橡胶硫化剂的应用
发布时间:2013-04-12 16:04
橡胶硫化剂作用机理和交联网结构的基本概念
热硫化和金属氧化物硫化的特性是由生胶分子中存在的活性氯原子所决定的。1,2-位置上的聚合物链是活动氯原子的渊源。1,4-链节的氯原子在化学反应过程中，例如贮存或加工下所发生的氧化反应和硫黄加成反应等，也能形成活动氯原子。
热硫化时的交联要么是由于脱氯化氢时所产生的共轭双键参与聚合的结果；要么是分子间脱氯化氢的直接结果。此时产生的主要交联键是C-C键。在一些条件下，如分子链中的1，2结构，氧化锌、氧化镁和Na-22在加热情况下，也能生成C- O-C醚键。
用氧化锌和氧化镁的硫化是按离子和自由基混合机理进行的。硫化网结构有多种交联键类型，结构十分复杂，它包括C-O-C和C-C键的多种类型键。硫黄调节型氯丁胶本身还有双硫和多硫键。生成的氯化锌本身又是催化剂，不仅能促使C-C键生成，又对烷基化反应有活性作用。
以氧化物硫化氯丁胶时，促进剂直接参与交联反应，即促进剂是附加的橡胶硫化剂。因此，有促进剂存在时，硫化网状结构更为复杂。有Na-22时可生成C- S-C键。
以Na-22或其与秋兰姆并用参与硫化时，发现了醚键、双硫键，并用时甚至会生成多硫键；未测出有单硫键，此外还有双键的异构化发生。当采用硫黄-促进剂体系硫化时，硫黄参与了交联过程；离子型反应要比硫化其他弹性体时表现得更为明蛀；随温度升高，自由基反应过程的作用增强，脱氯化氢作用进行得更为激烈并可达到更高的程度。
由硫黄-促进剂体系硫化氯丁胶，或以金属氧化物硫化硫黄调节的氯丁胶所得的硫化胶的网状结构更复杂。可认为由C-C、C-O-C、C-S-C相C- S.-C硫化键，配位键以及氧化物表面的弱键组成了硫化键。
由此看来，氯丁胶的硫化胶的特征之一就是不管生胶的类型和橡胶硫化剂的品种如何，都含有足够量的C-C、C-S-C或C- O-C等牢固键。用硫黄调节氯丁胶会使牢固键的相对含量减少，键的平均能降低。毫无疑问，橡胶的类型和橡胶硫化剂的种类对牢固键的形成及强、弱键的比例有影响。
氯丁胶硫化胶的另一特征是能生成相当数量的弱键。以氧化物或其与硫黄并用硫化的硫化胶，弱键的含量显著增多。与此相对应，硫黄调节氯丁胶的弱键含量也明显增多。氧化物存在时，弱键可能有两种类型。
随交联密度增加，这些弱键的浓度也增加；金属氧化物硫化胶的这种弱键数量最多，而且强度最小。交联网的活性级分含量与硫化体系和生胶的类型有关。
树脂类
一些树脂能使氯丁胶硫化。苯酚-甲醛树脂是氯丁胶浆的橡胶硫化剂，可提高薄膜的内聚强度，故可广泛地用于工业生产中。用烷基酚醛树脂硫化未填充胶料时发现，硫化胶的结构化程度和物理机械性能都较金属氧化物硫化胶相应要低。
环氧树脂用量足够大时，除硫化效果还有补强效果。如果在环氧树脂胶料中同时加入固化剂，则橡胶的强度提高、弹性降低、耐热老化和对腐蚀性介质的稳定性得到增强。
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本文参考《氯丁橡胶加工与应用》一书。 相关链接
