硫黄硫化体系之组成及特点.ppt

硫黄硫化体系之组成及特点 一 普通硫化体系 简称CV CV硫化体系主要由硫黄 一般为2 5份左右 少量促进剂和活性剂等组成 硫化结构中以多硫键交联为主 单硫和双硫交联极少 过硫化时的交联密度下降 出现硫化返原现象 CV体系的硫化胶在室温条件下 具有优良的动静态性能 缺点是不耐热氧老化 不能在较高温度下长期使用 二 半有效硫化体系 简称S EV 硫化体系介于CV和EV体系之间 由中等用量的硫磺和促进剂组成 硫化结构中以多硫键交联为主 又含有相当数量的双硫键和单硫键交联 S EV体系的硫化胶兼具耐热 耐疲劳和抗硫化返原等多种综合性能 SxAcc Sx S2 S1 S2 Sx Sx S2 S2 S1 Sx 三 有效硫化体系 简称EV EV硫化体系有两种组成方式 仅用硫载体 硫给予体 为硫化剂和活性剂组合而成 高用量促进剂 少量的硫黄和活性剂等组合而成 硫化结构中以单硫键和双硫键交联为主 EV硫化体系在过硫化无明显的硫化返原现象 硫化胶具有较好的耐热氧老化性能 但初始的动态性能较差 S2 S2 S1 S1 90 60 30 90 60 30 老化后拉伸强度保持率 疲劳寿命 千周 疲劳寿命 千周 200 100 0 0 62 5CV 1 51 5S EV 3 01 0EV CV S EV EV 起始疲劳寿命 于90 老化2days后的疲劳寿命 NR硫化体系对老化与疲劳寿命的影响NR硫化体系对老化前后疲劳寿命的影响 三种硫化体系由于交联结构的不同 表现出不同的动态或静态物理力学性能 CV体系适用于常温下各种动 静态条件的橡胶 EV适用于耐热和常温静态条件的胶料 S EV适用于中等温度的动静态条件的胶料 PS 在等摩尔比条件下 硫黄用量在1 0 1 5范围内 各种促进剂在NR中的抗氧化返原能力的顺序为 DM NOBS TMTD DZ CZ D四 平衡硫化体系 简称EC 4 1对不饱和的二烯类橡胶而言 特别是NR CV硫化体系的硫化胶存在比较严重的硫化返原现象 导致动态性能和其他物理力学性能下降 4 2硫化返原是由于多硫交联键热降解而造成交联密度下降 虽然 采用S EV或EV硫化体系可以提高抗硫化返原性 但由于交联结构的不同 其硫化胶具有较低的动态强度和耐屈挠性 不适用于轮胎等厚制品的生产 4 3EC硫化体系可使正硫化后多硫交联键的断键速度和再成键速度相平衡 使保持交联密度的恒定 较好地避免或减少了返原作用的产生 4 4EV硫化体系实质上是在CV硫化体系中增加抗硫化返原剂 也称之为后硫化稳定剂 构成的 4 5抗硫化返原剂 硫黄 促进剂在恰当配比下使硫化胶的交联密度处于动态常量状态 因而具有优良的耐热老化性能和耐疲劳性能 定伸应力 硫化时间 min 硫化时间 min 转矩 4 6最早应用的抗硫化返原剂是Si 69 是一种硫载体型的硫化剂 交联反应由它的四硫基进行的 4 7Si 69在高温下裂解成二硫化物和多硫化物组成的混合物 XS4XXS2X XS SX SX4 8有促进剂的Si 69交联速度常数比CV硫化体系交联速度常数低 Si 69要达到正硫化的速度比硫黄硫化慢 因此在硫黄硫化后的长时间区域内 硫化返原导致交联密度降低 正好由Si 69生成的新多硫键和双硫键补偿 亦即 多硫键裂解速度与Si 69生成的新交联键的速度相等 取得动力学平衡 使硫化胶的物性处于稳定状态 4 9抗硫化返原剂除Si 69外 还有双马来酰亚胺类 如PK 900和有机硫代硫酸盐类如HTS 4 10平衡硫化体系的胶料具有高强度 高抗撕裂 耐热氧 抗硫化返原 耐动态疲劳和生热低等优点 因此对大型厚制品如轮胎等有重要意义 五 硫磺在NR中的溶解能力 六 硫磺在不同生胶中的溶解度 硫磺在100克生胶中的溶解量 硫磺在各种生胶中的溶解度随温度的升高而增大 在高温下硫黄用量过多时 是一种高温下的假溶解 当温度降低时则呈过饱和状态 过量的硫磺会析出胶料表面形成结晶 从而引起喷出 这种现象叫喷硫 七 硫磺交联的一般化学结构 C S C C SS C C SX C C SX R C C S 单硫键 双硫键 多硫键 侧硫键 环状硫键 S R SX S S SX S 八 交联结果具有抵抗因外界应力的作用而产生应变的能力 九 架桥种类对架桥变动性的关系 1