剂主要分布于二烯烃橡胶中，造成EPDM相中欠硫或二烯烃橡胶相中过硫，所以导致并用橡胶的性能低，并且在一定并用比时出现最低值。 3.提高并用橡胶共硫化程度的方法： （1）尽量选择具有共硫化基础的并用橡胶组份。如三元乙丙橡胶有三种单体类型：H型（1,4-己二烯），D型（双环戊二烯）和ENB型（乙叉降冰片烯），这几种单体的硫化活性顺序是：ENBHD（DCPD），因此选择活性高的，有利于并用橡胶的共硫化。 （2）选择一种共硫化体系来平衡并用橡胶两相间的硫化速度。 （3）平衡硫化促进剂在各橡胶相中的浓度分配。 （4）预先增大活性小的橡胶的反应能力。如在中等含量的ENB型三元乙丙橡胶中，先混入促进剂M，使促进剂M接枝到活性小的EPDM分子内，然后再与活性大的二烯烃类橡胶混合并用。通过试验可以看出，有促进剂接枝的EPDM/NR并用橡胶时，所得硫化橡胶的物理机械性能大大优于未接枝者。 接枝的EPDM/NR与未接枝的并用橡胶性能对比： 以上是由文献中所提供或可借鉴的，可实现并用橡胶共硫化的几个途径。由于并用橡胶的共硫化是一个很复杂的问题，无论是在理论上还是技术上都有待进一步的开拓、发展。 性能 经接枝EPDM/NR 未接枝EPD