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熱門關(guān)鍵詞: 過氧化苯甲酰 二叔丁基過氧化物 有機過氧化物

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有機過氧化物硫化體系在橡膠中的應(yīng)用

時間:2022-10-21 10:15:35瀏覽:次

橡膠常用的硫化體系是硫黃硫化體系和過氧化物硫化體系。硫黃硫化主要用在二烯烴類橡膠中,得到含硫交聯(lián)鍵的硫化膠。過氧化物硫化是近年來發(fā)展快,應(yīng)用也比較廣泛的一種硫化體系。過氧化物硫化體系可以硫化二烯烴類橡膠和非二烯烴類橡膠,其所產(chǎn)生的交聯(lián)鍵是C-C鍵,鍵能比硫黃硫化體系產(chǎn)生的單硫、雙硫和多硫鍵大,所以過氧化物硫化的硫化膠耐熱性能優(yōu)異,壓縮永久變形小,配合簡單,不易噴霜,不會像硫黃硫化體系產(chǎn)生硫化返原現(xiàn)象;但是硫化膠的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變性能、耐疲勞性能較差。


除了丁基橡膠和鹵化丁基橡膠外,幾乎所有其它橡膠都可用過氧化物硫化。其中最常用過氧化物硫化的是硅橡膠(VMQ)、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)、氫化丁腈橡膠(HNBR)、氯化聚乙烯(CM)、熱塑性彈性體(TPV)、氯丁橡膠(CR)等。過氧化物硫化體系雖然配合簡單,但是在配方組分中,橡膠的種類、過氧化物和助交聯(lián)劑的品種和用量、其它配合劑的相互作用對膠料的交聯(lián)和硫化膠的性能產(chǎn)生較大的影響;橡膠加工的工藝條件也需要與硫化體系相適應(yīng)。有關(guān)學者采用添加多功能活性助交聯(lián)劑和復(fù)合硫化體系等方法對過氧化物硫化體系進行改進,以滿足制品的使用性能、加工工藝和成本的總體要求。


1 過氧化物硫化體系


過氧化物交聯(lián)的機理主要是:過氧化物與橡膠共熱時均裂產(chǎn)生自由基,然后通過自由基加成反應(yīng)或奪取橡膠分子鏈上的ɑ-亞甲基活潑氫進行交聯(lián)反應(yīng),從而在反應(yīng)過程中不斷形成C-C交聯(lián)鍵。過氧化物對彈性體的硫化過程,主要是分三步:(1)過氧化物發(fā)生均裂,形成兩個烷氧自由基;(2)烷氧自由基從聚合物鏈上奪取氫原子;(3)兩個鄰近聚合物鏈的自由基結(jié)合, 形成碳-碳鍵。


用于橡膠硫化的過氧化物是一類含有O-O鍵的物質(zhì)。目前主要工業(yè)化生產(chǎn)的五類過氧化物是:二?;^氧化物,叔烷基過氧酸酯,烷基氫過氧化物,二烷基過氧化物,二烷基過氧縮酮。其中最常用的是過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化苯甲酰(BPO)、1,1-二叔丁基過氧基-3,3,5-三甲基環(huán)己烷(BPMC)、2,5-二甲基- 2,5-雙(叔丁基過氧基) 己烷(DBPMH)、1,3-雙(叔丁過氧異丙基)苯(BIPB)等。


過氧化物硫化體系中,過氧化物的分解溫度十分重要,其主要與過氧鍵的穩(wěn)定性有關(guān)。過氧鍵的穩(wěn)定性取決于它周圍的基團。過氧化物分解程度取決于受熱的時間和溫度。過氧化物分解時,受熱的溫度越低,分解時間越長。表征過氧化物穩(wěn)定性的一種方法被稱為半衰期溫度。半衰期溫度隨過氧化物的不同而有很大的差別。在任何溫度下,具有較低半衰期溫度的過氧化物,其分解速率比具有較高半衰期溫度的過氧化物的分解速率快。半衰期溫度較高的過氧化物會有較好的抗焦燒性,硫化速度慢通常需要較慢的加工速度,而具有較低半衰期溫度的過氧化物,硫化速度快,可允許較快的加工速度,但可能會引起焦燒。在選擇過氧化物時,經(jīng)常要考慮這種平衡關(guān)系。


交聯(lián)時間和交聯(lián)溫度與過氧化物的半衰期相關(guān)聯(lián)。對于橡膠工業(yè)中使用的典型過氧化物,溫度每升高10℃,半衰期約減少到它原來的1/3。


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