馬 浩(杭州中策橡膠有限公司新安江分廠,浙江建德 311607)
加入到膠料中能增加促進劑活性,能減少促進劑用量或縮短硫化時間的物質稱為活性劑或促進助劑,加入少量活性劑亦可大大提高硫化橡膠的硫化度。膠料常用活性劑有3大類,即金屬氧化物類、有機酸類和胺類,本文研究了金屬氧化物類中的氧化鋅對膠料物理性能的改善,氧化鋅對電子的親和能大,對促進劑表面吸附作用大,活性作用也最強,在硫化過程中,橡膠大分子結構生成的巰基團與氧化鋅作用,導致大分子間產生交聯。目前在用的氧化鋅共有3種,分別是間接氧化鋅、納米氧化鋅、濕法氧化鋅。本文研究使用濕法氧化鋅取代間接氧化鋅對膠料物理性能的影響。
1·1試驗儀器與設備
XK-160開煉機,湖州橡機廠產品; F370密煉機,大連冰山橡塑股份有限公司產品;C200E硫化儀,北京友深電子儀器廠產品;M200E門尼粘度儀,北京友深電子儀器廠產品; 50t平板硫化機,湖州橡機廠產品;電子拉力機,廣西師大產品;壓縮生熱機,北京橡研院機電技術開發公司產品;橡膠疲勞曲撓機,上海橡機廠產品;磨耗試驗機,長沙儀表機械廠產品;硫化橡膠抗刺試驗儀,自制。
1·2原材料與試驗配方
1·2·1原料
NR,國產; BR,上海高橋石化公司產品;1712SBR,江蘇南通產品;間接氧化鋅、濕法氧化鋅,國產合格品;其余材料均為正常市購原材料。
1·2·2配方
小配合基本配方:NR 70; BR 30;硬脂酸2;防老劑 3; S+促進劑 2·7;炭黑 45;合計152. 7。1#~3#使用4份、3份、2份的間接氧化鋅; 4#~6#使用4份、3份、2份的濕法氧化鋅,其它原材料相同。
大車中試配方:NR 70; BR 30;硬脂酸 2;防老劑 3; S+促進劑 2·7;炭黑 45;合計 152.7。7#~9#使用10份、5份、0份的濕法氧化鋅。生產配方: NR/BR/1712SBR 50/35/15;WP0·55;再生膠+膠粉 45;氧化鋅 3·4(10#使用間接氧化鋅,11#濕法氧化鋅);硬脂酸 3; S+促進劑 2·8;防老劑2·2;分散劑 0·8;軟化劑 11·8;炭黑 60;合計 229.55。
2結果與討論
2·1小試結果分析
試驗室小配合基本配方試驗與物理性能見表1。從間接氧化鋅、濕法氧化鋅的物理性能來看,300%定伸應力間接氧化鋅稍好于濕法氧化鋅。拉伸強度:間接氧化鋅稍好于濕法氧化鋅。磨耗性能:間接氧化鋅稍好于濕法氧化鋅。壓縮生熱性能、屈撓龜裂性能相差不大。硫化速度間接氧化鋅稍快于濕法氧化鋅。
綜上所述,綜合性能間接氧化鋅稍好于濕法氧化鋅。
2·2中試結果分析
在基本配方中分別使用10份、5份、0份濕法氧化鋅,從物理性能來看, 300%定伸應力、拉伸強度、硬度、彈性7#與8#相差不大,但9#性能很差。磨耗性能:7#稍好于8#,與9#同。壓縮生熱性能:7#與8#相差不大, 9#試驗數據丟失。屈撓龜裂: 9#性能最佳。硫化速度:7#< 8#< 9#。
綜上所述, 7#與8#的配方物理性能相差不大,說明濕法氧化鋅份數提高很大后對物理性能影響不是很明顯, 9#配方不加氧化鋅物理性能很差,說明在輪胎膠料配方中合理的氧化鋅份數對膠料物理性能的影響很大。
大車中試在F370上進行,試驗膠料為正?；九浞?在嚴格的相同條件下進行對比試驗,試驗配方與結果見表2。
在生產配方中分別使用3·4份間接氧化鋅和濕法氧化鋅進行對比,從物理性能來看, 300%定伸應力間接氧化鋅稍好于濕法氧化鋅。拉伸強度:間接氧化鋅稍好于濕法氧化鋅。磨耗性能:間接氧化鋅稍好于濕法氧化鋅。壓縮生熱性能相差不大,屈撓性能濕法氧化鋅稍好于間接氧化鋅。硫化速度間接氧化鋅稍快于濕法氧化鋅。
綜上所述,綜合性能間接氧化鋅稍好于濕法氧化鋅。
在生產配方K103中分別使用間接氧化鋅和濕法氧化鋅進行對比,大車中試在F370上進行,在嚴格的同等條件下進行對比試驗,試驗配方與結果見表3。
3結論
1·加入氧化鋅可提高硫化橡膠的硫化度及膠料的物理機械性能。
2·性價比:濕法氧化鋅好于間接氧化鋅,從性價比考慮,配方中首選濕法氧化鋅。
3·硫化速度:間接氧化鋅稍快于濕法氧化鋅。
4·物理性能:間接氧化鋅好于濕法氧化鋅。
5·在斜交輪胎配方中,氧化鋅使用份數以3~4份為宜。
由上述試驗結果看,兩種氧化鋅以間接法氧化鋅的性能為最好,這可能與氧化鋅的粒徑、含量有關,并且隨著氧化鋅用量增加膠料的硫化速度反而是減慢的,但膠料的硫化度卻與氧化鋅用量直接相關,本試驗表明兩種氧化鋅有差異但差異是比較小的,驗證了濕法氧化鋅在部分輪胎配方中可以取代間接氧化鋅,是一種性價比較好的加工助劑。
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