橡膠材料-第7章橡膠的共混與改性53-資料下載頁

　　

【正文】 設(shè)計要點和制備 72 粗選是根據(jù)橡膠或合成樹脂的宏觀性能進行的。 例如天然橡膠已被選作制造輪胎胎側(cè)的主橡膠，考慮到它耐天候老化性和耐臭氧老化性較差，易使輪胎胎側(cè)過早產(chǎn)生龜裂，為克服這一弊端，就選用具有優(yōu)異耐天候老化和耐臭氧老化的乙丙膠與它配伍共混。 ? 乙丙橡膠又分為二元乙丙膠和三元乙丙膠兩類，后者因含有不飽和的第三單體，可用硫黃／促進劑使之交聯(lián)，從而具有與天然膠發(fā)生共交聯(lián)的可行性，故選擇三元乙丙膠與天然膠配伍。 ? 三元乙丙膠又因第三單體不同而分為 ENBEPDM、 DCPIEPDM和 HDEPDM三種類型，第一類交聯(lián)速度快，交聯(lián)效率高，自然與天然膠更容易發(fā)生共交聯(lián)，故最終選擇 ENBEPDM。 73 又如為了改善某些橡膠的加工性能或改善耐熱老化性和耐化學(xué)腐蝕性，可選擇 EVA樹脂與橡膠配伍共混。 當(dāng)選擇非極性的 NR、 BR、 SBR或 EPDM作主橡膠時，宜選用 VA含量為 10％～ 15％的 EVA樹脂與它們配伍；當(dāng)選擇極性橡膠如 CR作主橡膠時，宜選用 VA含量達 40％以上的 EVA樹脂配伍。 除了從相容性的角度去選擇 EVA以外，有時還要考慮 EVA樹脂的熔體指數(shù) (MI)，假定橡膠／ EVA共混物是用來制備具有較好柔軟性和彈性的微孔彈性體制品，則宜選用 MI＝ ～ EVA樹脂。 74 有時候組分聚合物的配伍選擇需要主聚合物去服從非主聚合物組分，如以 NBR與 PVC共混制備改性的 NBR，發(fā)現(xiàn) PVC在極性相容性方面的選擇余地很小，無論是乳液聚合的還是懸浮聚合的，也無論分子量大小，其化學(xué)組成都一樣，所以只能選擇中等丙烯腈含量的 NBR與之配伍。 聚合物組分配伍以后，還要確定它們的配比，配比是根據(jù)對共混物材料最終性能的要求做出的。 最佳的配比是通過系列配比試驗后確定的， 最佳配比共混物般取主／副＝ (90／ 10)～ (50／ 50)就足夠了。 75 橡膠共混物交聯(lián)體系的選擇和交聯(lián)劑用量的確定是配方設(shè)計的重點和難點。 當(dāng)兩種具有不同交聯(lián)活性點的橡膠共混物硫化時，若采用復(fù)合交聯(lián)體系，每種交聯(lián)體系的用量依據(jù)對應(yīng)橡膠的實際含量計算。 橡膠與合成樹脂共混，若樹脂含量在 20份以下，只用硫黃／促進劑體系就能使共混物中的橡膠有效交聯(lián)，但樹脂相不發(fā)生交聯(lián)，也不與橡膠發(fā)生共交聯(lián)。 這樣的共混物材料可在一般條件下使用。這種只讓橡膠相發(fā)生交聯(lián)的情況，計算硫黃／促進劑用量時，雖然橡膠不是 100份，但仍按 100份計算，因為樹脂的存在，稀釋了橡膠的濃度，這樣會減少橡膠中交聯(lián)劑的含量，使交聯(lián)速度降低。 若合成樹脂的含量超過 20份，如無共交聯(lián)劑可用，當(dāng)用復(fù)合交聯(lián)體系其計算如上述。 對橡／塑共混體系，若合成樹脂在共混溫度下則有發(fā)生分解的傾向，應(yīng)在膠料配方中添加穩(wěn)定劑以抑制或減緩合成樹脂的分解。 例如極性橡膠與PVC共混時 PVC會分解放出氯化氫，不僅使 PVC性能劣化，而且氯化氫能遲延橡膠的交聯(lián)。為此常使用脂肪酸皂如硬脂酸的鋅、鎘、鋇鹽或堿式硫酸鉛、亞磷酸鉛等作PVC的熱穩(wěn)定劑，其用量一般為 PVC的 2％～ 5％。 實踐中發(fā)現(xiàn)，采用硬脂酸鎘／硬脂酸鋇并用體系，效果會更好。 要盡量避免加工助劑對共混聚合物的穩(wěn)定性和交聯(lián)性產(chǎn)生不良影響。橡膠與合成樹脂的共混物多數(shù)是由兩種結(jié)構(gòu)或性質(zhì)差別較大的聚合物組成，當(dāng)使用加工助劑時，同一種助劑對不同的聚合物適用性不同，有的還會產(chǎn)生副作用， 如 NBR／ PVC共混體系，當(dāng)用硫黃／促進劑作交聯(lián)劑時，促進劑宜用噻唑類的 M、 DM及次磺酰胺類的 CZ等，而不宜用秋蘭姆類的 TMTD或胍類的 D，它們能引起 PVC分解。另外氧化鋅也能引起 PVC分解，故用量宜取 5份以下。 77 ?對 EPDM／ NBR共混體系，若用硫黃／ TMTD體系交聯(lián)，活性劑不能再用氧化鋅，應(yīng)改用氧化鉛，因氧化鋅能導(dǎo)致 EPDM嚴(yán)重交聯(lián)不足。 ?當(dāng)用過氧化物 DCP作橡膠共混物交聯(lián)劑時，不宜使用陶土、槽法炭黑、白炭黑等酸性填料，它們能引起 DCP發(fā)生離子型分解，使交聯(lián)效率降低。 非用不可時，宜添加適量的堿性物質(zhì)。防老劑大多是還原劑，也能抑制過氧化物的交聯(lián)活性，使用時要注意選擇及用量。 78 二、橡膠共混物膠料的制備 ／橡共混物膠料的制備 橡／橡共混物膠料的制備原理和方法與普通橡膠膠料基本一致，需要注意的是，既要使兩種不同橡膠混合成微觀分相宏觀均相的狀態(tài)，又要使各種配合劑盡可能在兩相橡膠中產(chǎn)生合理分配。為此在工藝上根據(jù)需要有時需做一些特殊的處理。 79 (1)天然橡膠的煙片膠與合成橡膠共混時，為使兩者能在粘度相近的狀態(tài)下?lián)交欤趽交熘皯?yīng)先將煙片膠適當(dāng)塑煉，然后再摻混。 (2)當(dāng)兩種橡膠對炭黑等補強劑的親和力差別不大時，先將兩種橡膠摻混在一起，再加炭黑混煉；或先將兩種橡膠分別制成炭黑母膠，再將兩種母膠摻混成一體，然后加其他橡膠配合劑混煉均可。 若兩種橡膠對炭黑的親和力相差較大時 (如 BR／ CIIR、 NR／ EPDM等 )，應(yīng)將大部分或全部炭黑添加到親和力小的橡膠中制成炭黑母煉膠，然后再與另一種橡膠摻混合混煉。 (3)當(dāng)兩種橡膠雖有共用交聯(lián)劑可供使用，但兩橡膠的交聯(lián)速度相差很大，為提高兩種橡膠交聯(lián)的同步性，可將兩種橡膠按照不同配方分別制成混煉膠，并將交聯(lián)活性低的橡膠進行一定程度的預(yù)處理，然后再與交聯(lián)活性高的橡膠混煉膠摻混成一體。 80 2．橡／塑共混物膠料的制備 橡／塑共混物膠料的制備既可采用開放式高溫塑 煉 機或密煉機，也可采用雙螺桿混合擠出機。前兩種設(shè)備適用于小批量間歇生產(chǎn)，后者則適用于大批量連續(xù)生產(chǎn)。目前用得最多的仍然是前兩種設(shè)備。 (1)開放式高溫?zé)捤軝C制備法 橡／塑共混物膠料的制備時，橡膠與合成樹脂的摻混總是在共混之前進行，由于合成樹脂在室溫下總是處于玻璃態(tài)或結(jié)晶態(tài)，要與橡膠摻混，必須將其轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)，為此需要在較高的溫度下實施共混，一般共混溫度稍高于合成樹脂的熔融溫度。 下列共混體系的共混溫度是：二烯類橡膠／聚乙烯 135～ 145℃ ；非極性橡膠／聚苯乙烯 120～ 140 ℃ ；非極性橡膠／氯化聚乙烯 105～ 115℃ ；三元乙丙膠／等規(guī)聚丙烯 170～ 180℃ ，丁腈橡膠／聚氯乙烯 150～ 160℃ ；丁腈橡膠／聚酰胺 170～ 180℃ 。 81 設(shè)定共混 溫度 有時也要考慮橡膠的結(jié)構(gòu)特點， IIR或 EPDM這樣的高飽和性橡膠，共混溫度可比不飽和的二烯類橡膠稍高一些，這樣做有助于改善橡膠與樹脂的相容性。 用開放式煉塑機共混時，一般是先將合成樹脂投入煉膠機中，使之在高溫及機械碾壓下，充分熔融并包輥，然后投入具有一定可塑度或添加了防老劑的橡膠與其摻混。摻混過程也要適當(dāng)割刀、搗膠和薄擠，摻混 時間要適當(dāng)，過長將引起橡膠降解或凝膠化，過短則達不到理想的混合狀態(tài)，兩者都會損害共混物的性能。 當(dāng)橡膠與合成樹脂配比較大時，為提高混合效果也可采用 母膠混合法，橡膠分幾次投入，第一次投入與樹脂相等的量，將兩者共混成具有海 海結(jié)構(gòu)的母膠，然后投入其余橡膠與母膠共混。 開煉機制備的橡／塑共棍物，經(jīng)過 冷卻停放 8～ 24h，可再次投入開煉機中，并添加各種配合劑混煉，混煉溫度通常比共混溫度低 20～ 3039。C，混煉方法與普通橡膠混煉相同。混煉膠停放 8h后，可用于制造制品。 82 (2)密煉機制備法 用密煉機制備橡／塑共混物膠料，可將共混與混煉分兩步進行，也可一步完成。用密煉機混合時，由于密煉室溫度會逐漸升高，故投料順序與開煉機相反，先投入橡膠塑煉或壓合幾分鐘，接著投人合成樹脂，邊熔融邊與橡膠混合。整個混合是在幾分鐘內(nèi)完成的，混合完畢，排料下片，并進行冷卻停放。混煉時再次將共混膠投入密煉機中。若將共混與混煉一步完成，共混完畢后，即可按規(guī)定加料順序添加各種配合劑混煉，排料到開煉機上添加交聯(lián)劑。 需要指出的是，當(dāng)用開煉機或密煉機制備橡膠／ PVC共混物膠料時，為了降低 PVC的熔融溫度，以達到降低共混溫度的目的，在共混之前，要先對PVC樹脂進行增塑處理。增塑方法是將 PVC樹脂投入捏合機或高速混合機中，添加增塑劑使之預(yù)膨潤，經(jīng)過預(yù)膨潤的 PVC再與橡膠共混合混煉。 PVC的熱穩(wěn)定劑也是在預(yù)膨潤過程中添加。 83 三、典型橡膠共混物的性能和應(yīng)用 ?NR／ BR、 NR／ SBR或 SBR／ BR體系 是最早開發(fā)的橡膠與橡膠的共混物，主要用來生產(chǎn)輪胎和橡膠制品。 ?IIR／ EPDM共混物主要生產(chǎn)輪胎內(nèi)胎。 ?NBR／ FKM共混物 性價比合適。 ?EPDM／ Q共混物 用可用來生產(chǎn)汽車發(fā)動機的加熱器，散熱器以及插頭保護罩、陰極顯像管的高壓帽等制品。 ?非極性二烯類橡膠與 PE共混 多被用來生產(chǎn)膠管、輸送帶覆蓋膠、電線電纜及膠板等制品。 ?EPDM／ IPP共混物 已被用來生產(chǎn)電線電纜絕緣層及護套、門窗密封條，也被用于生產(chǎn)貯存或輸送化學(xué)物質(zhì)的容器襯里。 ?NBR／ PVC及 CR／ PVC共混物 被廣泛用于生產(chǎn)耐油膠管及膠帶、礦山輸送帶、電纜外膠、膠輥、門窗密封條、膠鞋、紡織皮輥、 O形圈、飛機油箱、導(dǎo)風(fēng)筒、石油產(chǎn)品貯藏容器等多種制品。 ?非極性橡膠，如 NR、 BR、 SBR、 EPDM、 IIR與 CPE共混 ，廣泛用于生產(chǎn)耐油性的制品如膠管、膠板等，也可用于生產(chǎn)阻燃輸送帶、阻燃導(dǎo)風(fēng)筒及阻燃電纜外膠，此外還可用于生產(chǎn)建筑用防水卷材及膠鞋等制品。 84 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH