抗返原性良好的胶料与橡胶硫化剂
发布时间： 2012-12-17 14:57:00
胶料返原性具体表现为硫化胶的拉伸强度、定伸应力及动态疲劳性能降低，交联密度下降，表面发黏，是指胶料在140-150℃温度下使用橡胶硫化剂长时间硫化或在高温(超过160℃)硫化条件下，硫化胶性能下降的现象。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，这是一种过硫现象。
硫化记录仪绘出的曲线实质就是剪切模量（转矩）与硫化时间成正向的转矩变曲线。
利用硫化仪可直接确定橡胶硫化剂的硫化起始时间（焦烧时间、诱导期）、理论正硫化时间、工艺正硫化时间及硫化速率指数。焦烧时间，亦即转矩达到ML+10%所对应的硫化时间。若试片厚度小于6mm时，工程正硫化时间可取t，亦即转矩达到ML+90%所对应的硫化时间，这时工程正硫化时间与通称的工艺正硫化时间是一致的。
引起硫化返原并不是选择的橡胶硫化剂不正确。引起硫化返原的原因可以归结为：①交联键断裂及重排，特别是多硫交联键的重排以及由此而引起的网络结构的变化；②橡胶大分子在高温和长时间硫化温度下，发生裂解（包括氧化裂解和热裂解）。
为了减少和消除返原现象，应选择不饱度低的橡胶。常见橡胶在高温短时间内的极限硫化温度也不同。在180℃硫化温度下，天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶和三元乙丙橡胶的在180℃×30min条件下的返原率，依下列顺序递减；NR>BR>SBR>EPDM。
橡胶硫化剂的硫化体系是影响天然橡胶硫化返原性的主要因素。不同橡胶硫化剂的硫化体系对天然橡胶180℃的硫化曲线的影响是不同的。传统硫化体系CV的NR胶料的返原性最为严重，半有效硫化体系的返原性也比较明显，而有效的橡胶硫化剂的硫化体系则基本上无返原现象（在180℃×30min条件下）。为了提高天然橡胶和异戊橡胶的抗返原性，最好减少硫黄用量，用DTDM（N，N'-硫代吗啉）代替部分硫黄。经试验研究，天然橡胶的半有效橡胶硫化剂的硫化体系中，加入抗返原剂Si-69，可有效提高其抗硫化返原性。
异戊橡胶采用S（0-0.5份）、DTDM（0.5-1.5份）、CZ或NOBS（1-2份）、TMTD (0.5-1.5份)硫化体系的配合，可保证其在170-180℃下的返原性比较小。
丁基橡胶胶料采用S/M/TMTD或S/DM/ZDC的橡胶硫化剂的硫化体系时，易在180℃下硫化返原。若采用树脂或TMTD/DTDM作硫化体系，则基本无返原现象。
丁苯橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶等合成橡胶的硫化体系，对硫化温度不像天然橡胶那样敏感。但硫化温度超过180℃时，会导致其硫化胶性能恶化。天然橡胶和顺丁橡胶、丁苯橡胶并用时，可减少其返原程度；噻二唑硫化剂的硫化体系采用保持硫化剂恒定不变、增加促进剂用量的方法，也可减少其返原程度。
本文参考《橡胶技术问答-原料·工艺·配方篇》一书。
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