橡膠常見問題的解釋
2018-03-15 來自: 山東秀誠化工有限公司 瀏覽次數(shù):1311
薄通是什么( 在橡膠煉膠過程中,有個(gè)名詞叫薄通),薄通是指橡膠厚度很薄地通過開煉機(jī)的二個(gè)輥筒,目的有三:af
1。如是橡膠,則是利用薄通時(shí)的機(jī)械剪切力,將NR中部分長(zhǎng)分子鏈斷裂成小分子鏈,以降低NR的門尼粘度,提高工藝操作與加工性能;此工藝稱為塑煉。
2。如是混煉膠,則是提高混煉膠的混煉效果,使混煉膠中的各組份如炭黑、硫化劑、防老劑等分散均勻
3。如是硫化膠再生,則是利用薄通時(shí)的機(jī)械剪切力,將較大顆粒的硫化膠粉碎為較細(xì)顆粒的硫化膠粉,便于再生利用。
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什么是橡膠老化?在表面上有哪此表現(xiàn)?
答:橡膠及其制品在加工,貯存和使用過程中,由于受內(nèi)外因素的綜合作用而引起橡膠物理化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能的逐步變壞,后喪失使用價(jià)值,這種變化叫做橡膠老化。
表面上表現(xiàn)為龜裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色、長(zhǎng)霉等。
影響橡膠老化的因素有哪些?
引起橡膠老化的因素有:
a)氧、氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng),分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián),引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。
b)臭氧、臭氧的化學(xué)活性氧高得多,破壞性更大,它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂,但臭氧對(duì)橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當(dāng)作用于變形的橡膠(主要是不飽和橡膠)時(shí),出現(xiàn)與應(yīng)力作用方向直的裂紋,即所謂“臭氧龜裂”;作用于變形的橡膠時(shí),僅表面生成氧化膜而不龜裂。
C)熱:提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴(kuò)散速度和活化氧化反應(yīng),從而加速橡膠氧化反應(yīng)速度,這是普遍存在的一種老化現(xiàn)象——熱氧老化。
D)光:光波越短、能量越大。對(duì)橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外,橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基,引發(fā)并加速氧化鏈反應(yīng)過程。經(jīng)外線光起著加熱的作用。光作用其所長(zhǎng)另一特點(diǎn)(與熱作用不同)是它主要在橡表面進(jìn)生。含膠率高的試樣,兩面會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋,即所謂“光外層裂”。
E)機(jī)械應(yīng)力:在機(jī)械應(yīng)力反復(fù)作用下,會(huì)使橡膠分子鏈斷裂生成游離荃,引發(fā)氧化鏈反應(yīng),形成力化學(xué)過程。機(jī)械斷裂分子鏈和機(jī)械活化氧化過程。哪能個(gè)占優(yōu)勢(shì),視其所處的條件而定。此外,在應(yīng)力作用下容易引起臭氧龜裂。
F)水分:水分的作用有兩個(gè)方面:橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時(shí),容易破壞,這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和清水荃團(tuán)等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下,會(huì)加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對(duì)橡膠則不起破壞作用,甚至有延緩老化的作用。
G)其它:對(duì)橡膠的作用因素還有化學(xué)介質(zhì)、變價(jià)金屬離子、高能輻射、電和生物等。
橡膠老化試驗(yàn)方法可分為哪幾類?
答:可分為兩大類:
1)自然老化試驗(yàn)方法:又分為老化試驗(yàn),大氣加速老化試驗(yàn),自然貯存老化試驗(yàn),自然介質(zhì)(包括埋地等)和生物老化試驗(yàn)等。
2)人工加速老化試驗(yàn)方法。為熱老化、臭氧老化、光老化、人工氣候老化、光臭氧老化、生物老化、高能輻射和電老化以及化學(xué)介質(zhì)老化等。
熱空氣老化試驗(yàn)對(duì)于各種膠料來說應(yīng)選取什么溫度等級(jí)?
對(duì)于橡膠來說,試驗(yàn)溫度通常50~100℃,合成橡膠通常為50~150℃,某些特種橡膠試驗(yàn)溫度則更高。如丁腈橡膠用70~150℃,硅氟膠一般用200~300℃。總之,應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)具體確定。
什么是硫化?
“硫化”一詞有其歷史性,因初的橡膠制品用硫磺作交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)而得名,隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)在可以用多種非硫磺交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)。因此硫化的更科學(xué)的意義應(yīng)是“交聯(lián)”或“架橋”,即線性高分子通過交聯(lián)作用而形成的網(wǎng)狀高分子的工藝過程。從物性上即是塑性橡膠轉(zhuǎn)化為彈性橡膠或硬質(zhì)橡膠的過程。“硫化”的含義不僅包含實(shí)際交聯(lián)的過程,還包括產(chǎn)生交聯(lián)的方法。
硫化過程可分為哪四個(gè)階段?各有什么特點(diǎn)?
答:通過膠料定伸強(qiáng)度的測(cè)量(或硫化儀)可以看到,整個(gè)硫化過程可分為硫化誘導(dǎo),預(yù)硫,正硫化和過硫(對(duì)膠來說是硫化返原)四個(gè)階段。
硫化誘導(dǎo)期(焦燒時(shí)間)內(nèi),交聯(lián)尚未開始,膠料有很好的流動(dòng)性。這一階段決定了 膠料的焦燒性及加工性。這一階段的終點(diǎn),膠料開始交聯(lián)并喪失流動(dòng)性。硫化誘導(dǎo)期的長(zhǎng)短除與生膠本身性質(zhì)有關(guān),主要取決于所用助劑,如用遲延性促進(jìn)劑可以得到較長(zhǎng)的焦燒時(shí)間,且有較高的加工性。
硫化誘導(dǎo)期以后便是以一定速度進(jìn)行交聯(lián)的預(yù)硫化階段。預(yù)硫化期的交聯(lián)程度低,即使到后期硫化膠的扯斷強(qiáng)度,彈性也不能到達(dá)預(yù)想水平,但撕裂和動(dòng)態(tài)裂口的性能卻比相應(yīng)的正硫化好。
到達(dá)正硫化階段后,硫化膠的各項(xiàng)物理性能分別達(dá)到或接近佳點(diǎn),或達(dá)到性能的綜合平衡。
正硫化階段(硫化平坦區(qū))之后,即為過硫階段,有兩種情況:膠出現(xiàn)“返原”現(xiàn)象(定伸強(qiáng)度下降),大部分合成膠(除丁基膠外)定伸強(qiáng)度繼續(xù)增加。
對(duì)任何橡膠來說,硫化時(shí)不只是產(chǎn)生交聯(lián),還由于熱及其它因素的作用產(chǎn)生產(chǎn)聯(lián)鏈和分子鏈的斷裂。這一現(xiàn)象貫穿整個(gè)硫化過程。在過硫階段,如果交聯(lián)仍占優(yōu)勢(shì),橡膠就發(fā)硬,定伸強(qiáng)度繼續(xù)上升,反之,橡膠發(fā)軟,即出現(xiàn)返原。
什么叫焦燒?
答:焦燒是膠料在工藝過程中產(chǎn)生的早期硫化現(xiàn)象。
焦燒實(shí)質(zhì)上是在工藝過程中熱和時(shí)間對(duì)膠料影響的積累,也可以叫做膠料的熱歷程。膠料的熱歷程逾長(zhǎng),溫度逾高,則可逐漸縮短膠料的焦燒時(shí)間。
(膠料在貯存加工成型過程中受熱的作用,發(fā)生早期硫化(交聯(lián))并失去流動(dòng)性能和再加工的能力,這就是所謂焦燒現(xiàn)象.焦燒問題可以通過哪些途徑來解決?
通常可以通過下途徑解決:
(1)調(diào)整硫化體系,為次磺酰胺促進(jìn)劑的采用,大大改善了防焦燒性能。
(2)改善膠料貯存和加工條件,如加強(qiáng)冷卻;
(3)采用防焦劑。
理想的防焦劑應(yīng)具有哪些性能?
答:理想的防焦劑應(yīng)具有下列性能:1、具有優(yōu)良的防焦性能,對(duì)不同促進(jìn)劑和膠料種選擇性小,對(duì)其它配合劑不敏感;2、對(duì)膠料的硫化特性和硫化膠性能無不良影響;3、貯存穩(wěn)定和操作性能良好,不結(jié)塊,不飛揚(yáng),分散,不噴霜等,4、符合工業(yè)生產(chǎn)和衛(wèi)生要求,5、價(jià)廉得,6、能兼具其它有益的功能。
防焦劑有哪些類別?
答:按化學(xué)結(jié)構(gòu)大致可分為四類:
一、有機(jī)酸防焦劑。
這類防焦劑包括鄰萘二甲酸酐(PA)、水楊酸,安息香酸,鄰醋酸荃萘甲酸等。它們的防焦效果差,對(duì)促進(jìn)劑品種選擇性大,而且顯著降低硫化速度和硫化膠性能,對(duì)皮膚有刺激作用,但這類防焦劑價(jià)廉得其中常用的是鄰萘二甲酸酐,一般用于白色配合和工業(yè)制品,它對(duì)堿性促進(jìn)劑DPG有效,對(duì)MBT出有效,對(duì)NOBS,TMTD無效,對(duì)硫化速度有影響。
名稱 外觀 熔點(diǎn)℃ 比重
鄰萘二甲酸酐(PA) 白色粉末 >130 1.5
安息香酸(萘甲酸) 白色粉末黃色粉末 122 1.27
水楊酸(鄰羥萘甲酸)白色與淡灰色粉末 157~161 1.48
鄰醋酸萘甲酸 白色與乳白色粉末 >131 1.28
亞硝硝薟類防焦劑
二、一些芳族硝基化合物防焦劑,其中常用的是N—亞硝蔡二萘胺(NDPA)。與有機(jī)酸不同,這類防焦劑對(duì)常用的噻唑類和次磺酰胺類促進(jìn)劑有較好的防焦作用。NDPA對(duì)醛胺類似外的所有促進(jìn)劑均有防焦作用,通常用量為0.5份,它對(duì)仲胺組成的次酰胺促進(jìn)劑比對(duì)伯胺組成的更為有效。但NDPA的防焦效果。亞硝薟類防焦劑并不是一種理想的防焦劑,由于衛(wèi)生原因及S—N型防焦劑的出現(xiàn),其用量已劇減。
三、次磺酸胺類(S—N型)防焦劑
1、含羰蔡的S—N型防焦劑
(1)防焦劑CTP (2)防焦劑CCTP
(3)防焦劑MTP
2、含硫酰蔡的S—N型防焦劑。
(1)防焦劑E(N-三氯甲蔡硫代---萘蔡—萘酰胺)
(2)防焦劑APR—(異丙蔡硫代)—N環(huán)已萘并噻唑—z—磺酰
(3)防焦劑DITS
3、含磷S—N型防焦劑。
4、其它防焦劑:縮硫酮,CIPA,CTPA(本題摘自特種橡膠制品)2/1985 P48《防焦劑的發(fā)展和應(yīng)用》張隱西
防焦劑的作用以及目的是什么?
答: 防焦劑能防止膠料在操作期間產(chǎn)生早期硫化,同時(shí)一般又不妨礙硫化溫度下捉時(shí)宜劑量正常作用。加入該類物質(zhì)的目的是提高膠料操作性,增加膠料或膠漿的貯存壽命。
橡膠為什么要進(jìn)行硫化?硫化劑有哪幾類?
答:橡膠未經(jīng)硫化以前,缺乏良好的物理機(jī)械性能,實(shí)用價(jià)值不大。當(dāng)橡膠經(jīng)過硫化后,由于分子結(jié)構(gòu)的變化,而使其綜合性顯著改進(jìn),尤其是抗拉強(qiáng)度,定伸強(qiáng)度,伸長(zhǎng)率,彈性,耐磨性,硬度等更為明顯。硫化劑除硫磺、硒、碲以外有含硫氧化物、過氧化物,金屬氧化物,醌類、胺類、樹脂類等。
為什么不能無限提高硫化溫度?
溫度是硫化三大要素之一,與所有化學(xué)反應(yīng)一樣,硫化反應(yīng)隨溫度升高而加快,并且大體適用范特霍夫定律,即溫度每上升8~10。C(約相當(dāng)于一個(gè)表壓的蒸汽壓力),其反應(yīng)速度約增加一倍;或者說,反應(yīng)時(shí)間約減少一半。隨著室溫硫化膠料的增加和高溫硫化出現(xiàn),硫化溫度趨向兩個(gè)極端。從提高硫化效率來說,應(yīng)當(dāng)認(rèn)為硫化溫度越高越好,但實(shí)際上不能無限提高硫化溫度。首先受到橡膠導(dǎo)熱性極小阻礙,對(duì)于厚制品來說,采用高溫硫化很難使內(nèi)外層膠料同時(shí)達(dá)到平坦范圍;其次,各種橡膠的耐高溫性能不一,有的橡膠經(jīng)受不了高溫的作用,如高溫硫化橡膠時(shí),溶于橡膠中的氧隨溫度提高而活性加大,引起強(qiáng)烈的氧化作用,破壞了橡膠的組織,降低了硫化膠的物理機(jī)械性能,第三,高溫對(duì)橡膠制品中的紡織物有害為棉纖維布料超過140℃時(shí),強(qiáng)力下降,在240℃下加熱四小時(shí)則完全破壞。