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丁苯橡胶(SBR)

文章来源:https://www.hayondpowder.cn 发布时间:2020-01-10 浏览次数:470

丁苯橡胶品种很多,通常根据聚合方法和条件、填料品种、苯乙烯单体含量不同进行分类。根据聚合方法不同可以分为乳液聚合丁苯橡胶和溶液聚合丁苯橡胶;此外还有充炭黑丁苯橡胶、充油丁苯橡胶和充炭黑充油丁苯橡胶。乳液聚合丁苯橡胶聚合度较高,相对分子质量分布比天然橡胶稍窄,凝胶含量较少,支化度较低,性能较高。

  丁苯橡胶(SBR)与天然橡胶(NR)、丁二烯橡胶(BR)同属于二烯类橡胶,其可用的硫化体系是相同的,适用丁苯橡胶的硫化剂有硫黄、硫黄给予体,有机过氧化物等。硫黄是丁苯橡胶的主要硫化剂。丁苯橡胶的不饱和度低于天然橡胶,因而硫黄用量应低于天然橡胶,常规硫化体系一般为1.5-2.0份。超过2份时,硫化胶拉伸强度、定伸应力、耐磨耗性有些提高,但撕裂强度、伸长率差,硬度变大,弹性下降,耐热、耐老化、耐屈挠性差。

  乳聚丁苯橡胶中的溶解度比天然橡胶中小,高温时则相反。因此,除在配方上提高促进剂的用量外,亦可提高硫化温度以进一步加速其硫化。促进剂大体与天然橡胶相同,但因丁苯橡胶硫化速率慢,焦烧时间长,故促进剂用量应较大。实践表明,丁苯橡胶最适宜的促进剂是后效性的次磺酰胺类,如促进剂NOBS (MBS)、CZ (CBS)等。在大量填充高耐磨炭黑的情况下,如硫黄用量为1. 75-2份,促进剂CZ用量可为0.3~1.2份,经典配合是S/CZ (1.8/1.2);软质丁苯橡胶可再多一些。丁苯橡胶经常采用的主促进剂有DM、M、CZ、NOBS等。辅促进剂有D、TMTD或二硫代氨基甲酸盐,并用体系以DM/TMTD、M/TMTD较好,前者用量为1.35/0.45,后者用量1.2/0.5,其次是CZ/TMTD,用量0.6-1.2/0.3-0.5。活性剂Zn0用量3-5份,SA用量1.5-2.5份。

  有效和半有效硫黄硫化体系能改善丁苯橡胶的耐热老化性能和抗压缩永久变形性能等,但这种配合体系的成本较高。硫黄在有效,和半有效硫化体系中配合用量分别为0.8份以下和1.0-1.2份,常见有效配合有S/CZ(0.75/7.0)、S/TMTM (TS)/CZ(0.75/1.0/4.0)、S/DTDM/TT/CZ(0.75/1.2/1.2/1.2)、  NS/DTDM/TT(1.0/2.0/0.4),  半有效配合有S/CZ(1.2/2.5)、S/TT/CZ (1.2/1.0/1.0)。

  用过氧化物硫化的丁苯橡胶可以获得耐热性、耐老化性,如用DCP硫化,用量1.5-2.0份。随着炭黑用量和活性增大,过氧化物的用量应适当增加,单用过氧化物硫化的胶料,拉伸强度、撕裂强度、伸长率等较低,如并用活性剂(如S、TAIC、HVA2等)则能获得较好的综合性能。这类硫化剂的价格较高,一般不使用。

  丁苯橡胶属于非自补强橡胶,无填料丁苯橡胶的拉伸强度很低,只有加入填料(补强填充剂),尤其是炭黑后,才具有良好的物理机械性能。各种炭黑对物性的影响与天然橡胶相似。炭黑用量一般比天然橡胶大,要获得高的拉伸强度,用量在40-50份为宜。

  浅色制品同样可用白炭黑、活性碳酸钙作补强性填料(补强剂)。要降低成本,也可添加碳酸钙(CaC03)、陶土、黏土、胶粉等,最大填充量在200份左右。使用酸性填料如白炭黑、陶土等应添加二甘醇(DEG)、乙二醇、三乙醇胺(TEA)、聚乙二醇(PEG)之类的活性剂,用量一般为这些填料的5%-10%。

  丁苯橡胶配方中的防护体系与天然橡胶相似,丁苯橡胶耐热氧化性能比天然橡胶好,在聚合时,已加入防老剂,具有一定的防护作用,但配方中仍要考虑防护剂。所使用的防老剂与天然橡胶相同。

  由于丁苯橡胶分子间阻力大,流动性差,故软化增塑剂用量可适当增加,可多达15份,用量过大时,同样对物理机械性能有不利影响,同时也影响胶料硫化速率。适用于天然橡胶的软化增塑剂都可用于丁苯橡胶,常用的有古马隆树脂、松焦油及石油系操作油(芳烃油)各类软化增塑剂。古马隆树脂在丁苯橡胶中还具有一定的补强作用,除了能改善配合剂分散性,利于压延压出加工外还可提高强伸性能和耐磨性能。古马隆树脂黏性较大,用量过多时易粘锟。软化增塑剂用量应视炭黑填料用量、物性要求(如硬度、定伸强度)和工艺要求而定。

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