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橡胶助剂
日期：2024-04-19 17:33
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摘要：
橡胶助剂
橡胶加工用的一大类添加剂，包括硫化剂(交联剂)、硫化促进剂、硫化活性剂、防焦剂、防老剂、软化剂、增塑剂、塑解剂和再生活化剂、增粘剂、胶乳专用助剂等主要助剂，还有着色剂、发泡剂、阻燃剂等助剂可与塑料助剂通用。橡胶助剂起源于天然橡胶的硫化。经过八十多年的研究，直到20世纪20～30年代，随着硫化促进剂的基本品种2-巯基苯并噻唑及其次磺酰胺衍生物以及对苯二胺类防老剂的工业化，橡胶助剂才基本形成体系。目前，橡胶助剂处于稳定时期，硫化促进剂和防老剂两类主要有机助剂的产量大约为生胶消耗量的4％。国外橡胶助剂的生产相当集中，联邦德国的拜耳股份公司和美国的孟山都公司是*主要的生产厂家。中国橡胶助剂（指有机助剂）的生产始于1952年。
硫化剂 能将线型的橡胶分子交联成网状结构的物质。因*初将硫磺用于此目的，故称硫化剂，并在橡胶工业中沿用至今。硫磺仍是主要的硫化剂，广泛用于高不饱和的二烯类橡胶的硫化，也用于低不饱和的三元乙丙橡胶和丁基橡胶。在一般橡胶配方中，用量1～5份(橡胶质量为100份)。其他硫化剂还有:①硫磺给予体，即在加热下可释出硫原子的化合物，如二硫化和多硫化秋兰姆（thiuram）及二硫化二吗啉（DTDM），它们所形成的交联键以单硫和双硫键为主，故硫化胶有良好的耐老化性能；②有机过氧化物，主要用于交联饱和及低不饱和的硅橡胶、二元乙丙橡胶、聚氨酯橡胶等；③氧化锌、氧化镁、一氧化铅等金属氧化物，主要用于氯丁、氯醇、氯磺化聚乙烯、聚硫等橡胶的硫化；④胺类，如多乙烯多胺，用于氟橡胶和丙烯酸酯橡胶；⑤烷基苯酚甲醛树脂类，用于丁基橡胶。
硫化促进剂 能缩短硫化时间、降低硫化温度、减少硫磺用量的物质（简称促进剂）。噻唑类及次磺酰胺类是促进剂的主体，约占其总量的70％～75％。主要品种有：
①噻唑类 主要品种是2－巯基苯并噻唑(促进剂M)和2，2′-二硫化苯并噻唑(促进剂DM)。工业上采用苯胺加压法和邻硝基氯苯常压法两种工艺生产促进剂M，它是常用的促进剂，也是DM和次磺酰胺类促进剂的基础原料。
②次磺酰胺类 通式如下：
式中R′为H，R为有机基团；或R′和R均为有机基团；R′、R亦可成环。由促进剂M或其钠盐，也可由促进剂DM，与环己胺（产物为促进剂CZ）、二环己胺（产物为促进剂DZ）、二异丙胺（产物为促进剂DIBS）、吗啉（产物为促进剂NOBS）、叔丁胺（产物为NS）等通过不同的工艺制得。它们的硫化起步慢，但硫化速度快，被称为迟效快速促进剂，主要用于轮胎等大型橡胶制品的生产。在常规配方中，其用量仅为促进剂M和DM的三分之二（促进剂M和DM的常用量为1～2份）。在所谓“半有效硫化”体系（即低硫磺/高促进剂配合）中，用量则达3～5份（与0.2～0.4份硫磺并用），可获得良好的加工**性，并提高硫化胶的综合性能。
③秋兰姆类 属快速促进剂，主要作噻唑类或次磺酰胺类的辅助促进剂。
④二硫代氨基甲酸盐类中属超速促进剂，适用于常温快速硫化，也作辅助促进剂。
此外，尚有能提高有机促进剂活性的物质，称作硫化活性剂，即促进助剂。*广泛采用的是氧化锌，用量3～5份。防止或延缓胶料在硫化前的加工和停放过程中发生早期硫化(“焦烧”)的物质，称作硫化延缓剂，即防焦剂。效果较好的防焦剂有N-亚硝基苯胺（防焦剂NDPA）、N-环己基硫化酞酰亚胺（防焦剂PVJ或CTP）等，前者用量0.3～1份，后者0.1～0.5份。防焦剂的研究工作现在仍很活跃。
防老剂 即抗氧剂，在橡胶工业中习称防老剂。主要有三类：①苯基萘胺类，如N-苯基-1-萘胺(防老剂甲)、N-苯基-2-萘胺(防老剂丁)，性能较**，大量使用；②对苯二胺类，是*重要的防老剂，性能优异，其代表性品种是N-苯基-N′-异丙基对苯二胺 (防老剂4010NA)；③酮胺缩合物，如防老剂 BLE、RD，抗热氧老化效果好，但抗挠曲老化作用较差。
上述各类胺类防老剂都有污染性，不能用于浅色制品。需使用不污染或低污染防老剂时，可选用酚类、烃化二苯胺类或2-巯基苯并咪唑（防老剂MB）等。防老剂用量常为1～2.5份。近年各国对反应性防老剂的研究开发给予重视，它有突出的耐久性。
软化剂 旨在改善胶料塑性、降低胶料粘度、改善其他配合剂的分散性的助剂。在橡胶工业中，软化剂还包括范围更广泛的各种非溶剂型软化剂，如石油系软化剂、石油树脂、库马龙树脂、松焦油以及天然油脂的硫化油膏等。石油系软化剂的组成随原油的性质而异，分类方法也很复杂，按其分子结构，可大体分为链烷油、环烷油和芳香油三类。石油系软化剂主要用于生产充油丁苯橡胶，此项用途约占石油软化剂的四分之三。
增塑剂 能赋予胶料以柔软性和良好的加工性能，常采用与橡胶有良好相溶性的低挥发性液体或低溶点固体，如邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类以及低分子量的液体聚合物。
塑解剂和再生活化剂 通过化学作用增强生胶塑炼效果、缩短塑炼时间的助剂称塑解剂。塑解剂实际上是橡胶高分子链发生氧化降解的催化剂，所以也能对硫化胶的断链起促进作用，因而在再生胶生产中用作再生活化剂。芳香族硫醇衍生物和芳香族二硫化物是塑解剂和再生活化剂的主要类别。
胶乳专用助剂 胶乳生产除使用与干胶加工相似的硫化剂、促进剂、硫化活性剂和防老剂外，还需要一些用于改进胶乳加工性能的助剂，称胶乳专用助剂，如分散剂、乳化剂、润湿剂、增稠剂、凝聚剂、抗泡剂和热敏化剂等。