用硫化返原率曲线表征胶料的抗硫化返原性能

提出用硫化返原率曲线表征胶料的抗硫化返原性能的观点。硫化返原率曲线可以清晰地反映胶料的硫化返原过程和准确表征其抗硫化返原性能,可以作为抗硫化返原剂或胶料的特征曲线;不同抗硫化返原剂的作用机理决定了它们的抗硫化返原效果及其应用场合。

抗硫化返原剂二水合六亚甲基-1,6-二硫代硫酸二钠的制备

使用1,6-二氯己烷与五水合硫代硫酸钠合成出抗硫化返原剂二水合六亚甲基-1,6-二硫代硫酸二钠,通过正交试验和单因素实验考察其粗产品的合成工艺条件;对获得的产品进行重结晶纯化,结合硫代硫酸钠在乙醇-水溶液体系中不同温度的溶解度获得重结晶过程中溶剂的最优乙醇浓度、重结晶温度和结晶次数;最后对所合成产品进行了傅里叶变换红外光谱、X射线衍射及热重-差示扫描量热法的分析。结果表明,合成二水合六亚甲基-1,6-二硫代硫酸二钠的最佳反应条件为1,6-二氯己烷质量分数14%、乙醇与水的质量比3/4、反应体系pH值9、反应温度83℃,此时所合成粗产品的纯度和收率最高;使用质量分数为80%的乙醇溶液在20℃下重结晶精制2次,可制得纯度达97%以上、单程收率在80%以上的产品。

抗硫化返原性能评价方法的研究

探讨抗硫化返原剂的作用机理,通过研究5种抗硫化返原剂对轮胎基部胶物理性能、tR97(胶料硫化转矩达到MH后再下降至97%MH所对应的时间)、硫化活化能和硫化返原降解活化能的影响,考察胶料抗硫化返原性能评价方法。结果表明:胶料过硫化后单项物理性能变化不能表征抗硫化返原性能;对于同类配方和相同生产工艺的胶料,tR97越长,抗硫化返原性能越好;tR97、硫化活化能和硫化返原降解活化能结合,可以评价胶料的抗硫化返原性能。

抗硫化返原剂SR534对NR胶料性能的影响

试验研究抗硫化返原剂SR534对NR胶料性能的影响,并与抗硫化返原剂PK900进行对比。结果表明,抗硫化返原剂SR534用量不超过2份时,NR胶料的MH、焦烧时间和t90变化不大;随着抗硫化返原剂SR534用量的增大,NR胶料的硫化返原率减小,抗硫化返原性能提高。抗硫化返原剂SR534和PK900用量相同时,SR534的抗硫化返原性能优于PK900;胶料过硫化至60min时,二者均能使NR硫化胶保持较高的物理性能。

NR硫化返原的研究 Ⅰ普通硫黄硫化体系

研究了ＮＲ的返原反应。通过测定硫化曲线、物理性能和溶胀指数考察了常见的几种工业化抗返原剂（ＤＨＴＳ，ＨＶＡ２和Ｓｉ６９）对ＮＲ硫化返原反应的抑制效果。实验结果表明，以ＨＶＡ２的抗返原效果最好，ＤＨＴＳ次之，Ｓｉ６９最差，同时ＨＶＡ２和ＤＨＴＳ还能改善ＮＲ的热氧老化性能。对硫化曲线进行解析发现硫黄硫化反应服从一级反应规律。

NR硫化返原的研究 Ⅱ半有效硫化体系

研究了半有效硫化体系硫化ＮＲ的返原反应，对双（γ三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物（Ｓｉ６９）抗返原作用的原因进行了分析。通过测定硫化曲线、物理性能和溶胀指数，考察常见的３种工业化抗返原助剂［Ｓｉ６９，Ｎ，Ｎ′间亚苯基双马来酰亚胺（ＨＶＡ２）和环己烷二硫代硫酸盐二水合物（ＨＴＳ）］对ＮＲ硫化返原反应的抑制效果。实验结果表明，抗返原助剂可改善ＮＲ的热氧化性能；Ｓｉ６９的抗返原效果最好，用量以３份为宜，ＨＶＡ２次之，ＨＴＳ最差。

天然橡胶抗返原硫化体系的研究

研究了普通(CV)、有效(EV)、半有效(SEV)和平衡(EC)四种硫化体系对NR抗硫化返原和硫化胶物理机械性能的影响。结果表明:有效和平衡硫化体系的抗硫化返原性最好;在不同的硫化体系中加入抗返原剂Si69之后,都能有效地提高硫化天然胶的抗硫化返原性和物理机械性能。综合使用性能和抗硫化返原性,以半有效硫化体系较好。

抗硫化返原剂BCI对NR胶料性能的影响

将自制的4,4′-N,N′-二苯甲烷双柠康酰亚胺(BCI)用作抗硫化返原剂,研究其对NR胶料性能的影响,并与抗硫化返原剂PK900进行对比。结果表明,BCI具有与PK900相近的抗硫化返原性能,与未加抗硫化返原剂的胶料相比,加入BCI的胶料ML和MH减小,t10和t90变化不大;硫化胶的定伸应力和拉伸强度增大,拉断伸长率减小。裂解气相色谱分析表明,BCI在NR硫化返原过程中形成了新的C—C交联键。

抗硫化返原剂在纯天然橡胶复合体系中的应用研究

研究了抗硫化返原剂Perkalink900(简称PK900)、AK-73对纯天然橡胶复合体系的抗硫化返原性能、物理机械性能及生热性能的影响,结果表明:无论是在普通硫化体系还是在半有效硫化体系中,加入一定量PK900、AK-73后,胶料的抗硫化返原性能均得到提高。就这2种抗硫化返原剂而言,在不同的硫化体系中,在不同的温度下,表现的结果有所不同:在半有效硫化体系中,高温过硫情况下,PK900的作用更加明显,同时,加入一定量的抗硫化返原剂后,胶料的定负荷压缩生热性能得到一定程度的改善。

NR硫化返原动力学及主要抗硫化返原助剂

对硫化返原的动力学、抗硫化返原助剂的作用机理、不同抗硫化返原助剂在不同的配合体系中的用量及对硫化胶性能的影响进行评述。对于抗硫化返原助剂 ,在半有效硫化体系中Si6 9抗返原性最好 ,在传统硫化体系中HVA 2最好。

抗硫化返原剂在载重子午线轮胎中的应用研究

研究抗硫化返原剂对胶料性能的影响,通过对比抗硫化返原剂Z500和PK900在各种硫化体系中的作用,寻求提高载重子午线轮胎胶料热稳定性的方法。结果表明,添加抗硫化返原剂胶料硫化特性变化不明显;硫化返原速度,特别是过硫后的硫化返原速度大大降低;硫化胶物理性能及其过硫后保持率提高,生热降低;抗硫化返原剂Z500更适合全钢载重子午线轮胎和工程机械轮胎的硫化条件,而PK900则更适用于高温或长时间过硫化的场合或与其它抗硫化返原剂并用。

抗硫化返原剂并用对NR性能的影响

研究了3种抗硫化返原剂多官能丙烯酸酯类化合物(SR534)、有机锌皂类(SL273)、二硫代硫酸钠盐(CSP8008)对NR抗硫化返原性能、硫化特性、力学性能的影响。结果表明,将抗硫化返原剂并用可大幅提高NR的抗硫化返原性能,且优于单独使用,其中SR534与CSP8008并用后,胶料的返原率(Rt)最低,150℃×60min后才出现硫化返原现象;3种抗硫化返原剂均能延长t90,影响t10和MH-ML,并用添加可减少SR534对胶料MH-ML的影响;3种抗硫化返原剂对胶料的力学性能影响较小,其中SR534与CSP8008并用,NR胶料的综合性能相对较好。

新型抗硫化返原剂Z500的应用特性

研究新型抗硫化返原剂Z500对NR胶料的硫化特性、硫化胶的物理性能和压缩疲劳性能的影响。结果表明,加入抗硫化返原剂Z500,可以增大胶料的MH,降低胶料生热,改善胶料的抗硫化返原性能,提高硫化胶的主要物理性能、过硫化胶的耐热老化性能及压缩疲劳性能。

抗硫化返原剂对钢丝粘合胶性能的影响

研究添加抗硫化返原剂和采用抗硫化返原剂并用替代间-甲粘合体系对钢丝粘合胶性能的影响。结果表明,添加抗硫化返原剂PK900和HTS以及Z500,胶料硫化返原率明显降低,过硫化胶的物理性能保持率提高,其中PK900适用于变形较小的带束层胶料,Z500适用于变形较大的胎体帘布胶;采用抗硫化返原剂PK900和HTS并用替代间-甲粘合体系,胶料粘合性能保持不变,生热降低,硫化返原率较高,适用于变形较大的胎体帘布胶。

硫化返原对NR硫化胶结构与性能的影响

研究了硫化返原对NR硫化胶的结构和性能的影响。采用化学探测剂脱硫的方法 ,测定了硫化返原过程中NR的交联密度和交联键分布的变化情况 ,结果证实了硫化返原的机理 ;测定了不同温度下随着硫化时间的延长NR力学性能的变化规律以及在硫化期和返原期的动态性能。结果表明 ,动态生热引起返原 ,反过来返原导致损耗模量增大 。

NR硫化返原过程的动力学研究

采用依据NR硫黄硫化返原机理建立起来的硫化返原动力学模型 ,对普通硫黄硫化体系和半有效硫化体系的NR在不同温度下的硫化曲线进行了计算机非线性拟合 ,从而求出了各步反应的速率常数 ,并进一步得到多硫键、双硫键和单硫键密度之和及交联密度随硫化时间变化的函数关系。结果表明 :不同温度下两种体系采用该模型得到的模拟曲线与实际数据相吻合 ,求出的同一体系速率常数与硫化温度的关系符合Arrhenius方程。两种体系多硫键的裂解活化能都大于脱硫活化能 ,可解释随温度升高硫化返原程度增大的原因。

抗硫化返原剂对NR性能的影响

试验研究抗硫化返原剂PK900和HVA-2对NR硫化胶性能的影响。结果表明,加入抗硫化返原剂PK900或HVA-2可以增大NR硫化胶的回弹值和刚度,提高耐热性、耐甲苯性能及过硫后的耐压缩永久变形性能,其中抗硫化返原剂HVA-2的各项性能均优于PK900。

NR传统硫化体系的抗硫化返原特性

介绍了NR抗硫化返原的主要措施和机理 ,并在NR传统硫化体系的基础上 ,比较了 4种典型的抗硫化返原助剂 (芳香酸锌皂StructolAKT73、二烷基多硫代磷酸酯SDT/G、DuralinkHTS和Perkalink 90 0 )的用量和在不同硫化温度下硫化对NR胶料硫化和抗返原性能的影响。在相同用量情况下 ,Perkalink 90 0的抗硫化返原能力最强。

提高工程机械轮胎抗硫化返原性的措施

分析橡胶的耐热性、胶料硫化返原的机理及影响因素,讨论提高工程机械轮胎抗硫化返原性的措施。指出选择合适的硫化体系、添加抗硫化返原剂、降低胶料生热、并用耐热胶种、调整轮胎不同部位胶料硫化速度的匹配性等,以及利用计算机数值模拟的方法确定合适硫化条件是提高工程机械轮胎抗硫化返原性的有效措施。

抗硫化返原剂在子午线轮胎胎圈护胶中的应用

研究抗硫化返原剂HTS与PK900并用对子午线轮胎胎圈护胶性能的影响。结果表明:抗硫化返原剂HTS与PK900并用可使硫化胶具有良好的抗硫化返原性能和物理性能,较低的压缩生热以及良好的耐磨和耐屈挠性能;当抗硫化返原剂HTS/PK900用量比为1/1时,胶料的综合性能较好。