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论文添 加剂作业论文(定稿) 环保型橡胶防老剂种类和特点及CTU在橡胶中的应用系别化工系年级09应化 （1）班姓名韩玮霖学号1xx1202123摘要介绍了酚类、磷类、稀土类及一些复合型防老剂的特点。 着重讨论了环保型硫脲衍生物类防老剂CTU在橡胶中的应用。 CTU属于环保型防老剂，能在大部分橡胶制品中使用，特别适用于浅色橡胶制品；它的综合防护效果与 4010、4010NA、D、MB相当，明显优于其他常用防老剂RD、WH一 02、DNP、2246等；对胶料有一定的促进作用；其最佳用量为2份。 关键词环保型；防老剂；CTU；橡胶随着橡胶工业的发展，橡胶制品的应用越来越广，对其性能要求也越来越高。 橡胶在使用过程中，会受到外界因素(如臭氧老化、热氧老化等)影响而老化，导致其物理机械性能发生变化，使橡胶失去弹性，机械性能下降，使用寿命缩短。 为了解决橡胶老化问题，有必要在橡胶中加入适当助剂，以便抑制或延缓老化进程，延长使用寿命，这种用于防止橡胶老化的助剂即为防老剂。 防老剂产量及品种居橡胶助剂之首。 胺类防老剂因防老化性能良好，是目前产量和用量最大的品种之一，但其分子结构中含有氨基，易产生致癌物质，且会使橡胶制品变色或在表面出现喷霜现象，因此使用受到了一定的局限。 其他通常使用的防老剂也大多具有毒性或存在污染性。 xx年欧盟通过的REACH指令，要求对进口量超过1t的化学物质进行注册，并对其危害性和释放物进行检测和健康、环境评价。 我国“十一五”国家科技项目“橡胶助剂的清洁工艺技术和特种功能性产品的开发”，将橡胶助剂的发展推向更高水平。 开发高效、多功能、绿色环保的防老剂新品种，加快对有毒有害品种的替代，是今后橡胶助剂发展的主要方向。 本文从环保防老剂的种类、特点等方面，介绍了酚类、磷类、稀土、复合型等环保防老剂的特点和作用。 着重讨论了环保型硫脲衍生物类防老剂CTU在橡胶中的应用。 1环保型橡胶防老剂的种类和特点11酚类防老剂酚类防老剂不变色，不污染，不喷霜，是一种无污染防老剂。 酚类防老剂中含有-0H，不会产生对人体有害的物质，它容易捕捉老化反应中生成的R或R00，从而抑止自由基反应，达到防止橡胶老化的目的。 12硫脲类防老剂硫脲类防老剂主要由二苯基硫脲、苯乙烯、2一甲苯乙烯等单体经乳液聚合而成。 在动态和静态条件下，均具有良好的抗臭氧老化性能和抗热氧化性能。 该防老剂具有无毒，无味，不污染，不喷霜的特点，是一种环境友好的绿色助剂，可用于白色或黑色橡胶制品。 硫脲衍生物CTU是一种新型抗臭氧防老剂，其分子中含有氮原子和强给电子基团，促使CO活化，易与臭氧反应，从而阻止或抑制臭氧与橡胶的反应。 CTU可以提高斜交轮胎胎侧胶的抗臭氧老化性能和耐天候老化性能，防止轮胎胎侧出现裂口。 12磷类防老剂在硫化胶中，使用磷类防老剂不会产生危害环境的有毒物质，它是一种绿色环保防老剂，可以增强橡胶制品的稳定性。 13稀土防老剂橡胶的热氧化过程是自动氧化机制。 稀土元素中存在大量的空轨道，可与氧化过程中产生的自由基结合，终止链反应，抑制氧化反应的继续。 稀土具有很强的络合能力，能与氧离子，氮离子络合形成稳定的络合键，而且不同的稀土元素复合时还会产生特殊的协同作用。 稀土元素在热氧化前形成一些络合结构，阻碍了氧化过程的进行；热氧化后产生的烯酸、烯酮等也与稀土形成络合物，可以阻碍氧化反应的继续进行。 添加稀土类化合物，可以延长橡胶的使用寿命。 稀土类防老剂具有高效、环保和多功能的特点，是近年来研究的热点。 14复合型防老剂复合型防老剂是将防老剂进行复配，利用组分之间的协同作用，最大限度地发挥各防老剂的作用。 15其他石蜡、反应性防老剂、酯类等也属于无污染绿色助剂。 2环保型防老剂CTU在橡胶中的应用21防老剂CTU与其他防老剂的对比在拉伸强度、拉断伸长率方面，含防老剂CTU胶料的数值与含防老剂MB胶料相当，高于含4010NA、RD、WH- 02、2246等防老剂胶料。 在拉伸永久变形和硬度方面，含防老剂CTU的胶料与含防老剂MB的胶料具有相同的数值，这是由于他们的结构式中都含有双键的缘故。 从这几方面可以看出，含防老剂CTU胶料的物理机械性能与含防老剂MB胶料相当，而优于含其他常用防老剂的胶料。 10024h热空气老化后，含防老剂CTU胶料的拉仲强度变化率、拉断伸长率变化率、硬度变化值高于含防老剂MB的胶料，而低于含其他防老剂的硫化胶，这说明含防老剂CTU的胶料在耐热氧化方面具有良好的性能。 耐臭氧老化方面，在5010，48h，40l，20伸长条件下，含防老剂CTU胶料和含其他防老剂的胶料一样，没有发生龟裂，符合一般抗臭氧剂的条件。 在室外暴晒时，含防老剂CTU胶料的初裂时间和含防老剂4010NA的胶料相同，高于含其他防老剂的胶料，这说明含防老剂CTU的胶料在耐天候老化方面具有优异的性能。 防老剂CTU在NR中的应用结果显示，其硫化胶的物理机械性能、耐热氧老化、耐臭氧老化性能方面与含其他防老剂的胶料无明显差别，但是，在耐天候老化方面显示出它优良的性能，含防老剂CTU的胶料在室外暴晒10ld才变形，是含其他防老剂胶料的3倍左右，即防老剂CTU在NR中所赋予的耐天侯老化性能优异。 22防老剂CTU的用量在天然橡胶中随着防老剂CTU用量的增加，胶料的焦烧时间逐渐缩短，拉伸强度逐渐增大，在防老剂CTU用量为4份时达到最高值，以后又出现下滑趋势，表现出CTU对胶料具有一定的软化(增塑)功能。 原因是防老剂CTU熔点较低，熔程较长，可能含有小分子化合物，从而影响胶料的拉伸强度。 这从邵尔A型硬度的数值上可以得到进一步证实，由于小分子化合物的存在，从2份开始，胶料的硬度随CTU用量的增加，而逐渐减小变软；拉断伸长率先下降后升高，CTU用量为2份时出现最低值；拉断永久变形逐渐增大。 10024h老化后，胶料的拉伸强度变化率逐渐减小；拉断伸长率变化率先减小后增大，当防老剂CTU用量为2份时达到最小值；随着防老剂用量增加，胶料的耐臭氧老化性能和耐天候老化性能提高，但是，在室内放置1周后，胶料会出现不同程度的喷霜现象。 直到121d后，胶料还没有出现裂纹，当CTU加入量多于2份时会有喷霜现象。 因此，在NR中防老剂CTU的最佳用量为2份。 在NRSBR中随着防老剂CTU用量的增加，胶料的焦烧时间变短，原因是CTU化学式中含有硫，有促进硫化的作用；拉伸强度随防老剂CTU用量的增加而逐渐变小，在防老剂CTU用量为5份时达到最低值；拉断仲长率随CTU用量先减小后增大，CTU用量为3份时出现最低值；拉断永久变形和硬度数值变化不大，即CTU对NRSBR并用胶料的硬度影响不大；10024h老化后，随着CTU用量的增加，胶料的拉伸强度变化率逐渐减小，拉断伸长率变化率先减小后增大；硬度变化值先减小后增大，CTU用量为2份时出现最低值，可能是因为CTU与SBR在高温条件下发生交联反应，致使街度增大，硫化胶变硬。 而防老剂CTU用量对NR胶料硬度影响不大，可能是因为NR结构式中没有苯环，在同样的硫化条件下，硫化胶的交联结构更加致密，不易于CTU参与反应；随着防老剂CTU用量的增加，胶料的耐臭氧老化性能出现不规律的变化，这与抗臭氧剂的清除剂与单纯防护膜共存理论L40相符，抗臭氧能力和抗臭氧剂的数量无直接关系；胶料的耐天侯老化性能随CTU用量的增加逐渐变强。 但是，胶料在室内放置两周后也出现了不同程度的喷霜现象。 综合分析，在NRSBR中防老剂CTU用量以2份为宜。 23结论 (1)防老剂CTU在橡胶中易于分散，工艺性能良好； (2)防老剂CTU在胶料中对硫化有促进作用，特别适用于厚制品胶料i (3)防老剂CTU在橡胶中防护效果良好，与胺类防老剂 4010、4010NA、D及咪唑类防老剂MB相当，明显优于其他防老剂； (4)防老剂CTU在胶料中的用鼍以2份为宜，防护效果优异，能明显提高橡胶制品的使用寿命； (5)防老剂CTU属于环保型助剂，适合浅色制品和食品、医药、卫生类橡胶制品，且性价比优异。 3结束语介绍了酚类、磷类、稀土、复合型等环保防老剂的特点和作用；讨论了防老剂CTU与其他防老剂的性能对比及用量分析。 证实CTU的综合防护效果与防老剂4010NA、防老剂MB相当，优于其他常用防老剂(如防老剂RD、防老剂WH-02等)；特别适用于浅色橡胶制品，属于环保型防老剂，最佳用量为2份。 参考文献1赵小彦，郭绍辉，陈俊，钱玉英.环保型橡胶防老剂研究进展.石化技术与应用，xx,28 （6）53