橡膠促進劑是一種重要的橡膠助劑,主要用于加速橡膠硫化過程中的交聯反應,即橡膠硫化促進劑。橡膠硫化是橡膠制品生產過程中的一個關鍵步驟,通過硫磺或其他硫化體系與橡膠分子發生化學反應形成交聯網絡結構,使得橡膠由黏彈性轉變為彈性體,獲得理想的物理機械性能,如強度、彈性和耐久性。
由于硫磺與橡膠基質之間的直接硫化反應速度較慢且需要較高的溫度和較長的時間,為了提高生產效率并降低能耗,橡膠工業引入了硫化促進劑。橡膠促進劑加入到橡膠膠料中后,能夠顯著提升硫化劑的活性,降低硫化反應的活化能,從而縮短硫化時間,并允許在相對較低的溫度下完成硫化過程。
按照化學結構分類,常見的橡膠促進劑主要包括以下幾個大類:
次磺酰胺類,如CBS(CZ)、TBBS(NS),這類促進劑具有良好的綜合性能,特別適用于子午線輪胎等高性能橡膠制品。
噻唑類,如MBT(M)、MBTS(DM)、ZMBT(MZ)等,廣泛應用于各種通用橡膠制品中。
秋蘭姆類,例如TMTM(TS)、DPTT(TRA)、TMTD(TT)等,這些促進劑在某些特定應用中表現出優良特性。
胍類,如DPG(D)、DOTG,以及其他如硫脲類、二硫代氨基甲酸鹽類、防焦劑和防老劑等。
通過合理選擇和搭配不同的促進劑,可以優化硫化曲線,調整硫化速率,滿足不同橡膠制品對性能和工藝條件的要求。此外,橡膠促進劑還能通過增強橡膠的交聯程度來改善橡膠制品的硬度、耐磨性、耐熱性、耐老化性等多種性能指標,從而確保最終產品的高品質和長壽命。
橡膠促進劑的生產工藝通常包括以下步驟,但根據不同類型的促進劑,其具體工藝細節會有差異:
1. 起始原料準備:根據所需生產的具體促進劑類型,準備相應的起始原料,如苯胺、二硫化碳、氯化亞砜、硫磺、各種胺類化合物、酚類化合物等。
2. 合成反應:A、噻唑類促進劑:例如,生產二硫化二苯并噻唑(MBT)時,苯胺、二硫化碳和硝基苯在高壓和高溫條件下反應生成中間體,然后通過溶解、過濾、中和、洗滌等步驟處理,再進一步轉化為MBT。B、次磺酰胺類促進劑:通過將特定的芳胺與相應的次磺酰氯或次磺酰胺化合物反應生成。C、秋蘭姆類促進劑:通常從多硫化物和胺類化合物出發,通過反應形成噻二唑環結構。
3. 后處理和純化:A、中間產物或最終產物通常需要經過溶劑溶解、過濾、中和、洗滌以去除無機鹽、未反應原料和其他雜質。B、通過結晶、離心、干燥等步驟獲得純凈的促進劑產品。
4. 質量控制和檢驗:對生產出的促進劑進行物理性質和化學性質的檢測,如熔點、含量、純度、色澤等,確保產品質量符合國際或國內相關標準。
5. 包裝和儲存:符合質量標準的促進劑產品經過計量、包裝,存儲在陰涼干燥處,以保持其穩定性和有效性。
在生產過程中,工廠需嚴格遵守環保和安全生產規定,處理好廢水、廢氣和廢渣,采用清潔生產工藝,確保環境友好和可持續發展。同時,不同類型的橡膠促進劑其合成工藝可能存在較大差異,具體工藝流程應依據具體產品的化學結構和生產工藝手冊進行。