有机锌在丁晴橡胶中的应用.doc

有机锌在丁腈橡胶配方中的应用 有机锌的分子式为C18H12O8Zn2，分子量为486.0。其分子结构决定了其独具的高硫化活性，粒径小，比表面积大，在合成过程中有效地降低了重金属的含量，更趋于环保，在橡胶配方中替代氧化锌，可减少其用量，而不影响胶料的硫化特征和硫化胶的物理机械性能，而其价格较氧化锌便宜。 1 实验 1.1 主要原材 了腈橡胶JSRN23OS，日本JSR株式会社产品；丁腈橡胶1846，德国拜耳公司产品；氧化锌(间接法)一等品，邗江化工总厂产品；有机锌，台湾欧士橡胶助剂制造有限公司产品，其余原料均为市售工业品。 1.2 有机锌指标 有机锌的质量指标见表1。 表1 有机锌质量指标 项目 指标 纯度(有机锌含量)/% ≥99.7 铜/% ≤0.0001 锰/% ≤0.0001 铅/% ≤0.0001 水分/% ≤1.0 盐酸不溶物/% ≤0.001 比表面积/(m2·g-1) ≥50 平均粒径/μm ≤100 外观 灰白或浅黄色 1.3 试验基本配方 丁腈橡胶230S/1846 100；硬脂酸 2；防老剂 2；石蜡 1；炭黑 60；增塑剂 14；硫化剂变品种变量，氧化锌或有机锌变量。 1.4 主要设备和测试仪器 XK-160开炼机，无锡锡伟橡塑机械厂产品；DX-35翻转式密炼机，XK-400型开炼机，上海橡胶机械厂产品；CZOOE硫化仪，北京友深电子仪器厂产品；DXLL-250型电子拉力机，江都市全都试验仪器厂产品；邵尔硬度机，营口试验仪器厂产品；SJCW-4橡胶低温脆性试验台，上海化机四厂产品；401A老化试验箱，江都试验设备仪器厂产品。 1.5 试样制备 小配合试验胶料在XK-160型开炼机上进行。为减少各试样胶料的误差，采取二段混炼，先将生胶、防老剂、炭黑、增塑剂等制成母炼胶，然后二次混炼时加入硫化剂、氧化锌或有机锌，分别打三角包，打卷5次，出片停放，在平板硫化机上硫化试片。 大配合生产胶料在DX-35翻转式密炼机上进行，同样采取二段混炼。先将生胶，防老剂，炭黑，增塑剂等制成母炼胶；二次混炼在开炼机上加硫化剂、氧化锌或有机锌，分别打三角包，打卷5次，出片停放后硫化试片。 1.6 测试方法 硫化仪测试按GB/T 9869-1997；拉伸强度，拉断伸长率测试按GB/T 582-1998；硬度测试按GB/T 531-1999；热空气老化测试按GB3512-1989；压缩永久变型测试按GB 7759-1996；脆性温度测试按GB/T 1682-1994；耐液体测试按GB/T 1690-1992。 2 结果与讨论 2.1 小配合试验 2.1.1 有机锌采用不同硫化体系的试验 丁腈橡胶配方的硫化体系有普通硫黄硫化体系、高促低硫有效硫化体系以及过氧化物硫化体系。为此，在不同硫化体系中进行试验。其中1#，2#为硫黄硫化体系，硫黄 2；促进剂DM 1；促进剂D 0.6。3#，4#为高促低硫有效硫化体系，硫黄0.5；促进剂TMTD 1.3；促进剂CZ1.8。5#，6#为过氧化物硫化体系，DCP 2.8。试验结果见表2。 表2 不同硫化体系物理性能 配方编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 硫化体系锌种类 硫磺硫化体系 高促低硫有效硫化体系 过氧化物硫化体系 氧化锌 有机锌 氧化锌 有机锌 氧化锌 有机锌 份数 6 6 6 6 6 6 t10/min 1.68 1.53 1.43 1.38 2.80 2.50 t90/min 17.30 15.58 11.87 11.68 13.63 14.17 邵尔A型硬度/度 72 73 72 72 70 71 拉断强度/MPa 19.3 21.6 17.5 17.1 18.5 18.0 拉断伸长率/% 540 440 510 500 450 440 热空气老化(100℃×24h) ? ? ? ? ? ? 硬度变化/度 +5 +4 +4 +3 +4 +4 强度变化率/% -9 +6 -5 +4 -9 +4 伸长变化率/% -16 -14 -22 -18 -20 -17 耐液体(100℃×24h) ? ? ? ? ? ? 1#标准油体积变化/% -2 -3 -2 -3 -3 -3 3#标准油体积变化/% +8 +7 +8 +7 +7 +7 由表2可见，无论是硫黄硫化体系、高促低硫硫化体系，还是过氧化物硫化体系，有机锌都可替代氧化锌使用。硫化仪数据、胶料的硫化诱导期时间t10和正硫化时间t90有机锌都小于氧化锌，说明有机锌的分子