內(nèi)容編輯1、橡膠硫化體系助劑
在橡膠工業(yè)中，習(xí)慣把使用目的相同或相關(guān)的助劑合稱為體系。例如，把硫化劑、硫化促進(jìn)劑、活性劑及防焦劑統(tǒng)稱為硫化體系，因?yàn)樗鼈兌寂c硫化有關(guān)。
硫化劑包括硫、硒、碲、含硫化合物、有機(jī)過氧化物、醌類化合物、胺類化合物、樹脂類、金屬氧化物和其它硫化劑；硫化促進(jìn)劑包括二硫代氨基甲酸鹽、黃原酸鹽、秋蘭姆、噻唑類、次磺酰胺、胺和醛胺縮合物、胍類、硫脲類；活化劑包括氧化鋅、氧化鎂、硬脂酸等。
所謂橡膠硫化，就是把具有塑性的膠料轉(zhuǎn)變成為具有彈性的硫化膠的過程，即橡膠分子鏈在化學(xué)或物理因素的作用下產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)作用，變成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。凡能引起橡膠產(chǎn)生交聯(lián)作用的化學(xué)藥品都可稱之為硫化劑。
硫黃是其中最常用的一種。用純硫硫化的硫化膠不僅交聯(lián)效率和交聯(lián)密度很低，而且物理機(jī)械性能差，所以在膠料配方中一般很少使用純硫體系。
采用的是一些有機(jī)多硫化物(主要品種有TMTD、TMTT、DTDM等)以及有機(jī)過氧化物(常用的品種有DCP、DTBP等)。這些硫化劑的使用可以使膠料具有一些優(yōu)良的特殊性能，如耐熱性、耐老化性等。
另外還采用一些合成樹脂類物質(zhì)。硫化劑能將線型的橡膠分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
在使用硫黃作硫化劑時，通常要配合一些化學(xué)藥品來促進(jìn)其硫化反應(yīng)，從而提高生產(chǎn)效率和膠料性能。能促進(jìn)硫化作用的化學(xué)藥品稱為硫化促進(jìn)劑。
硫化促進(jìn)劑常用的品種有：硫化促進(jìn)劑M、DM、MZ、OZ、NOBS、DZ、TT、 TMTT等。目前較好的硫化促進(jìn)劑為季磷鹽類，如1-鄰苯二甲酰亞胺基酸基-4-丁基三苯基磷溴化物、雙(芐基三苯基膦)亞胺氯化物、三苯基芐基氯化磷 等，用量一般為0.4～0.7 份。當(dāng)然也可以使用復(fù)合硫化促進(jìn)劑，除季磷鹽外還可以添加季銨鹽類，如四丁基苯并噻唑基硫化銨、雙肉桂丙撐二胺等。硫化促進(jìn)劑能縮短硫化時間、降低硫化溫 度、減少硫黃用量。噻唑類和次磺酰胺類是硫化促進(jìn)劑的主體，約占其總量的70％～75％。
凡能增加硫化促進(jìn)劑的活性，提高硫化效率，改善硫化膠性能的化學(xué)藥品稱為活性劑，常用的有氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣、硬脂酸等。
為了防止膠料在加工過程中出現(xiàn)早期硫化現(xiàn)象（焦燒），常常需要加入一些能抑制產(chǎn)生早期硫化的化學(xué)藥品，即防焦劑，但防焦劑的加入會使硫化速度減慢，導(dǎo)致硫化膠性能變壞，再加上價格昂貴，所以，在一般情況下很少使用。
抗硫化返原劑是國內(nèi)外最新的一類助劑，專門用來提高硫化橡膠的抗硫化返原性?？沽蚧翟瓌┘瓤煽醋魇橇蚧w系的新助劑，也可以看作是防老化體系的新助劑，它具有保護(hù)硫化網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、提高制品耐熱氧穩(wěn)定性和保持普通硫化體系和半有效硫化體系良好動態(tài)性能的優(yōu)點(diǎn)。
2、橡膠防護(hù)體系助劑
橡膠或橡膠制品在加工、儲存和使用過程中受到各種外界因素的影響，會逐漸失去原有的優(yōu)良性能，以致最后喪失了使用價值，這種現(xiàn)象稱之為橡膠老化。
橡膠發(fā)生老化的特征：一是在材料外觀上發(fā)生變化，例如：出現(xiàn)材料變粘、變軟、變硬、變脆、 龜裂變形、污漬、長霉，出現(xiàn)斑點(diǎn)、裂紋、噴霜、粉化、泛白等；二是在物理性質(zhì)上發(fā)生變化，例如：耐熱、耐寒、透氣、透光等性能的變化；三是在物理機(jī)械性能 上發(fā)生變化，如扯斷強(qiáng)度、伸長率、耐磨性、耐疲勞等；四是在電性能上發(fā)生變化。為了防止橡膠的老化變質(zhì)，通常膠料中都要加入適量的防老劑，因此，凡是能抑 制橡膠老化的化學(xué)藥品都稱為防老劑。
通常導(dǎo)致橡膠老化的因素主要有：熱氧的作用、臭氧的作用、金屬離子的作用、光的作用、機(jī)械力的作用等。在輪胎老化方面，由于輪胎在比較惡劣的使用條件下，特別是在機(jī)械力、熱、光、臭氧同時存在的條件下，很快就會發(fā)生老化龜裂和疲勞老化。
橡膠防護(hù)體系助劑包括抗氧劑、抗臭氧劑、抗屈撓龜裂劑、光穩(wěn)定劑、紫外光吸收劑、有害金屬抑制劑、物理防老劑、防白蟻劑、防霉劑等。
防老劑主要有胺類、酚類、雜環(huán)類、亞磷酸酯類、防護(hù)蠟和阻燃劑等。胺類防老劑包括萘胺系、喹啉系、二苯胺系、對苯二胺系；酚類包括烴化單核酚、烴化雙核酚、烴化多核酚；
其它防老劑還有雜環(huán)類、亞磷酸酯類；防護(hù)蠟包括微晶蠟和地蠟等；阻燃劑包括溴系、氯系、磷 系和無機(jī)物。苯基萘胺類抗氧劑，如N-苯基-1-萘胺(防老劑甲)、N-苯基-2-萘胺(防老劑丁)性能較全面，用量大；對苯二胺類是最重要的防老劑，性 能優(yōu)異，其代表性品種有N-苯基-N′-異丙基對苯二胺(防老劑 4010NA)、酮胺縮合物，如防老劑 BLE、RD，其抗熱氧老化效果好，但抗撓曲老化作用較差。
常用的防老劑主要有RD、4010、4010NA、防老劑A、D、H、防老劑MB、防老劑 DFC-34和物理防老劑防護(hù)蠟等。防老劑的品種不同，防護(hù)機(jī)理也不同，但總的來講化學(xué)防老劑是防老劑本身參與橡膠分子的反應(yīng)，生成一些比較穩(wěn)定的化學(xué)結(jié) 構(gòu)，從而抑制或破壞橡膠在外界作用時的氧化裂解反應(yīng)或者削弱氧化過程的反映程度而起到防止老化的作用，物理防老劑的加入會在橡膠表面形成一種保護(hù)薄膜，從 而避免了橡膠與氧和臭氧的接觸，其本身并不參與化學(xué)反應(yīng)。近年來各國對反應(yīng)性防老劑的研究開發(fā)非常重視，就是因?yàn)椴捎梅磻?yīng)性防老劑的硫化膠具有突出的耐久 性。
3、橡膠工藝操作體系助劑
橡膠加工助劑主要用于解決高粘度橡膠材料的成型或模壓的基本工藝問題，滿足短時間低能耗高 產(chǎn)出的工藝需求。橡膠加工工藝助劑可以增加經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用橡膠加工工藝助劑后，同等作業(yè)量可以減少混煉和擠出等工藝過程的作業(yè)時間；提高單位時間內(nèi)的產(chǎn) 出；使加工工藝穩(wěn)定，產(chǎn)品合格率提高；改善產(chǎn)品的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，提高產(chǎn)品的檔次。近年來，隨著橡膠加工工藝助劑用量的不斷增加，工藝助劑行業(yè)取得了長足 發(fā)展。規(guī)模效益及市場競爭的結(jié)果使工藝助劑的價格大幅降低，從另一個側(cè)面為橡膠加工工藝助劑的應(yīng)用帶來了可能。橡膠加工工藝助劑可以改善橡膠加工工藝，提 高產(chǎn)品品質(zhì)，使“高品質(zhì)、低成本、高產(chǎn)出”的橡膠加工目標(biāo)成為可能；對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益會有較大的提高。
橡膠工藝操縱體系助劑包括塑解劑、增溶劑、增塑劑、軟化劑、均勻劑、潤滑劑、分散劑、增粘劑、潤滑助劑、隔離劑、脫模劑等。重要的有增塑劑、分散劑、均勻劑、增粘劑、脫模劑和防焦劑。
塑解劑實(shí)際上是橡膠高分子鏈發(fā)生氧化降解的催化劑，所以也能對硫化膠的斷鏈起促進(jìn)作用，因而在再生膠生產(chǎn)中用作再生活化劑。芳香族硫醇衍生物和芳香族二硫化物是塑解劑和再生活化劑的主要類別。
活化劑要求既能促進(jìn)硫化反應(yīng)，又能起到吸酸作用。常用的活化劑為氧化鎂、氧化鉛、氫氧化 鈣、氧化鋅。通常高活性氧化鎂可提高耐熱性；氫氧化鈣可提高抗壓縮永久變形性；氧化鋅可以改善耐水性能；氧化鉛可以提高耐酸性。氫氧化鈣用量一般為3～6 份，在多元醇硫化體系中選用6 份；高活性氧化鎂用量為3 份；低活性氧化鎂最高可以用到15 份?；罨瘎┯昧窟^高時膠料易起泡。
軟化劑的作用是改善膠料塑性、降低膠料粘度、改善其他配合劑的分散性。在橡膠工業(yè)中，軟化 劑還包括范圍更廣泛的各種非溶劑型軟化劑，如石油系軟化劑、石油樹脂、庫馬龍樹脂、松焦油以及天然油脂的硫化油膏等。石油系軟化劑的組成隨原油的性質(zhì)不同 而異，分類方法也很復(fù)雜，按其分子結(jié)構(gòu)分類可大體分為鏈烷油、環(huán)烷油和芳香油三類。石油系軟化劑主要用于生產(chǎn)充油丁苯橡膠，此項(xiàng)用途約占石油軟化劑的四分 之三。
分散劑主要改善炭黑和其它粉料在橡膠中的分散性。能夠縮短膠料混煉時間，分散劑作用：1、提高粉料在橡膠中的分散度，提高擠出速度，穩(wěn)定擠出尺寸，降低擠出溫度。2、促進(jìn)粉料在橡膠中的分散，防止膠料早期焦燒和噴霜。
增塑劑能賦予膠料的柔軟性和良好的加工性能，常采用與橡膠有良好相溶性的低揮發(fā)性液體或低溶點(diǎn)固體，如鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類以及低分子量的液體聚合物。
4、橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充體系助劑
補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑在橡膠加工中形成了一個體系，總稱為填料，意思就是填充橡膠分子間空隙的材 料。在橡膠中加入一種物質(zhì)后，可使硫化膠的耐磨性、抗撕裂強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、模量、抗溶脹性等性能獲得較大提高。凡具有這種作用的物質(zhì)稱為補(bǔ)強(qiáng)劑。填料是橡 膠工業(yè)的主要原料之一，屬粉體材料。填料用量相當(dāng)大，幾乎與橡膠本身用量相當(dāng)，能賦與橡膠許多寶貴的性能。例如，大幅提高橡膠的力學(xué)性能，使橡膠具有磁 性、導(dǎo)電性、阻燃性、彩色等特殊的性能；使橡膠具有好的加工性能，降低成本。在橡膠中加入填料能夠提高橡膠的體積，降低橡膠制品的成本，改善膠料加工工藝 性能，對橡膠制品性能幾乎沒有影響。
按填料在橡膠中的作用可分為補(bǔ)強(qiáng)性和增容性填料，前者主要作用是提高橡膠制品的物理機(jī)械性 能，稱為補(bǔ)強(qiáng)劑，如炭黑等；后者主要作用是增加橡膠的容積，降低含膠率，降低成本，稱為填充劑或增容劑，如碳酸鈣CaCO3、陶土等。炭黑有五大類 型，40 余種的品種。常用品種有：超耐磨爐黑（SAF）、中超耐磨爐黑（ISAF）、高耐磨爐黑（HAF），通用爐黑（GPF）。在炭黑粒子的表面有些活性很大的 活性點(diǎn)，能與橡膠分子起化學(xué)作用，生成強(qiáng)固的化學(xué)鍵，這種化學(xué)鍵能沿著炭黑粒子表面滑動，最終產(chǎn)生兩種補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)：一是當(dāng)橡膠受力作用時產(chǎn)生變形，分子鏈的 滑動能吸收外力的沖擊，起緩沖作用；二是使應(yīng)力分布均勻。這兩種效應(yīng)的結(jié)果能使橡膠的強(qiáng)度增強(qiáng)，耐龜裂，從而起補(bǔ)強(qiáng)作用。另外，還有一種白炭黑，化學(xué)成分 主要是含水硅酸和硅酸鹽類物質(zhì)，常用于制造淺色橡膠制品。
橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充體系助劑包括炭黑、白炭黑、金屬氧化物、無機(jī)鹽、樹脂等。主要有炭黑、白炭 黑、無機(jī)補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑以及有機(jī)補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑。在典型的橡膠配方中，由于填充劑價廉易得，通常以大劑量添加到主體材料橡膠中，以其龐大的體積和用量增加 膠料的體積和重量，從而降低膠料的單位成本。為此，選材時一般考慮天然礦材，經(jīng)過加工粉碎、研磨到一定細(xì)度后投入使用。
補(bǔ)強(qiáng)樹脂又名補(bǔ)強(qiáng)增硬樹脂，用在需要高硬度、高定伸以及因增加炭黑過多而較難生產(chǎn)的膠料中。
5、橡膠粘合體系助劑
在橡膠工業(yè)中，粘合是指橡膠與同質(zhì)或異質(zhì)材料表面相接觸，靠范德華力的物理作用或鍵合力的化學(xué)作用所產(chǎn)生的結(jié)合。通常，把能夠?qū)⒉牧舷噜彵砻娼Y(jié)合為一體的物質(zhì)稱作粘合劑。實(shí)際上，粘合和粘合劑是廣義的概念，在叫法上就有膠粘劑、接合劑。
橡膠粘合體系助劑包括間-甲-白體系和鈷鹽體系粘合劑和膠粘劑，主要有間-甲-白體系、鈷鹽粘合增進(jìn)劑、三嗪類粘合劑、浸漬粘合劑和膠粘劑。
子午線輪胎的生產(chǎn)實(shí)踐表明，鋼絲簾線與橡膠之間具有良好的初始粘合性能，但尚不能保證輪胎 的使用性能與使用壽命，還要求在老化和腐蝕后橡膠與鋼絲仍具有較高的粘合保持率。在橡膠中加入橡膠粘合硫化促進(jìn)劑，可在不同程度上改善橡膠與鋼絲簾線間的 粘合性能，因而橡膠粘合硫化促進(jìn)劑已成為子午線輪胎生產(chǎn)中不可缺少的組分。