防焦劑P-X在氯丁橡膠生產(chǎn)中的應(yīng)用
| 氯丁橡膠的早期硫化特性與天然膠的表現(xiàn)不同。天然膠有一臨界硫化溫度,只有當(dāng)溫度高于此溫度后交聯(lián)現(xiàn)象才明顯增大。氯丁膠則不然,沒有臨界溫度。這就是說在一定的硫化體系中,如金屬氧化物的存在,在所有溫度下都可以增加硫化速度。即使是無金屬氧化物存在(如加工前膠的貯存階段),也無法保證完全不會(huì)早期硫化。因此對氯丁橡膠而言,無論是在干燥過程、存貯過程以及加工過程中,控制早期硫化傾向,提高膠料的適加工期,延長焦燒時(shí)間,都應(yīng)當(dāng)予以更充分的注意。 防焦劑能防止膠料在操作期間產(chǎn)生早期硫化,同時(shí)在硫化溫度下又不妨礙硫化促進(jìn)劑的正常作用。加入該類物質(zhì)的目的是提高膠料操作安全性,增加膠料或膠漿的貯存壽命。有些防焦劑加入后對膠料性能多少有些不良影響,故其使用為不得已而為之。但在調(diào)整硫化體系難以達(dá)到理想的操作安全性能時(shí),加入防焦劑往往可以很簡便地滿足膠料對焦燒性能的要求。一個(gè)性能良好的防焦劑,其性能應(yīng)滿足如下要求:在加工溫度下能夠延長焦燒時(shí)間,而在硫化溫度下又不能延遲硫化。在這方面已經(jīng)作過許多努力,得到了較好的效果。 本研究是將一種新的防焦劑P-X直接在生產(chǎn)氯丁橡膠的過程中使用,考察其防焦性能以及其對橡膠其它性能指標(biāo)的影響,并與其在干膠中使用作比較。1 實(shí)驗(yàn)1.1 以CR-320典型配方為基礎(chǔ)進(jìn)行聚合,達(dá)到要求的終點(diǎn)比重后將膠乳一分為二,一份加常規(guī)終止劑,另一份在常規(guī)終止劑中配合1%的(對單體)防焦劑P-X,鹽水凝膠。 1.2 防焦劑P-X帶有特定基團(tuán)的噻唑類等復(fù)合物,自制。 1.3 混煉膠基本配方CR-320100;硬脂酸0.5;MgO4.0;ZnO5.0。 1.4 試樣制備 稱取300g干膠,調(diào)節(jié)煉膠機(jī)輥距0.8mm,擋板距調(diào)節(jié)至(150±10)mm,當(dāng)膠料包輥平整后調(diào)節(jié)輥距至1.5mm,其它各小料按前述配方量順序加入,其間每加完一種小料需左右割刀,加完所有組分后,將輥距調(diào)節(jié)至0.8mm,打卷薄通6次,物料混煉均勻后,調(diào)節(jié)輥距1.5mm出片,控制輥溫(45±5)℃,配煉時(shí)間約11min。膠片冷卻至室溫,再放置1h后硫化,硫化在25t平板硫化機(jī)上進(jìn)行。條件:溫度150℃,時(shí)間20min～30min,硫化后的膠片從模具中取出投入冷水中,冷卻后即取出,室溫放置1h后檢測。 1.5 檢測 1.5.1 門尼粘度及焦燒采用ND-2A型橡膠粘度計(jì),條件:120℃,預(yù)熱1min。 1.5.2 強(qiáng)力、扯斷伸長率等采用XQ-50橡膠強(qiáng)力試驗(yàn)機(jī)測試,條件:溫度(23±2)℃,制片停放時(shí)間2h。 1.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。 2 結(jié)果討論 2.1 門尼焦燒 將表1中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作統(tǒng)計(jì)處理后。 由表2可以看出,加入防焦劑后,門尼焦燒平均比不加P-X的高12%左右,說明P-X對氯丁膠具有十分滿意的防焦燒效果。其所以能夠延遲早期硫化,在很大程度上是由于P-X能保證同時(shí)平行地進(jìn)行交聯(lián)和降解兩種過程,并能夠接受產(chǎn)生的聚合物游離基,抑制聚合物鏈在加工過程中的交聯(lián)。 2.2 門尼粘度 表1數(shù)據(jù)表明,加入防焦劑后,膠料門尼粘度與對照樣相比,呈規(guī)律性降低,但平均降幅不大。這表明該防焦劑兼具塑解和延遲早期硫化兩種作用,這對橡膠加工是有利的。因?yàn)橄鹉z的硬度下降,無論是對各種配合劑的混入,對擠膠連續(xù)硫化或者是模壓制品的膠料在膜腔內(nèi)的流動(dòng)都是十分有利的,可以減少一些軟化劑的用量。 2.3 扯斷伸長率及強(qiáng)力 表1中的數(shù)據(jù)表明,加入防焦劑與不加防焦劑的膠料相比,扯斷伸長率及強(qiáng)力影響較小,這一點(diǎn)對防焦劑來說十分重要。一個(gè)好的防焦劑,不僅要在加工溫度下起到延遲早期硫化的作用,同時(shí)還要求在硫化溫度下不能影響硫化。所以P-X在氯丁膠中使用是合適的。 2.4 試驗(yàn) 比較發(fā)現(xiàn),在膠乳中加入1%(相對于氯丁單體)的P-X的防焦燒效果與在干膠中加入2%(相對于干膠重)的P-X的防焦燒效果相當(dāng)。這可能是因?yàn)樵谀z乳中加入防焦劑(與終止劑乳化后一起加入)分散的更均勻一些有關(guān)。 2.5 相容性 該防焦劑與終止劑經(jīng)乳化分散后一起加入聚合膠乳,保持乳液的原有穩(wěn)定性,說明其與膠乳的相容性較好。 3 結(jié) 論 防焦劑P-X在氯丁膠成膠過程中加入1%左右的份數(shù),可以明顯延遲氯丁膠的早期硫化傾向,延長焦燒時(shí)間。該防焦劑兼具塑解和改善焦燒兩種功能,并對扯斷伸長率及強(qiáng)力無明顯影響。適合做氯丁膠的防焦劑。在生產(chǎn)氯丁橡膠時(shí)加入該防焦劑,有利于膠料的貯存與加工,對于橡膠加工技術(shù)較弱的小型加工企業(yè)來說使用更方便。 |
