三级三级久久三级久久,人人妻,一区二区三区,欧美日韩综合一区二区三区,人人玩人人妻精品,99精品,三男一女吃奶添下面

反應(yīng)性防老劑MC在NBR中的應(yīng)用

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2014-05-27 09:12:42點(diǎn)擊率：

　　反應(yīng)性防老劑MC在NBR中的應(yīng)用

　　陳朝暉 林新花 劉清亭 王迪珍 孫仙平

　　摘要 研究了反應(yīng)性防老劑N—(4—苯胺基苯基)馬來酰亞胺(MC)對丁腈橡膠(NBR)的硫化特性、力學(xué)性能以及耐熱空氣、ASTM1#油、ASTM3#油、濕熱和臭氧老化性能的影響，并與防老劑4020進(jìn)行對比。結(jié)果表明，采用硫磺硫化體系時，防老劑MC使膠料的硫化速度和硫化程度有所降低;采用過氧化物硫化體系時，含防老劑MC膠料的硫化速度、硫化程度和力學(xué)性能明顯高于含防老劑4020膠料。防老劑MC使NBR硫化膠具有優(yōu)良的耐ASTM3#油老化性能，但抗臭氧老化作用則差于防老劑4020。

　　關(guān)鍵詞 丁腈橡膠 反應(yīng)性防老劑 N—(4—苯胺基苯基)馬來酰亞胺

　　橡膠工業(yè)傳統(tǒng)的防老劑在使用過程中容易從橡膠中揮發(fā)或被油類抽出，不能保持長效的防護(hù)作用。反應(yīng)性防老劑在硫化過程中能與橡膠分子發(fā)生鍵合，從而使膠料對于熱和熱氧作用保持高的穩(wěn)定性。

　　本文研究了分子中含有高反應(yīng)活性雙鍵的反應(yīng)性防老劑N—(4—苯胺基苯基)馬來酰亞胺(MC)對丁腈橡膠(NBR)的硫化特性、力學(xué)性能以及耐老化性能的影響，并與通用的防老劑4020進(jìn)行對比。

　　1 實(shí)驗(yàn)

　　1.1 原材料

　　NBR：型號為3445，德國Bayer公司產(chǎn)品;防老劑N—(4—苯胺基苯基)馬來酰亞胺(MC);由廣州金昌盛公司提供樣品;快壓出爐黑(N550)、硫磺、DCP、ZnO、硬脂酸、防老劑RD、防老劑4020、促進(jìn)劑TMTD、CZ均為橡膠工業(yè)常用原材料。

　　1.2 試樣制備

　　基本配方(質(zhì)量份)NBR 100;N550 50;ZnO 5;硬脂酸 1;防老劑RD 1.0;防老劑MC或4020 1.5;(1)硫磺硫化體系(樣品編號1～3)：硫磺 1.0;TMTD 0.8;CZ 1.0;(2)過氧化物硫化體系(樣品編號4～6)：DCP 2.0。

　　混煉 將NBR生膠在輥溫約50℃的XK—160型雙輥開煉機(jī)上薄通3次后包輥，依次加入N550、ZnO、硬脂酸、防老劑、硫磺和促進(jìn)劑(或DCP)，混煉均勻后薄通6次出片。

　　硫化 采用美國Alpha公司RPA2000橡膠加工分析儀測定硫化特性，硫磺硫化體系硫化溫度為160℃，硫化時間為10分鐘;過氧化物硫化體系硫化溫度為170℃,硫化時間為20分鐘。采用25噸電熱平板硫化機(jī)制備硫化膠試片，硫磺硫化體系和過氧化物硫化體系硫化溫度分別為160℃和170℃，硫化時間均為t90+2分鐘。

　　1.3 性能測試

　　力學(xué)性能、耐熱空氣老化性能、耐ASTM1#油和ASTM3#油老化性能、耐濕熱老化性能和耐臭氧老化性能測試按相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 反應(yīng)機(jī)理

　　防老劑MC分子端基含有高反應(yīng)活性的雙鍵，硫化時易于參與反應(yīng)。在過氧化物硫化體系中，MC與自由基反應(yīng)，打開雙鍵，生成MC自由基(如圖1(a)中結(jié)構(gòu)式2所示)。MC自由基既可進(jìn)一步與橡膠分子發(fā)生反應(yīng)，形成NBR-MC接技產(chǎn)物(如圖1(a)中結(jié)構(gòu)式3所示)，也可與其它MC分子發(fā)生均聚反應(yīng)，生成MC均聚體(如圖1(a)中結(jié)構(gòu)式4所示)。

　　在硫磺硫化體系中，MC可能與硫磺反應(yīng)，形成以硫磺為橋鍵的NBR-Sx-MC接枝產(chǎn)物和MC-Sx-MC均聚產(chǎn)物(分別如圖1(b)中結(jié)構(gòu)式5和6所示)。

　　除此之外，防老劑MC分子中的氨基對硫化也有一定的影響。在硫磺硫化體系中，氨基可與促進(jìn)劑發(fā)生絡(luò)合配位反應(yīng)，起到活性促進(jìn)交聯(lián)的作用。而在過氧化物硫化體系中，氨基作為自由基接受體，易于與過氧化物發(fā)生反應(yīng)，從而阻礙了交聯(lián)進(jìn)程。

　　圖1 防老劑MC分子中的雙鍵在過氧化物硫化體系

　　(a)和硫磺硫化體系(b)膠料的硫化過程中的可能反應(yīng)

　　表1 防老劑MC和4020對NBR性能的影響

　　樣品編號 1 2 3 4 5 6

　　防老劑MC/phr - 1.5 - - 1.5 -

　　防老劑4020/phr - - 1.5 - - 1.5

　　RPA2000數(shù)據(jù)

　　焦燒時間t10/min 1.10 1.23 1.06 0.69 0.85 0.95

　　焦燒時間tS’1.00/min 1.01 1.11 0.98 0.53 0.68 0.80

　　焦燒時間tS’2.00/min 1.10 1.24 1.06 0.68 0.87 1.20

　　正硫化時間t90/min 2.51 3.16 2.34 6.31 7.25 8.01

　　 大彈性轉(zhuǎn)矩S’Max/dN•m 20.89 19.76 20.63 21.93 16.81 12.18

　　力學(xué)性能

　　邵爾A型硬度/度 75 74 73 74 73 70

　　100%定伸應(yīng)力/MPa 3.88 3.80 3.65 5.43 4.25 2.76

　　200%定伸應(yīng)力/MPa 10.98 10.19 9.96 20.56 13.60 8.39

　　拉伸強(qiáng)度/Mpa 19.76 18.67 19.40 23.22 23.09 20.54

　　扯斷伸長率/% 327 344 341 221 298 408

　　扯斷 變形/% 6 6 6 4 6 8

　　撕裂強(qiáng)度/KN•m—1 43.62 47.90 47.84 32.08 35.66 37.18

　　耐熱空氣老化性能(100℃×72h)

　　邵爾A型硬度/度 78 77 76 76 75 73

　　100%定伸應(yīng)力/MPa 6.99 6.56 6.30 7.43 5.74 4.30

　　200%定伸應(yīng)力/MPa - 17.39 16.98 - 18.02 12.67

　　拉伸強(qiáng)度/Mpa 18.33 18.37 18.00 22.08 23.86 20.63

　　扯斷伸長率/% 193 216 210 189 255 335

　　扯斷 變形/% 3 4 4 4 6 8

　　耐ASTM1#油老化性能(100℃×72h)

　　邵爾A型硬度/度 75 75 72 73 72 70

　　100%定伸應(yīng)力/MPa 5.00 5.06 4.65 5.67 4.61 3.16

　　200%定伸應(yīng)力/MPa 15.86 14.76 13.75 - 15.31 9.98

　　拉伸強(qiáng)度/Mpa 16.79 17.17 17.71 19.29 22.80 18.83

　　扯斷伸長率/% 213 266 237 190 267 338

　　體積變化率/% 1.44 1.18 1.04 0.53 0.31 0.48

　　耐ASTM3#油老化性能(100℃×72h)

　　邵爾A型硬度/度 63 63 61 63 61 56

　　100%定伸應(yīng)力/MPa 3.60 3.66 3.48 5.26 3.52 2.30

　　200%定伸應(yīng)力/MPa 11.64 10.46 10.71 - 12.68 8.15

　　拉伸強(qiáng)度/Mpa 16.59 18.07 17.51 13.61 18.08 16.81

　　扯斷伸長率/% 270 319 298 157 250 332

　　體積變化率/% 20.35 19.59 19.48 17.85 18.73 20.73

　　濕熱老化性能(70℃×72h，濕度90%)

　　邵爾A型硬度/度 71 72 70 72 72 68

　　100%定伸應(yīng)力/MPa 3.09 3.12 3.10 5.05 4.28 2.93

　　200%定伸應(yīng)力/MPa 8.93 8.20 8.712 0.071 3.82 8.76

　　拉伸強(qiáng)度/Mpa 18.28 18.10 18.42 22.07 24.28 20.25

　　扯斷伸長率/% 327 376 346 217 304 390

　　耐臭氧老化性能(23℃×24h，

　　臭氧濃度50ppm)

　　邵爾A型硬度/度 72 73 72 72 71 68

　　100%定伸應(yīng)力/MPa 2.10 1.98 2.18 2.85 1.85 1.61

　　200%定伸應(yīng)力/MPa 5.77 5.58 5.74 - - 4.62

　　拉伸強(qiáng)度/Mpa 5.87 5.71 7.49 5.60 5.75 7.26

　　扯斷伸長率/% 205 217 242 140 178 244

　　2.2 硫化特性

　　由表1可見，在硫磺硫化體系中，含防老劑4020膠料(樣品3)的焦燒時間和正硫化時間略少于空白對比樣(樣品1)，表明4020在一定程度上促進(jìn)上交聯(lián)反應(yīng)，這主要是由于氨基的活性促進(jìn)交聯(lián)作用所致。而含防老劑MC膠料(樣品2)的焦燒時間、正硫化時間略多于空白對比樣， 彈性轉(zhuǎn)矩則小于空白對比樣，這可能是因?yàn)镸C與硫磺反應(yīng)，形成如上所述的以硫磺為橋鍵的橡膠接技產(chǎn)物和均聚產(chǎn)物，消耗了部分交聯(lián)劑，從而導(dǎo)致硫化速度減慢，硫化程度降低。

　　在過氧化物硫化體系中，含防老劑MC膠料(樣品5)的硫化速度和硫化程度均低于空白對比樣(樣品4)，這主要是因?yàn)榘被鳛樽杂苫邮荏w，妨礙了過氧化物交聯(lián)。此外，硫化過程中形成的橡膠接技產(chǎn)物和均聚產(chǎn)物，也會消耗少量的DCP，影響硫化速度的提高。盡管如此，對比樣品5和樣品6可以發(fā)現(xiàn)，含防老劑MC膠料的硫化速度和硫化程度明顯高于含防老劑4020膠料，這可能是因?yàn)镸C分子中羰基的共軛作用，降低了氨基的活性，從而減輕了對交聯(lián)的干擾程度。

　　2.3 力學(xué)性能

　　由表1可見，在硫磺硫化體系中，含防老劑MC硫化膠和含防老劑4020硫化膠的各項(xiàng)性能比較接近。與空白對比樣相比，定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度稍低，而扯斷伸長率和撕裂強(qiáng)度稍高。在過氧化物硫化體系中，含防老劑MC硫化膠的硬度、定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度略低于空白對比樣，卻明顯高于含防老劑4020硫化膠，后者因硫化不足而具有較高的扯斷伸長率和扯斷 變形。

　　2.4 耐老化性能

　　由表1可見，將硫化膠樣品分別經(jīng)熱空氣老化、ASTM1#油老化、ASTM3#油老化、濕熱老化和臭氧老化后，含防老劑MC硫化膠的耐ASTM3#油老化性能 。無論是在硫磺硫化體系中，還是在過氧化物硫化體系中，硫化膠的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率都保持在較高的水平。這一點(diǎn)充分體現(xiàn)出反應(yīng)性防老劑的優(yōu)勢，在硫化過程中，相當(dāng)部分的防老劑MC參與硫化反應(yīng)，形成NBR-MC接技產(chǎn)物，避免了被ASTM3#油抽出，從而使硫化膠老化后的力學(xué)性能得到保證。而在含防老劑4020硫化膠和空白對比樣硫化膠中起防老化作用的物質(zhì)，如防老劑4020、防老劑RD、二硫代氨基甲酸鋅鹽等，則很容易被極性相近的ASTM3#油抽出，導(dǎo)致老化后性能明顯劣化。

　　從表1還可看出，含防老劑MC硫化膠的耐臭氧老化性能差于含防老劑4020硫化膠。這是因?yàn)槌粞趵匣磻?yīng)集中發(fā)生在硫化膠表層，而相當(dāng)部分的防老劑MC已經(jīng)與橡膠分子發(fā)生鍵合，不能遷移至表面與臭氧反應(yīng)。所以其抗臭氧老化作用相對比較差。

　　表1中各樣品其它老化實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，防老劑MC和防老劑4020的防護(hù)效果差別不大。需要說明的是，本文熱空氣老化的測試溫度相對較低，如果在更高的溫度下進(jìn)行測試，非反應(yīng)性防老劑如4020易于遷移和揮發(fā)，將會降低其防護(hù)作用;而反應(yīng)性防老劑如MC因與橡膠分子發(fā)生鍵合，則能更長效地發(fā)揮其抗老化作用，相關(guān)的研究有待于今后進(jìn)一步進(jìn)行。

　　3 結(jié)論

　　(1)采用硫磺硫化體系時，防老劑MC降低了膠料的硫化速度和硫化程度;采用過氧化物硫化體系時，含防老劑MC膠料的硫化速度、硫化程度和力學(xué)性能明顯高于含防老劑4020膠料。

　　(2)含防老劑MC的硫化膠具有優(yōu)良的耐ASTM3#油老化性能。

　　(3)防老劑MC的抗臭氧老化作用差于防老劑4020。

轉(zhuǎn)載請注明：轉(zhuǎn)載自塑膠五金網(wǎng)技術(shù)頻道 http://flybit.cn/Liter/
本文鏈接：http://flybit.cn/Liter/LiterDetail_26683.html
版權(quán)聲明：1.塑膠五金網(wǎng)轉(zhuǎn)載作品均注明出處，本網(wǎng)未注明出處和轉(zhuǎn)載的，是出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性，您同意將自行加以判斷并承擔(dān)所有風(fēng)險。 2.如轉(zhuǎn)載作品侵犯作者署名權(quán)，或有其他諸如版權(quán)、肖像權(quán)、知識產(chǎn)權(quán)等方面的傷害，并非本網(wǎng)故意為之，在接到相關(guān)權(quán)利人通知后將立即加以更正。聯(lián)系電話：15014822798
投稿聲明：可將稿件直接發(fā)至郵箱：234145668@qq.com（主題注明“投稿”），也可直接聯(lián)系 在線客服
聯(lián)系我們

電話：0769-22305675

傳真：0769-23031246

聯(lián)系我們

聯(lián)系QQ：234145668

150-1482-2798

周一至周日8:30-18:00

東莞市邦鄰信息科技有限公司 版權(quán)所有©2006-2024 電話：0769-22305675 傳真：0769-23031246
聯(lián)系QQ：234145668 客服及建議：15014822798 經(jīng)營證照

服務(wù)熱線

150-1482-2798

找回賬號密碼

信息發(fā)布咨詢

申訴意見反饋

會員功能說明

微信服務(wù)號