促進劑選配理論及原則

硫化促進劑應用理論及原則

橡膠硫黃硫化的制品生產(chǎn)過程中，往往會從工藝性能與制品性能兩方面來選用促進劑。目前除了輪胎和一些厚制品，在硫化時常單用促進劑，而在大多數(shù)橡膠制品生產(chǎn)中，促進劑并用是非常普遍的。大量的事實證明：促進劑單用和并用機理是相同的，但促進劑并用時會存在基團活性的強弱、反應形式不同和交聯(lián)速度的差異等因素。在促進劑并用過程中，會出現(xiàn)加和效應、協(xié)同效應以及相互抑制等情況。

橡膠制品硫化過程中經(jīng)常出現(xiàn)噴霜、欠硫、硫化速度不穩(wěn)定、焦燒時間的長短不一等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象并不是隨著促進劑用量的大小、活性強弱以及溶解情況等因素來解釋的。因此尋找一條合理的促進劑運用規(guī)律是橡膠配方師的。

 目前公認的促進機理是與硫黃、活性劑等生成促進劑-硫醇鹽的絡合物。不同類型的促進劑作用機理不一樣，形成絡合物的活性強弱會有差異。比如兩種酸性促進劑并用時，因各自形成的絡合物反應時對配位體產(chǎn)生爭奪，延遲了促進劑-硫醇鹽絡合物達到值的時間，從而使硫化膠的誘導期延長。

相同基團的促進劑，由于基團結構相近，硫化反應過程中有可能出現(xiàn)基團互換，因此這類促進劑并用時相互影響很小，如：秋蘭姆類促進劑并用。同時當有鋅鹽類產(chǎn)品存在的時候，因會生成硫-鋅絡合物，從而延長了焦燒時間。

要考慮到其它活性劑如氧化鋅/有機酸（如硬脂酸）的用量，以及考慮體系中堿性等物質(zhì)的作用。活性劑用量不同促進效果會有變化，隨著活性劑用量增加，會使硫化膠的誘導期增加。同樣當膠料中含有堿性胺類物質(zhì)或者是能分解出胺類活性基團的物質(zhì)時，也能使膠料的硫化速度加快。如：噻唑類為主促進劑，加入少量的胺類化合物時，會使硫化體系具有協(xié)同效應。

促進劑選配時，通常是以一種促進劑為主（稱主促進劑或第一促進劑），另一種促進劑為副（稱副促進劑或第2促進劑）。主促進劑用量較大，副促進劑用量較小，一般約為主促進劑用量的10％～40％左右。主促進劑一般選用酸性促進劑(A) 型或中性促進劑 (N) 型，即噻唑類與次磺酰胺類促進劑。秋蘭姆類作為主促進劑一般用于有效、半有效硫化體系中。二硫代氨基甲酸鹽類促進劑作為主促進劑，常用于乳膠制品及丁基橡膠中。副促進劑一般采用堿性促進劑如 DPG、H等，其作用是互相活化，互相促進。 

主促進劑可以單用一種或兩種以上，一般來講，促進劑活性越強，活化能越高。選配時一定要注意它們的同步活化，活性強的主促進劑用量少一些，活性弱的主促進劑用量多一些，以便達到酸性平衡和同步活化的效果。

 副促進劑（第二促進劑），主要用于調(diào)節(jié)焦燒時間或活化能，在低不飽和橡膠中用于調(diào)節(jié)焦燒時間，在高不飽和橡膠中，用于調(diào)節(jié)焦燒時間和共同活化，提高硫化速度，也有助于減少噴霜。

次磺酰胺類作主促進劑時，一般不選用副促進劑。因為這種促進劑在硫化溫度下能分解出促進劑 M和胺類化合物，M是酸型促進劑，胺類化合物是堿型促進劑。構成了酸堿(AB)并用體系，但為了加快硫化速度可少量選配胍類促進劑 （DPG）或秋蘭姆類促進劑（TMTD）。

不同膠種選用促進劑的原則：對于高不飽和性橡膠，如天然橡膠、丁苯橡膠、異戊橡膠等，一般選用次磺酰胺類促進劑為主。在低不飽和橡膠中，如EPDM/IIR，因不飽和雙鍵少，所以硫化速度慢，一般選擇活性強的二硫代氨基甲酸鋅類和秋蘭姆類促進劑為主促進劑。并且這類橡膠硫化時，促進劑在其中的溶解度低，單獨使用，容易造成噴霜現(xiàn)象。