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解析橡胶制品抗还原性
发布时间:2020-12-17 19:10
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橡胶制品的还原性是指:胶料在正常硫化时间里长时间硫化或在高温(超过160 度)硫化条件下,硫化胶性能下降的现象。(一般是指硫磺硫化体系,因为对于过氧化物硫化体系,按照硫化机理,其还原性应当是比较小的,除非高温下,发生降解)。出现硫化还原现象后,硫化胶的拉伸强度、定伸应力及动态疲劳性能降低,交联密度下降。从硫化曲线上看,达到最大转矩后,随硫化时间延长,转矩逐渐下降。
引起橡胶制品硫化还原的原因可以归纳为:
1)交联键断裂及重排,特别是多硫键的重排以及由此引起的网络结构的变化。
2)橡胶制品大分子在高温和长时间硫化温度下,发生裂解。其实学过《高分子化学》、《有机化学》等高分子化学方面课程的人,都能够从分子级别方面很好的理解还原性的产生。
橡胶制品硫化交联说到底,也是一个化学反应的过程,即存在化学反应式及化学平衡,如下图示意图;当某一条件(温度或时间,或者两者同时作用)对正平衡有利时,反应往正方向进行,如下图中 A+B 到 C+D;当条件变化(温度或时间,或者两者同时作用)开始不利于正平衡而有利于负平衡时,反应将往反方向进行
因此最佳硫化时间其实是上述反应达到正平衡时的条件(温度/ 时间),反映在硫化曲线上 就是T100,但工程上一般选T90 作为工艺硫化时间,便于操作(如考虑到制品厚度等的影响 )。
如何控制和降低硫化还原性呢?
1)胶种的选择:还原性与橡胶制品的不饱和度有关。不饱和度越低,还原现象越少。例如EPDM和IIR 相比于天然、丁苯、顺丁胶等,具有更好的抗还原性
2)硫化体系的影响:传统的硫磺硫化体系(如:天然胶中,S 2.5 份+CZ 0.6 份硫化体系)还原性最为严重,半有效硫磺硫化体系(如:天然胶中,S 1.2 份+CZ 1.8 份硫化体系)还原性一般,有效硫化体系(如:天然胶中,S 0.3 份+TMTD 1.0 份+CZ2.0~3.0 份硫化体系,或者采取硫给体 DTDM 代替硫磺)则基本上无还原现象。
3)其他添加抗还原剂:如天然胶的半有效硫化体系中添加 Si-69,可以得到很好的抗还原性;天然胶中传统硫磺硫化体系中添加HVA-2 ,效果也很明显。

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