关于胶料焦烧性

hailang7111

焦烧性
胶料在存放或操作过程中产生早起硫化的现象胶焦烧。通常在设计啊胶料配方时，必须保证在规定的硫化温度下硫化时间最短，在加工温度下焦烧时间最长。胶料的焦烧性通常用120℃时的门尼焦烧时间t5表示。各种胶料的焦烧时间，视其工艺过程、工艺条件和胶料硬度而异。一般软的胶料为10～20min;大多数胶料（不包括高填充的硬度胶料或加工温度很高的胶料）为20～35min;高填充的硬度胶料为35～80min.
1、        橡胶结构的影响
胶料的焦烧倾向性，与其主材料的橡胶之不饱和度有关。例如不饱和度小的丁基橡胶，焦烧倾向性很小，而不饱和度大的异戊橡胶则容易产生焦烧现象。丁苯橡胶并用不饱和度打的天然橡胶后，焦烧时间缩短。
$ E. h0 E$ t* h2、        硫化体系的影响
+ z1 _$ T! v0 l: e* L' U从配方设计来考虑，引起焦烧的主要原因是硫化体系选择不当。为使胶料具有足够的加工安全性，应尽量选用迟效性或临界温度较高的促进剂，也可添加防焦剂来进一步改善。
选择硫化体系时，应首先考虑促进剂本身的焦烧性能，选择那些结构中含有防焦官能团（-SS-等）、辅助防焦基团（如羧基、磷酰基、硫代磷酰基）的促进剂。次磺酰胺类促进剂即是一种焦烧时间长、硫化速度快、硫化曲线平坦、综合性能较好的促进剂，其加工安全性好，适用于厚制品硫化。各种促进剂的焦烧时间依下列顺序递增：ZDC＜TMTD＜M＜DM＜CZ＜NS＜NOBS＜DZ.单独使用次磺酰胺类促进剂时，其用量约为0.7质量份左右。为了保证最适宜的硫化性质，常常采用几种类型的促进剂并用的体系，其中一些用于促进剂硫化，另一些则用于保证胶料的加工安全性。
) o7 T  F4 Z: E' b9 f, n- s* h不同类型促进剂的作用特征取决于它们的临界温度。例如，在天然橡胶中各种促进剂的有效作用起始温度啊：ZDC为80℃；TMTD为110℃；M为112℃；DM为126℃。
常用的促进剂TMTD，其硫化诱导期极短，可使胶料快速硫化。为了防止焦烧，可与次磺酰胺类（如CZ）、噻锉类（如DM）并用；但不能与促进剂D或二硫代氨基甲酸盐并用，否则将会使胶料的耐焦烧性更加劣化。单独使用秋兰姆类的胶料，即使不加硫磺或少加硫磺，其焦烧时间都比较短。在这种情况下，并用次磺酰胺类或噻挫类粗仅仅同时减少秋兰姆促进剂用量，则可延长其焦烧时间。
2 ], x+ \/ g1 I. ^2 G- h胍类促进剂（如促进剂D）的热稳定高，以其为主促进剂，胶料的焦烧时间长，硫化速度慢。
二硫代氨基甲酸盐类促进剂，会急剧缩短不饱和橡胶胶料的焦烧时间；并用胍类促进剂时，焦烧时间会进一步缩短。因此二硫代氨基甲酸盐类促进剂适于在低不饱和度橡胶（如丁基橡胶）中使用，也适于在低温硫化或室温硫化的不饱和橡胶中应用。
在含有噻挫类和次磺酰胺类的NR胶料中，加入DTDM可以提供胶料的抗焦烧性。在丁苯橡胶中加入DTDM，抗焦烧效果小。用有机过氧化物硫化的胶料，一般诱导期较长，抗焦烧性能较好。
% {' c* O, e5 p6 C在氯丁橡胶胶料中，增加氧化镁用量，而减少氧化锌用量，可降低硫化速度，延长焦烧时间。当然，N-22的用量也是影响焦烧性能的重要因素。
$ O- d, f5 q) L1 C& _$ l9 c在含有TMTD和氧化锌的氯化丁基橡胶胶料中，加入氧化镁和促进剂DM均可延长胶料的焦烧时间。
3、        防焦剂的影响
防焦剂是提高胶料抗焦烧性的专用助剂，它是提高胶料在储存和加工过程中的安全性。以往常用的防焦剂有苯甲酸、水杨酸、邻苯二甲酸酐、N-亚硝基二苯胺等。但上述防焦剂在使用中存在一些问题。例如邻苯二甲酸酐在胶料中很难分散，还能使硫化胶物性降低，并且延迟硫化，当胶料中含有次磺酰胺类或噻挫类促进剂时，防焦效果很小；N-亚硝基二苯胺在以次磺酰胺为促进剂的胶料中，防焦效果较好，但加工温度超过100℃时，其活性下降，120℃时防焦作用不大，135℃会分解而失去活性，分解后放出的气体产物，使制品形成气孔。此外这种防焦剂还会延迟硫化、降低硫化胶的物理性能。
诶了解决上述防焦剂存在的问题，近年来研制了一些效果极佳的防焦剂，其中防焦剂PVI获得了广泛的应用。采用PVI不仅可以提高混炼胶温度，改善胶料加工和储存的稳定性，还可使已焦烧的胶料恢复部分塑性。和以往常用的其他防焦剂不同，PVI不仅能延长焦烧时间，而且不降低正硫化阶段的硫化速度。
4、        填充体系的影响
  X( S7 U7 T/ I1 b! @  N) S+ h一般说来，N字头炭黑能使胶料的焦烧时间缩短，降低胶料的耐焦烧性。其影响程度主要取决于炭黑的PH值、粒径和结构性。炭黑的PH值越大，碱性越大，胶料越容易焦烧，例如炉法炭黑的焦烧倾向比槽法炭黑大。炭黑的粒径减小或结构性增大时，由于炭黑会使胶料在混炼时增加生热量，因此炭黑的粒径愈小，结构性愈高，则胶料的焦烧时间愈短。炭黑对胶料耐焦烧性的影响程度，还与所用的硫化促进剂类型有关。
有些无机填料（如陶土）对促进剂有吸附作用，会迟延硫化。表面带有-OH基团的填料，如白炭黑表面含有相当数量的-OH，会使胶料的焦烧时间延长，使用时应予以注意。
3 e4 D" q6 L/ f6 Q5、        软化剂和防老剂的影响
  |& L- T! j+ n3 h6 O, N胶料中加入软化剂一般都有延迟焦烧的作用，其影响程度视胶种和软化剂的品种而定。例如在三元乙丙橡胶胶料中，使用芳劲油的耐焦烧性，不如石蜡油和环烷油。在金属氧化物硫化的氯丁橡胶胶料中，加入20份氯化石蜡或葵二酸二丁酯时，其焦烧时间可增加1～2倍，而在丁晴橡胶胶料中，只增加20%～30%。
( h7 H9 h  y* u. p3 S5 K! r5 ~5 @: w5 z防老剂对胶料的硫化性质有一定影响。就焦烧性而言，不同防老剂的影响程度也不同，例如防老剂RD对胶料焦烧时间的延长，比防老剂D和4010NA显著。
除上述配方因素的影响之外，焦烧时间还与加工温度和加工时的剪切速率有密切关系。在考虑胶料的耐焦烧性时，必须以全面考虑

yangboxue

学习当中。。。。。。。

月亮之上

谢谢楼主！这样的好文章太叫人佩服了！

julun

对搞配方的来说是一个很好的教才

海纳百川

拜读楼主的大作后甚有心德！谢谢！

westseaman

谢谢楼主了，学习中。。。

小戴

橡胶总工果然不同反响！
水平高啊。

* l  O& J# u6 G! v对于焦烧，楼主分析的真透彻。。

lhx0309

谢谢楼主了，分析的很全面，学习了

山东老姜

总工就是总工，出手不凡，谢谢分享！

qcxybbs

太好了
！值得学习!