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【行業】一張圖看懂橡膠機械

發表時間:2016-03-04 10:31【




EPDM三大硫化體系你更青睞哪一種??



三元乙丙橡膠硫化

   三元乙丙橡膠可以采用二烯烴類橡膠用的普通硫化方法硫化,但由于一般三元乙丙橡膠雙鍵數目較少,因而硫化速度較慢。近年來發展了高不飽和度(碘值高達29)三元乙丙橡膠,其硫化速度不低于高不飽和橡膠的硫化速度。

   三元乙丙橡膠通常可用硫磺、過氧化物、配肟和反應性樹脂等多種硫化體系進行硫化。不同的硫化體系對其混煉膠的門尼黏度、焦燒時間、硫化速度以及硫化膠的關聯鍵型、物理機械性能(如應力-應變、滯后、壓縮變形以及耐熱等性能)亦有著直接的影響。硫化體系的選擇要根據所用乙丙橡膠的類型、產品物理機械性能、操作安全性、噴霜以及成本等因素加以綜合考慮。表一是不同硫化體系的交聯鍵類型及特性。表二是不同硫化體系三元乙丙橡膠性能的比較。


性能

硫磺

半有效硫化體系

醌肟

樹脂

過氧化物

輻射硫化

200%定伸應力,MPa

4344

2.829

3.031

/

4.5(46)

3.4(35)

300%定伸應力,MPa

9.3(95)

5.9(60)

5.9(60)

10.8(110)

10.0(102)

/

拉伸強度,MPa

22.0(224)

15.2(155)

12.0(122)

12.9(132)

15.4(157)

8.9(91)

伸長率,%

470

550

470

225

395

425

硬度(邵氏A

61

62

65

65

56

50

壓縮永久變形,%

57

37

57

/

19

/

熱老化試驗(150*72h







拉伸強度保持率,%

56

88

66

60

90

85

伸長率保持率,%

37

64

83

67

92

85

200%定伸應力保持率,%

317

201

100

147

126

125

硫化條件

160*30min

160*30min

160*30min

177*30min

160*30min

400wh

配方

促進劑TMTD1.5 促進劑0.5 硫磺1.5

促進劑TMTD2 促進劑TETD2

促進劑CZ2

硫化DGM6.5

四氧化三鉛10.5

溴化羥甲基酚醛樹脂2.4

DCP8.15

/

EPDM100,高耐磨驢黑50,環烷25,氧化鋅5,硬脂酸1

EPDM100,高耐磨驢黑62.5,環烷油25




1、硫磺硫化體系

   硫磺硫化體系具有操作安全,硫化速度適中,綜合物理機械性能佳以及與二烯烴類橡膠共硫化性好等優點,是三元乙丙橡膠使用廣泛主要的硫化體系。

     在硫磺硫化體系中,由于硫磺在乙丙橡膠中溶解度較小,容易噴霜,不宜多用。一般硫黃用量應控制在1~2份范圍內。在一定硫磺用量范圍內,隨硫費用量增加,膠料硫化速度加快,焦燒時間縮短,硫化膠拉伸強度、定伸應力和硬度增高,扯斷伸長率下降。硫磺用量超2份時,耐熱性能下降,高溫下壓縮永久變形增大。為使膠料不噴霜,促進劑的用量亦必須保持在三元乙丙橡膠的噴霜極限溶解度以下。實際上,在工業生產中,基于以下原因幾乎都是采用二種或多種促進劑的并用體系。

(1)多種促進劑并用,容易達到硫化作用平衡。

(2)許多促進劑在較低濃度時,就會發生噴霜,因此用量不宜太高。

(3)促進劑之間的協同效應,有利于導致硫化時間的縮短和交聯密度的提高。

   各種促進劑在不同三元乙丙橡膠中的適宜用量范圍列于下表三。


硫磺硫化體系中,促進劑的用量還可以通過增加硬脂酸的用量來提高,當其它條件不變的情況下,硬脂酸用量增加會導致交聯密度、單硫和雙硫交聯鍵增加。氧化鋅用量的增加亦有助于在交聯時形成活性促進劑,從而提高膠料的交聯密度及抗返原性,改善動態疲勞性能和耐熱性能。表四是硫化速度較慢的三元乙丙橡膠的硫化體系。表五是低壓縮變形、快速硫化用于注射模壓和傳遞模壓的硫化體系,表六是其它制品用硫化體系。

硫磺硫化體系適于各種橡膠制品。除促進劑TRQ/M和促進劑BZ/M體系外,多有噴霜現象。




①二亞硝基五亞甲基四胺

2、硫磺給予體硫化體系

采用硫磺給予體代替部分硫磺,可使其生成的硫化膠主要具有單硫鍵或雙硫鍵,因而可以改善膠料的耐熱和高溫下的壓縮變形性能,延長焦燒時間。所使用的硫磺給予體主要有秋蘭姆類,如四硫化雙五亞甲基秋蘭姆(DPTT)TMTDTMTM, MBSS4, 4’一二硫代二嗎啡琳(DTDM)等。表七是硫磺和硫化給予體在4 %ENB-EPDM巾性能比較,表八是幾種硫化體系在ENB-EPDM中的作用。


注:基本促進劑為TMTD0.5,促進劑ZDBC0.5,促進劑ETU0.5



:配方基本組成為ENB-EPDM100,氧化鋅5,硬脂酸1,快壓出爐黑(N550) 100,半補強爐黑(N774) 100,操作油110.

   在選擇硫黃硫化體系或使用部分硫黃給予體取代部分硫黃時,應注意考慮下列影響因素。

(1)三元乙丙橡膠第三單體的類型按乙叉降冰片烯、1,4一己二烯、雙環戊二烯的順序,

其硫化速度逐漸減慢,焦燒時間逐漸增加。

(2)第三單體含量越高,硫化速度越快,焦燒時間越短。

(3)促進劑用量越高,硫化速度越快,焦燒時間越短。

(4)充油三元乙丙橡膠中充油量高時,由于油起稀釋劑作用,其硫化速度和交聯密度均下降,需要增加硫化體系的用量,以保持硫化速度不降低。

   工業上廣泛使用快速、不噴霜硫化體系:促進劑M1.5,促進劑TAITD0.8,促進劑TeDDC0.8,多硫化二戊亞甲基秋蘭姆為0.8。此外,近還研制了一種新的硫黃給予體OTOS.它可以增加膠料的交聯密度,改善抗硫化返原性和耐老化性能,降低高溫下壓縮變形,含有高量OTOS的未硫化膠料經長期貯存后幾乎沒有噴霜現象。

3、過氧化物硫化體系

     對那些要求更好耐高溫性能(150℃以上)和極低壓縮永久變形的特殊制品需要采用過氧化物硫化。與硫黃硫化體系相比,過氧化物硫化體系其有如下的特點。

優點:

(1)硫化膠其有優越的耐熱性能和較低的壓縮變形,甚至在高溫下壓縮變形亦很小;

(2)膠料高溫下硫化速度快,且無硫化返原現象;

(3)顏色穩定性好,不污染,大多數過氧化物不易噴霜,且膠料貯存時無焦燒危險;

(4)配方簡單,與不同高聚物并川時容易共硫化。

缺點:

(1)低溫下硫化速度慢,因此要求較高的溫度硫化;

(2)硫化膠物理機械性能低,如拉伸強度、撕裂強度和耐磨性能均較低,尤其高溫下耐撕裂性能差;

(3)大多數過氧化物有臭味,且可能與其它配合劑發生反應;

(4)價格貴。


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