不同硫化体系天然橡胶阻尼减震材料的硫化动力学及其性能研究

研究硫黄和促进剂用量对高阻尼天然橡胶胶料硫化特性的影响,并通过非线性拟合探讨硫化体系对硫化胶力学性能的影响。结果表明:随着硫黄用量的减小,硫化前驱体形成交联键的反应活性和交联键降解速率均是先增大后减小,力学强度下降,阻尼性能提高;随着促进剂/硫黄用量比的增大,硫化前驱体形成交联键的反应活性提高,交联键降解速率减小,力学强度提高,阻尼性能下降。     

天然橡胶/硫黄/N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺体系硫化反应动力学参数的拟合

以N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺为促进剂,通过橡胶加工分析仪测试了天然橡胶硫黄硫化体系的硫化曲线,用硫化反应动力学模型和Origin 6.0软件对诱导期后的硫化曲线进行非线性拟合,计算了该模型的有关动力学参数,探讨了硫黄用量和硫化温度对参数的影响.结果表明,在实验范围内,拟合的硫化曲线与实际的硫化曲线相吻合;在相同硫化温度下,硫化先驱体形成交联键的反应活性随着硫链长度的增加有所下降,而交联键长度的增加使其降解的速率常数也增大;随着硫黄用量的增加,硫化活性中间体形成交联键的趋势下降,生成副产物的几率增加,总的硫黄利用率下降;在相同硫黄用量下,交联键的分解反应对温度的依赖性比硫化先驱体分解产生交联中间体的反应更强.     

环氧化天然橡胶硫化反应动力学参数的拟合

以2-硫醇基苯并噻唑(M)、N-叔丁基-2-苯并噻唑次黄酰胺(NS)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)硫为促进剂,采用流变仪测定的环氧化程度为25的环氧化天然橡胶(ENR 25)的硫化曲线,通过用硫化动力学模型和origin 7.5软件对ENR25的硫化曲线进行非线性拟合,计算出ENR25硫化动力学参数,探讨了硫化温度对添加3种不同促进剂硫化的环氧化天然橡胶硫化动力学参数的影响。研究结果表明,选用促进剂NS硫化的ENR25,硫化先驱体形成交联键的反应活性较多,硫化活性中间体形成交联键的趋势较强,交联键降解的速率常数较小,是ENR25的最佳促进剂;交联键的降解反应对硫化温度的依赖性强于硫化先驱体分解反应对温度的依赖性。     

天然橡胶的普通硫化与有效硫化

天然橡胶的有机促进剂-硫黄硫化是一个复杂过程，其硫化及促进机理取决于橡胶的结构、促进剂与活性剂（氧化锌及脂肪酸）的类型和用量及每个反应的反应热力学。硫化机理很复杂，所形成的交联键可能是单、双、三或多硫键，其各自数量比例主要取决于硫化体系、硫化时间和硫化温度。如文献所述，当硫黄用量不变时，硫化时间和交联密度随次磺酰胺类促进剂量的增加而增加。促进剂可以提高硫黄交联的硫化速率与效率，此时硫黄主要用于交联而非副反应。     

不同材料对缺气保用轮胎支撑胶性能的影响

研究高顺式聚丁二烯复合橡胶（VCR）、炭黑、补强树脂、硫黄和促进剂对缺气保用轮胎支撑胶性能的影响。结果表明：在支撑胶中增大炭黑或硫黄的用量,胶料的交联密度增大;VCR、炭黑、补强树脂、促进剂和硫黄用量的增大均可提高硫化胶的硬度和定伸应力,炭黑用量的增大可提高硫化胶的拉伸强度和抗破坏能力,但硫黄用量的增大则导致硫化胶的拉伸强度下降;VCR、炭黑及补强树脂用量增大在提高硫化胶硬度的同时均导致生热增大,促进剂和硫黄用量增大在提高硫化胶硬度的同时可降低生热,减小终动压缩率;增大VCR或炭黑用量不会对硫化胶的耐屈挠疲劳性能产生不利影响,增大补强树脂用量可提高硫化胶的耐屈挠疲劳性能,但增大促进剂或硫黄用量会降低硫化胶的耐屈挠疲劳性能。     

无喷霜硫化体系中硫黄用量对三元乙丙橡胶/白炭黑硫化胶性能的影响

采用无喷霜硫黄硫化体系,考察了硫黄用量对三元乙丙橡胶(EPDM)/白炭黑(WCB)混炼胶硫化特性及硫化胶物理机械性能、耐热老化性能、动态力学性能和压缩永久变形的影响。结果表明,在硫黄用量为0.5~1.5份的条件下,随着硫黄用量的增加,EPDM/WCB混炼胶的硫化速率减慢,硫化胶的拉伸强度先升高后下降,当硫黄用量为1.00份时达到最大值(22.4 MPa),同时扯断伸长率和永久变形逐渐下降,邵尔A硬度升高;热空气老化后,硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和硬度均提高,但扯断伸长率下降幅度较大;随着硫黄用量的增加,硫化胶的玻璃化转变温度向高温方向移动,损耗因子峰值先升高后下降,储能模量增大,压缩永久变形略有减小。     

EPDM/POE动态硫化热塑性硫化胶的性能与结构

采用动态硫化法制备EPDM/聚烯烃弹性体(POE)热塑性硫化胶(TPV),研究共混温度和硫化体系配比对其性能的影响,并对其形态结构进行表征.结果表明:随着共混温度的升高和硫化体系用量的增大,共混体系的硫化速率逐渐加快;TPV的拉伸强度和拉断伸长率在共混温度为150℃左右时达到最大,拉断伸长率随着硫化体系用量的增大而减小,而拉伸强度则先减小后略有增大;随着共混温度的升高和硫化体系用量的增大,TPV撕裂强度呈现先增大后减小趋势;当硫黄用量为0.2份时,体系出现了明显的Payne效应,EPDM交联相以平均粒径为1μm左右的颗粒状态分散于POE连续相中.     

硫黄用量对NBR/CM并用胶性能的影响

研究在硫黄/过氧化物硫化体系下硫黄用量对NBR/氯化聚乙烯橡胶(CM)性能的影响。结果表明,随着硫黄用量的增大,NBR/CM并用胶的交联密度增大,硫化速率先增大后减小;硫化胶的100%定伸应力呈下降趋势,拉伸强度、拉断伸长率、浸油前后的质量变化率和体积变化率均先增大后减小,撕裂强度和压缩永久变形呈增大趋势,耐磨性能提高,耐热空气老化性能下降;当硫黄用量为0.8份时,NBR/CM并用胶的综合性能较好。     

全钢载重子午线轮胎胎侧胶硫化体系的研究

研究硫化体系中硫黄和促进剂用量对全钢载重子午线轮胎胎侧胶性能的影响。结果表明：在胎侧胶配方中减小硫黄用量并增大促进剂TBBS用量,胶料的硫化特性和老化前物理性能变化不大;当硫黄/促进剂TBBS用量比为1.5/2.3时,胶料的物理性能、耐老化性能和动态力学性能最佳。     

不同粘合体系对载重子午线轮胎钢丝帘布胶粘合性能的影响

研究钴盐、硼酸锌、间甲白体系、硫化体系对橡胶与镀铜钢丝帘线的粘合性能影响。结果表明:随着钴盐用量的增大,抽出力先增大后减小,但是拉伸性能和耐老化性能下降;随着硼酸锌用量的增大,抽出力增大;使用间甲白体系可以提高抽出力和耐盐水老化性能;随着促进剂用量的增大,抽出力减小,抽出力老化速率几乎不变;随着硫黄用量的增大,抽出力先增大后减小。     

硫黄硫化体系对三元乙丙橡胶硫化特性及硫化胶性能的影响

研究了促进剂与硫黄的质量比(A/S)对硫黄硫化体系三元乙丙橡胶(EPDM)的硫化特性、交联网络结构、动态力学性能以及物理机械性能的影响。结果表明,随着有效硫含量的增加,EPDM混炼胶的焦烧时间和正硫化时间缩短;在有效硫含量相同时,焦烧时间随着促进剂用量的增加而逐渐减小,硫化程度无明显差别。随A/S值增大,EPDM硫化胶的交联密度增大,相应地力学性能得以改善;但促进剂用量较高时交联密度反而下降,A/S为3.7时交联密度达到最佳。动态力学性能分析结果显示,随着单硫和双硫键含量的升高,储能模量下降得越发明显,损耗因子对应变的依赖性越大。     

硫黄用量对天然胶乳膜性能的影响

采用凝固剂浸渍法制备天然胶乳硫化胶膜,并对其结构和性能进行研究。结果表明：天然胶乳预硫化程度随硫黄用量的增加而增大;胶膜硫化后的交联程度随硫黄用量的增加先增大后减小,在硫黄用量为1.25份时达到最大值;拉伸强度随硫黄用量的增加先增大后减小,在硫黄用量为1份时达到最大值,而拉断伸长率呈下降趋势;当硫黄用量为1份时达到最佳致密性。     

硫化体系对NR/NBR阻尼材料性能的影响

研究了硫化体系对天然橡胶/丁腈橡胶(NR/NBR)阻尼材料硫化特性、力学性能、压缩生热以及阻尼性能的影响。结果表明,随着硫磺用量减小而促进剂用量增大,共混胶M_L、M_H和M_H-M_L均减小,t_(s1)缩短而t_(c90)先缩短后延长;共混胶拉伸强度、拉断伸长率、定伸应力、撕裂强度和硬度均逐渐减小,回弹性下降;温升增大而压缩永久变形逐渐减小;滞后能量密度(HED)和阻尼系数增大。DMA表明,NR和NBR两个损耗因子峰略有向低温位移的趋势,且峰值tanδmax明显增大,损耗模量也有所增大,反映出共混胶阻尼性能的提升。     

促进剂NS对环氧化天然橡胶硫化特性与力学性能的影响

研究促进剂NS用量对环氧化程度为25的环氧化天然橡胶(ENR 25)的硫化特性、交联密度、力学性能及耐热空气老化性能的影响。研究结果表明,当硫磺用量一定时,ENR25的焦烧时间T10与正硫化时间T90随着促进剂NS用量的增加而延长,硫化速率指数Vc逐渐下降,MH-ML值逐渐增大;ENR25硫化胶的交联密度随着NS用量的增加而增大;当NS用量为1. 2phr,ENR25硫化胶的拉伸强度达到最佳值,随着促进剂NS用量的增加,ENR25硫化胶的撕裂强度逐渐增大;随着促进剂NS用量的增加,ENR25硫化胶的耐热空气老化性能提高。     

氯化聚乙烯硫脲硫化体系配方优化

应用均匀设计法和回归分析进行了氯化聚乙烯(CPE)的硫脲硫化体系配方优化研究。结果表明,随着硫黄用量的增加,焦烧时间逐渐缩短;随着1,2-亚乙基硫脲(NA-22)和硫黄用量的增加,硫化胶的交联程度逐渐增加,正硫化时间基本保持不变;NA-22用量在3.00份左右,CPE硫化胶的拉伸强度和定伸应力最高;随着硫黄用量的增加,硫化胶的撕裂强度和扯断伸长率逐渐增加,邵尔A硬度逐渐下降;NA-22和硫黄用量分别在3.00份和2.70份时,CPE硫化胶的综合性能最优。     

硫化剂对环保型胎面胶性能的影响

研究了2种硫化剂对环保型胎面胶硫化特性、物理机械性能、交联结构、回弹性和耐磨性等的影响。结果表明,硫黄用量对环保型胎面胶的硫化诱导期影响不大,硫化效率随硫黄用量的增大而提高,胎面胶硬度、300%定伸应力和交联密度也随硫黄用量的增大呈现上升趋势,拉断伸长率和交联点间相对分子质量(MC)均呈现下降趋势,拉伸强度、回弹性和耐磨耗性呈现先增大后减小的趋势。两种硫化剂对环保型胎面胶的影响规律基本一致,但性能达到最佳值时的用量各不相同。     

溴化丁基橡胶的硫黄硫化反应动力学研究

研究溴化丁基橡胶(BIIR)的硫黄硫化反应动力学。结果表明:硫黄/促进剂DM、硫黄/氧化锌、硫黄、硫黄/促进剂DM/氧化锌的硫化速率常数依次增大;硫黄、硫黄/促进剂DM、硫黄/氧化锌和硫黄/促进剂DM/氧化锌硫化反应活化能依次减小;硫黄/促进剂DM/氧化锌硫化BIIR硫化胶的综合物理性能较好,协同硫化作用明显。     

硫黄用量对天然胶乳膜性能的影响

采用凝固剂浸渍法制备天然胶乳膜,并对其性能进行研究。结果表明:随着硫黄用量的增大,天然胶乳预硫化程度增大;天然胶乳膜的交联程度和拉伸强度先增大后减小,拉断伸长率减小;硫黄用量为1份时天然胶乳膜的致密性最佳,硫黄用量为1. 25份时交联密度最大。     

过氧化物与硫黄共硫化氢化丁腈橡胶的性能研究

研究过氧化物/硫黄复合硫化体系对氢化丁腈橡胶(HNBR)性能的影响。结果表明:随着硫化剂DCP用量的增大,胶料的焦烧时间缩短,硫化速度加快,硫化胶的100%定伸应力增大,压缩永久变形减小,耐热老化性能提高;随着硫黄用量的增大,胶料的硫化速度加快,硫化胶的粘合性能提高;促进剂CZ用量对HNBR胶料性能的影响不大;当硫化剂DCP/硫黄/促进剂CZ用量比为7/0.5/1时,HNBR胶料的综合性能最佳。     

环保型促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌对天然胶乳硫化胶膜性能的影响

选择二苄基二硫代氨基甲酸锌(ZBDC)、二异丙基黄原聚硫、二硫化四苄基秋兰姆作为天然胶乳(NRL)的硫化促进剂,采用正交试验确定了NBL的硫化配方及最佳工艺,对比了促进剂ZBDC及传统促进剂二乙基二硫代氨基甲酸锌(ZDC)对NRL硫化胶膜性能的影响,考察了贮存时间对NRL硫化程度及硫化NRL黏度、机械稳定性的影响。结果表明,硫化NRL的最佳配方及工艺:促进剂ZBDC、硫黄、氧化锌用量分别为0.75,1.25,0.50份,硫化温度为70℃,硫化时间为2.5 h;随着促进剂ZBDC用量的增加,NRL硫化胶膜的交联密度逐渐增大,而300%定伸应力、500%定伸应力、700%定伸应力、拉伸强度均呈现先增大后减小的趋势;当促进剂ZBDC与ZDC并用时,硫化胶膜的300%定伸应力、500%定伸应力、700%定伸应力和交联密度都达到了最大值,但拉伸强度和撕裂强度比采用最优方案制得硫化胶膜小;随着促进剂ZBDC用量的增加,NRL硫化胶膜的耐老化性能先提高后又下降;无论ZDC与ZBDC并用还是单独使用,硫化胶膜的耐老化性能都较优;随着贮存时间的延长,无论是使用环保型促进剂ZBDC还是使用促进剂ZDC,NRL的硫化程度均增加,硫化NRL的黏度均逐渐增大,而机械稳定性先稍有提高后下降。