有机锌在丁晴橡胶中的应用

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1、有机锌在丁腈橡胶配方中的应用氧化锌在橡胶制品中主要作为硫化活性剂使用。在胶料中，它能增加促进剂活性，减少促进剂的用量，加快硫化速度，提高硫化程度，是橡胶配方中硫化体系的组成部分。自1912年氧化锌被作为活性剂使用至今，尚未找到一种可以替代的原材料。尽管氧化锌在橡胶工业中具有非常重要的作用，但据有关报道，橡胶制品在生产、使用、回收等过程中锌的释放也会对环境，特别是水生物造成一定的污染，对人类的身体健康也会带来一些不利影响。近期氧化锌的价格大幅上涨，因此，选用一种更趋于环保、活性大、能减少其用量、价格低廉而性能不受影响的氧化锌品种是非常重要和迫切的。有机锌的分

2、子式为C18H12O8Zn2，分子量为486.0。其分子结构决定了其独具的高硫化活性，粒径小，比表面积大，在合成过程中有效地降低了重金属的含量，更趋于环保，在橡胶配方中替代氧化锌，可减少其用量，而不影响胶料的硫化特征和硫化胶的物理机械性能，而其价格较氧化锌便宜。1实验1.1主要原材了腈橡胶JSRN23OS，日本JSR株式会社产品；丁腈橡胶1846，德国拜耳公司产品；氧化锌(间接法)一等品，邗江化工总厂产品；有机锌，台湾欧士橡胶助剂制造有限公司产品，其余原料均为市售工业品。1.2有机锌指标有机锌的质量指标见表1。表1有机锌质量指标项目指标纯度(有机锌含量)/

3、%≥99.7铜/%≤0.0001锰/%≤0.0001铅/%≤0.0001水分/%≤1.0盐酸不溶物/%≤0.001比表面积/(m2·g-1)≥50平均粒径/μm≤100外观灰白或浅黄色1.3试验基本配方丁腈橡胶230S/1846100；硬脂酸2；防老剂2；石蜡1；炭黑60；增塑剂14；硫化剂变品种变量，氧化锌或有机锌变量。1.4主要设备和测试仪器XK-160开炼机，无锡锡伟橡塑机械厂产品；DX-35翻转式密炼机，XK-400型开炼机，上海橡胶机械厂产品；CZOOE硫化仪，北京友深电子仪器厂产品；DXLL-250型电子拉力机，江都市全都试验仪器厂产品；邵尔硬

4、度机，营口试验仪器厂产品；SJCW-4橡胶低温脆性试验台，上海化机四厂产品；401A老化试验箱，江都试验设备仪器厂产品。1.5试样制备小配合试验胶料在XK-160型开炼机上进行。为减少各试样胶料的误差，采取二段混炼，先将生胶、防老剂、炭黑、增塑剂等制成母炼胶，然后二次混炼时加入硫化剂、氧化锌或有机锌，分别打三角包，打卷5次，出片停放，在平板硫化机上硫化试片。大配合生产胶料在DX-35翻转式密炼机上进行，同样采取二段混炼。先将生胶，防老剂，炭黑，增塑剂等制成母炼胶；二次混炼在开炼机上加硫化剂、氧化锌或有机锌，分别打三角包，打卷5次，出片停放后硫化试片。1.6

5、测试方法硫化仪测试按GB/T9869-1997；拉伸强度，拉断伸长率测试按GB/T582-1998；硬度测试按GB/T531-1999；热空气老化测试按GB3512-1989；压缩永久变型测试按GB7759-1996；脆性温度测试按GB/T1682-1994；耐液体测试按GB/T1690-1992。2结果与讨论2.1小配合试验2.1.1有机锌采用不同硫化体系的试验丁腈橡胶配方的硫化体系有普通硫黄硫化体系、高促低硫有效硫化体系以及过氧化物硫化体系。为此，在不同硫化体系中进行试验。其中1#，2#为硫黄硫化体系，硫黄2；促进剂DM1；促进剂D0.6。3#，4#为

6、高促低硫有效硫化体系，硫黄0.5；促进剂TMTD1.3；促进剂CZ1.8。5#，6#为过氧化物硫化体系，DCP2.8。试验结果见表2。表2不同硫化体系物理性能配方编号1#2#3#4#5#6#硫化体系锌种类硫磺硫化体系高促低硫有效硫化体系过氧化物硫化体系氧化锌有机锌氧化锌有机锌氧化锌有机锌份数666666t10/min1.681.531.431.382.802.50t90/min17.3015.5811.8711.6813.6314.17邵尔A型硬度/度727372727071拉断强度/MPa19.321.617.517.118.518.0拉断伸长率/%54

7、0440510500450440热空气老化(100℃×24h)      硬度变化/度+5+4+4+3+4+4强度变化率/%-9+6-5+4-9+4伸长变化率/%-16-14-22-18-20-17耐液体(100℃×24h)      1#标准油体积变化/%-2-3-2-3-3-33#标准油体积变化/%+8+7+8+7+7+7由表2可见，无论是硫黄硫化体系、高促低硫硫化体系，还是过氧化物硫化体系，有机锌都可替代氧化锌使用。硫化仪数据、胶料的硫化诱导期时间t10和正硫化时间t90有机锌都小于氧化锌，说明有机锌的分子结构独具高硫化活性，粒径小，比表面积大，有非

8、常高的化学活性；硬度、拉伸强度、拉断伸长率，氧化锌与有机锌相差不大