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发表于 2009-8-7 21:15:36
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记得以前有位胶友讲过 在配方中加10份左右的活性炭 能缓解或消除异味 楼主可以试下
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$ ?7 ?( l' d$ h% a楼主可以看下这个( _) ~) Y5 \5 p" ~/ g, e9 z
总第137 期2005 年第5 期安徽化工
- u/ s6 Z6 C8 ?" j" K6 C1 P2 r( 青岛职业技术学院生物化工学院, 266555)0 \' `( U, L4 V8 V" q+ D: I k( u
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吕海金1 概述氯化聚乙烯( CPE) 是高密度聚乙烯( HDPE) 经氯化制得的一种具有橡胶或塑料性能的新型高分子材料,可看作是乙烯、氯乙烯和1,2-二氯乙烯的三元共聚物,是橡胶与塑料的优良改性剂和添加剂,具有优良的耐候性、耐臭氧、耐热、耐油、耐化学品,高抗冲击性能、优良的阻燃性等特点,其用途十分广泛[1~3],引起国内外科研界的广泛重视,正致力于开发其新的产品品种和研究其应用范围[4~6]。氯化聚乙烯的生产方法主要有:水相悬浮氯化法、溶液氯化法和固相氯化法。目前国内外生产中主要使用水相悬浮氯化法,固相氯化法能够生产氯含量很高的高氯化聚乙烯,但由于目前工艺条件中反应热的消除原因,目前未广泛推广。
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& F8 ~- Y. H' v6 J3 s7 x9 A 水相法生产的CPE 基本性能主要受以下几个因素影响:( 1) 原料聚乙烯的化学结构、分子量及其分布:决定产品的热稳定性及物理性能, 还决定生产出的CPE是橡胶型还是塑料改性剂型。( 2) 氯化率:决定CPE 材料的种类及其阻燃性、耐油性、耐热老化性及耐寒性等。, f1 l% m* K* W' l/ {7 v
" J3 P: N; m5 H5 S+ L 氯含量30%~40%时玻璃化转变温度较低, 橡胶型CPE的氯含量一般在此范围内。( 3) 残留结晶度:残留结晶度是CPE 一项重要指标, 主要是用来表征氯化均匀度和产品类型。残留结晶多的产品,氯的加成及分布呈嵌段型不均匀,其制品一般为硬制品;残留结晶少的产品,氯的加成及分布比较均匀,其制品为软制品-CPE 橡胶[8]。
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; L+ P* p9 {5 m& V0 n f9 G 2 CPE 橡胶的应用状况CPE 橡胶具有CPE 的优良性能, 是一种新型的弹性体,在橡胶领域具有广阔的的应用前景。它与多种橡胶相容性非常好,可与SBR、IVR、CR、NBR、EVA、EPDM等以任意比例并用,广泛应用在橡胶制品,可完全或部分替代橡胶,能够大大提高拉伸强度,增加伸长率,改善加工流动性,提高阻燃性;且在加工过程中提高加工性能,从而不易焦烧,无粘辊现象等等( 如与CR 共混,改善CR 粘辊) 。在轮胎内胎制造中,CPE 橡胶替代部分橡胶,既可降低成本,又明显提高综合性能,青岛科技大学的曲秀芳等已就此申请了专利[9];还可以在V 型胶带与橡胶共混使用,具有优良的耐弯曲、耐疲劳、伸长率小等特点[10];另外还可以在许多制品中单独使用来完全替代橡胶,例如在电缆行业中替代橡胶作生产HPN 线缆,有与CR 或CSM 相近的性能,但综合成本降低[11];用于硫化型防水卷材、片材行业中,需要加入高填料,作高填充制品,CPE 具有成本低、填料混和均匀度高、混料迅速、耐侯性好等优点;还可大大改善耐臭氧性能,并且粘接性能好,用普通的氯丁胶即可粘接,金晓西、冯际斌已申请专利[12]。此外CPE 橡胶研究热点还在于与橡胶并用制造新材料,提高阻燃性、耐热、耐臭氧老化等性能,还能降低成本[13~17]。另外CPE 纳米复合材料的制备也在研究之中[18]。本文将重点就CPE 应用过程中配方的设计、材料基本性能等方面进行综合论述。. b1 E) U+ E; Q
# v- j! C4 u7 ~" d( Y6 I/ @ 3 CPE 橡胶的配方设计3.1 硫化体系由于CPE 分子结构中不含有双键, 而且其中氯原子活性不高,因此不能用橡胶的硫磺硫化体系,需要使用过氧化物硫化体系,或其它硫脲、胺类、硅烷类等最常用的是过氧化物硫化体系,且温度合适,不同过氧化物硫化剂的分解温度不尽相同,既要防止焦烧,过硫化,又要避免硫化不充分造成性能缺陷。CPE 常用的硫化剂有DCP,但硫化时有异味,且只能在模型或加压下不暴露在空气中进行硫化; 而NA-22 体系能以硫化罐等方式进行无模硫化,但硫化速度相当慢;美国和欧洲近年来使用噻唑衍生物硫化体系, 即硫化剂为噻二唑( Rhenocure TDD) ,活化剂为酰胺二胺( Rheoflt NC) ,硫化速度快,既可在模型中硫化,也可无模硫化,但价格太贵,不易推广。家电制品可选用BIBP 硫化剂,一般加入量为3.0~3.3 份, 还需要加入助硫化剂, 常用的有TAC、TAIC、PL-400 等等,但TAC 价格贵,TAIC 易喷霜,CPE 橡胶的配合体系及其应用李培耀殷兰兰( 青岛大学化工学院, 266071)摘要介绍了CPE 橡胶的应用,着重研究其配合体系如硫化体系、填充补强体系、增塑体系、防老体系等。另外还简单介绍了CPE 橡胶的基本加工工艺。; z/ Y% m [/ |# w5 \2 f
% ^% x0 R y6 d# p+ f, ^4 p 关键词氯化聚乙烯( CPE) CPE 橡胶残余结晶度配合体系15总第137 期2005 年第5 期安徽化工产生条纹;而与CPE 相容性较好的是PL-400( 液态) ,用量为5.0~7.0 份;另外如果是与橡胶并用,则需要再加入硫磺硫化体系,除了常用的硫磺( 3.0~5.0 份) 之外,还要加入硫化促进剂如D、DM、TT、M、CZ 和硫化活性剂如硬脂酸SA、ZnO、MgO 等。
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}* A; V$ r' \, h2 M4 y8 Z 3.2 填充补强体系补强填充剂可以选用碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土、白炭黑、碳黑、膨润土、改性膨润土等等。碳酸钙有一定的补强作用,又可以吸附CPE 分解产生的HCl 分子,起到稳定剂的作用,但碳酸钙有一定的吸水性,用量过大会降低胶料电性能。滑石粉可以使胶料具有较好的挺性、减小压缩变形。煅烧陶土能够有效提高胶料的电性能,改善混炼胶的压出工艺性能,但陶土呈微酸性,会与过氧化物产生有害的化学反应,延迟自由基的产生,降低过氧化物的硫化效率,用量30~50 份。白炭黑的补强作用最为明显,用量为10 份时即有显著效果,用量大时对胶料电性能有较大影响, 并使挤出压力变大,15~20 份为宜。生产黑色电线电缆HPN 时需要加入一定量的碳黑,碳黑既是色粉,又是补强剂。但它有一定的导电性,因此需要用表面积相对比较小的碳黑,即选用半补强的碳黑N660,而不能用颗粒很细的高耐磨碳黑;并且由于CPE 本身电性能不太高,因此白碳黑和碳黑用量不能太大,一般白碳黑和碳黑的并用为15 份时,胶料有良好的物理性能和电性能。另外膨润土也可作为补强剂使用,而有机改性膨润土不仅是一种填充补强剂,当其在材料中分散到nm 级时,由于其强大的比表面积等特点组成的纳米效应,带来一些新的独特性能及特征,即称为纳米复合材料。6 S ?1 n* R' ~. U% O5 U9 F1 s
2 H1 l! t" |8 N9 r U 3.3 防护体系CPE 是饱和结构的高聚物,具有良好的耐热氧老化和臭氧老化等性能, 使用温度可达105℃。但考虑到线材、防水卷材、片材在长期户外应用当中受热、氧及各种化学污染等影响,橡胶同样会降解老化。CPE 常用的稳定剂有环氧树脂以及酯类防老剂,一般选用防老剂RD,另外还要加入抗紫外剂如UV~9 等。稳定剂主要有氧化镁、氧化铅、金属盐类、金属皂类,用来吸收高温硫化过程中分解产生的HCl。
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3.4 增塑体系为利于胶料混炼和压延成型,降低胶料粘度,促进各种配合剂的混炼均匀度, 提高产品的表面光亮度、耐热性和耐寒性,需要加入增塑剂如DOP、DIDP、白蜡油、TOTM 等,用量20~30 份。加入3~5 份石蜡可以改善胶料的加工性能,避免胶片粘连在一起。加入3~5 份环氧大豆油可提高CPE 胶的拉伸性能, 改善胶料的耐热性能,同时还可以作为稳定剂。
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2 ^) h4 W$ s0 o+ U2 J 3.5 其它配合体系加入一定量的石蜡和低相对分子质量的聚乙烯蜡,可在一定程度上改善胶料的加工性能,提高混炼胶的流动性,降低挤出压力;另外在加入填充补强体系时如碳黑、白炭黑,若对强度要求高,则需要加入适量的硅烷偶联剂,可以增强填料与橡胶的界面作用力,增加两相的相容性,改进硫化胶的物理性能,并使制品的电绝缘性能得到改善,常用的偶联剂有硅烷偶联剂、钛酸偶联剂、叠氮偶联剂等,一般选用硅烷偶联剂。另外在电缆等行业需要采用阻燃体系,尽量采用协同效应好、稳定性高的无机阻燃体系,一般采用氯化石蜡/ 磷酸酯阻燃剂并用的阻燃体系。用于建筑业的防水卷材、片材,多与水泥、砂浆基面粘合,因此需要一定的自粘性和互粘性,一般采用协同效应好的环氧树脂和石油树脂作增粘剂。9 Y% S+ i/ y! h4 E; ?* [0 F) _ M
+ ~" s/ u2 q/ ^# v( } 4 ()* 橡胶生产工艺4+, 橡胶生产工艺方法4-.-. 生胶混料阶段试验设备:开放式双辊炼胶机( 或密闭式转子炼胶机) ,高速啮合机等。2 P; J5 x1 F( O, N- J2 h
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操作工艺:首先将稳定剂( 三盐基硫酸铅、MgO) 、液体增塑剂( 环氧大豆油、DOP) 加入到一定量的CPE粉料中,一起放入高速啮合机中进行啮合均匀后,需放置一段时间; 同时需要将开炼机( 或密炼机) 升温至100℃~110℃,辊距调至0.1mm,把混合均匀的CPE 料放到双辊上混炼,当CPE 呈透明状,无白色颗粒时,即塑炼均匀后,加入填料( 碳酸钙、炭黑、白炭黑等) 及硫化活性剂( SA、氧化锌) 、助硫化剂( TAIC、PL-400) 混合均匀后,最后加入硫化剂( DCP、S 等) ,然后薄通,打三角包,均匀后下片,停放几小时。% d* l! e6 d1 `) d4 x: i; {
6 y7 ~3 i0 x* c' Q' q7 V i 4-.-/ 平板硫化阶段将混炼胶在平板硫化机上按确定的正硫化时间进行硫化。根据不同的模具分别压延成型出所需要的各种样片,如物理性能测试用的标准样片、阻燃测试样条、耐磨测试样等。
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6 m k# ^0 u* U2 ]* P w: v 4-.-30性能测试阶段取各种不同的样,在不同的机器上测试性能。
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4-/ 动态硫化生产方法4-/-. 熔融挤出及动态硫化首先用高速啮合机把各种配合剂啮合均匀后,一起放入温度设定为110℃左右的双螺杆或单螺杆挤出机中进行熔融挤出和动态硫化挤出、切粒、收集。2 i5 O/ O( {! D0 p
9 S( ^1 z" O) g# ^9 ]4 l9 }0 J# P 16总第137 期2005 年第5 期安徽化工8 R y) M8 D- G2 g& _! G. @
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( Qingdao Professional Technology lnstitute,266555)3 M( W P* r; u! `
1 b% s6 b1 Q j ( Chemical Institute of Qingdao University,266071)7'+2)532 This paper introduces the application of Chlorinated polyethylene( CPE) rubber,and emphasis upon itssynergistic system according to vulcanizing system,reinforcing-filling system,plasticizing system,aging resistance systemetc. Additionally it introduces CPE rubber's machining technologies simply.
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6+ Chlorinated polyethylene( CPE) ,CPE rubber,residual crystallinity,synergistic system=>?>注塑成型阶段用注塑机成型所需要的各种测试样。! ]& j; v* w/ K e6 m; g& x
& o1 \' \" l% Q- { 性能测试阶段取各种不同的样,在不同的机器上测试性能。- b- H9 y5 Q+ o. ^" ?! ]5 a
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A,,结论( 1) CPE 橡胶作为一种热塑性弹性体,区别于普通橡胶的配合体系如增塑体系、防老体系、硫化体系等,特别是其特殊的硫化体系, 不是常用的硫磺硫化体系,而是过氧化物硫化体系等。
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( 2) 当CPE 橡胶与其它普通橡胶配合使用时,同时要兼顾两种体系,既要考虑硫磺硫化体系,又要使用过氧化物硫化体系,而其它增塑体系等也需要兼顾。
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( 3) CPE 橡胶作为一种新型橡胶,有待于进一步扩大应用范围,开发新品种,特别是在纳米材料领域。 |
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