白炭黑的有機(jī)活性劑主要有醇類(lèi)、胺類(lèi)、脲類(lèi)等,它們?cè)诟纳颇z料的加工性能及硫化膠的物理性能方面具有相當(dāng)重要的作用。正確、合理地選用白炭黑活性劑,可以使膠料獲得理想的物理性能。從而降低生產(chǎn)成本,創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)散益。本工作進(jìn)行了甘油(醇類(lèi))、PEG-4000(醇類(lèi))、脲類(lèi)及胺類(lèi)活性劑在白炭黑中的對(duì)比試驗(yàn)。
1實(shí)驗(yàn)
1.1原材料
BR,中國(guó)石化北京燕山石油化學(xué)工業(yè)公司產(chǎn)品;硫黃,桂林硫黃粉廠產(chǎn)品;促進(jìn)劑M和DM,蘭州化學(xué)工業(yè)公司產(chǎn)品;促進(jìn)劑H,錫山華耀橡膠助劑廠產(chǎn)品;碳酸鋅,上海京華化工廠產(chǎn)品;硬脂酸,湖南麻陽(yáng)宏發(fā)油脂有限公司產(chǎn)品;白礦油,茂名煉油廠產(chǎn)品;白炭黑,廣西貴港達(dá)威化工有限公司產(chǎn)品;甘油,桂林日用化工廠產(chǎn)品;PEG一4000,江蘇無(wú)錫恒亨白炭黑有限公司產(chǎn)品;脲類(lèi)和胺類(lèi)活性劑,萊苗(青島)化學(xué)有限公司產(chǎn)品。
1.2基本配方
BR 100;硫黃2;促進(jìn)劑M 0.5;促進(jìn)劑DM 1.5;促進(jìn)劑H 1.5;碳酸鋅2.5;硬脂酸 0.5;白礦油lO;白炭黑45;活性劑3。
1.3試驗(yàn)設(shè)備與儀器
152.4 mm開(kāi)煉機(jī);GK一Ⅲ型硫化儀;德國(guó)產(chǎn)擺錘式拉力機(jī)。
1.4基本工藝
1.4.1混煉工藝
按基本配方配料lO份,采用152.4 mn開(kāi)煉機(jī)進(jìn)行混煉。具體步驟如下:
(1)生膠與促進(jìn)劑H混煉,吃粉后薄通6次(輥距0.5 mm);
(2)開(kāi)機(jī)臺(tái)冷卻水,調(diào)輥距至5 mm,加入中料混煉均勻;
(3)加入白發(fā)黑、白礦油,混煉均勻;
(4)按基本配方的兩倍取混煉膠.分別加入甘油、PEG-4000、脲類(lèi)和胺類(lèi)活性劑;
(5)分別加入硫黃,薄通6次后出片。
1.4.2硫化工藝
混煉膠經(jīng)停放后,按拉伸陀能測(cè)試試樣硫化,試樣厚度為2mm。硫化溫度為150℃.硫化時(shí)間分別為5,lO和20 min。
1.5性能測(cè)試
膠料性能按相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。
2結(jié)果與討論
2,1透明性和變色情況
(1)透明性
試樣模壓硫化時(shí)間越長(zhǎng)越透明。硫化試樣目測(cè)結(jié)果顯示,相同硫化時(shí)間內(nèi)試樣透明性優(yōu)劣順序依次為脲類(lèi)、胺類(lèi)、甘油、PEG-4000,其中脲類(lèi)活性劑最透明。
(2)變色情況
試樣硫化時(shí)間越長(zhǎng)變色越大。硫化試樣目測(cè)結(jié)果顯示,相同硫化時(shí)間內(nèi)試樣變色輕重程度依次為脲類(lèi)、PEG-4000、甘油、胺類(lèi)。
2.2加工性能
甘油為液體物質(zhì),在稍后面加入,操作困難,易污染,膠料柔軟,易包輥。PEG-4000為固體物質(zhì),在稍后面加入,膠料易包輥,配合劑混合均勻,膠料柔軟有潤(rùn)滑感。脲類(lèi)活性劑為粉末狀,易吃粉,但很難分散、脫輥,膠料硬、有小白點(diǎn)。胺類(lèi)活性劑為粉末狀,易吃粉,易分散,但脫輥,膠料出片表面平滑,稍硬。
2.3硫化特性和物理性能
膠料的硫化特性和物理性能如表1。從表1可看出,甘油和PEG-4000膠料的焦燒時(shí)間長(zhǎng),操作安全;脲類(lèi)和胺類(lèi)活性劑膠料的焦燒時(shí)間短,操作上存在焦燒危險(xiǎn)(試驗(yàn)證明,混煉膠第2天就已嚴(yán)重自硫)。脲類(lèi)和胺類(lèi)活性劑的膠料硬度比甘油和PEG-4000的膠料大,說(shuō)明含脲類(lèi)和胺類(lèi)活性劑的膠料中軟化劑量不足;而甘油和PEG-4000的膠料拉伸強(qiáng)度和扯斷伸躍率均較高,說(shuō)明它們對(duì)白炭黑的活化效果最佳;相比而言,PEG-4000的膠料扯斷永久變形最小,說(shuō)明其硫化效果最佳。
3結(jié)論
活性劑PEG-4000為固體物質(zhì),配料方便,混煉時(shí)易分散,硫化膠的物理性能最佳,變色程度居中,可以認(rèn)為它是最佳的白炭黑活性劑。脲類(lèi)活性劑最透明,變色最輕,但硫化起步快,不好掌握.可阻減小用量與PEG-4000并用。甘油的活化性能較好,由于是液體,配料誤差大,易受污染,工藝性能不穩(wěn)定,因此不宜使用。胺類(lèi)活性劑變色嚴(yán)重,活化性能也不好,故不宜使用。
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