橡胶作为一种重要的工程材料,在多个领域如汽车、轮胎、电线电缆、胶管、胶带等中发挥着关键作用。为了提升橡胶制品的性能、改善加工过程并延长使用寿命,橡胶加工过程中常常需要添加一系列精细的化学品,这些被称为橡胶添加剂。本文将深入探讨橡胶加工过程中常用的添加剂及其重要作用。
一、硫化体系添加剂
1.硫化剂
硫化剂是将橡胶从塑性状态转变为弹性状态的关键添加剂。最常用的是硫磺,但纯硫硫化效率较低,因此常使用有机多硫化物(如TMTD、TMTT等)和有机过氧化物(如DCP、DTBP等)来提高硫化效率和物理机械性能。这些硫化剂能够将线型橡胶分子交联成网状结构,从而赋予橡胶更高的强度、耐热性和耐老化性。
2.硫化促进剂
硫化促进剂能够加速硫化反应,缩短硫化时间并降低硫化温度。常见的硫化促进剂包括二硫代氨基甲酸盐、黄原酸盐、秋兰姆、噻唑类、次磺酰胺等。其中,噻唑类和次磺酰胺类是硫化促进剂的主体,约占总量的70%~75%。这些促进剂不仅能提高生产效率,还能改善硫化胶的性能。
3.活性剂
活性剂用于增强硫化促进剂的活性和效能,从而提高硫化效率。常用的活性剂包括氧化锌、氧化镁、硬脂酸等。例如,氧化锌能改善耐水性能,氧化镁能提高耐热性,硬脂酸则有助于硫化反应的进行。
二、防老剂
橡胶制品在使用过程中容易受到热、氧、臭氧、光、金属离子和机械力等因素的影响而发生老化。为了防止橡胶老化,常常需要添加防老剂。防老剂主要分为胺类、酚类、杂环类和亚磷酸酯类等。它们通过参与橡胶分子的反应,生成稳定的化学结构,从而抑制或破坏橡胶在外界作用下的氧化裂解反应,延长橡胶制品的使用寿命。
三、 加工工艺助剂
1.塑解剂
塑解剂主要用于改善橡胶的加工性能,促进橡胶分子链的断裂,从而降低胶料的粘度,提高挤出速度和挤出稳定性。常用的塑解剂包括芳香族硫醇衍生物和芳香族二硫化物。
2.软化剂
软化剂能够改善胶料的塑性,降低其粘度,并有助于其他配合剂的分散。石油系软化剂如链烷油、环烷油和芳香油是常用的软化剂类型,它们能显著提升橡胶的加工性能。
3.分散剂
分散剂主要用于改善炭黑和其他粉料在橡胶中的分散性,提高粉料的分散度和挤出速度,稳定挤出尺寸,并防止胶料早期焦烧和喷霜。
4.增塑剂
增塑剂赋予胶料柔软性和良好的加工性能。它们通常是与橡胶有良好相溶性的低挥发性液体或低熔点固体,如邻苯二甲酸酯类和脂肪族二元酸酯类。
四、 其他特殊添加剂
发泡剂、粘着助剂、耐燃剂等
发泡剂用于制造橡胶泡沫制品,粘着助剂提高橡胶与其他材料的粘附性,耐燃剂则赋予橡胶制品阻燃性能。这些特殊添加剂根据具体需求添加到橡胶配方中,以满足特定应用场景的需求。
五、总结
橡胶添加剂在橡胶加工过程中起着至关重要的作用。它们不仅改善了橡胶的加工性能,提高了产品质量,还延长了橡胶制品的使用寿命。通过合理使用各种添加剂,橡胶工业能够生产出满足各种需求的优质橡胶制品,为各个行业的发展提供有力支持。希望本文能让您对橡胶加工过程中常用的添加剂及其作用有更深入的了解。
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