與硫黃硫化相比,單用過氧化物硫化膠的耐磨性能和動態性能等比較差。在過氧化物硫化體系中添加某些具有自由基聚合性能的多官能單體,在一定程度上能夠克服這些缺點, 同時提高過氧化物的交聯效率,加快硫化的速度, 降低過氧化物的分解溫度, 保持了硫化膠的優良的性能,某些助交聯劑還能有效減少硫化膠的臭味。
常用的活性助交聯劑包括兩類:
第一類助交聯劑通常是具有極性的多官能團低相對分子質量化合物,這些單體可以均聚或接枝到聚合物鏈上。 如三丙烯酸三羥甲基丙烷酯(TMPTA ),三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯 (TMPTAMA ),二丙烯酸乙二醇酯( EGDA ),二甲基丙烯酸乙二醇酯( EGDMA ),N ,N′- 對苯基雙馬來酰亞胺 (PDM或者 HVA-2),二丙烯酸鋅( ZDA),二甲基丙烯酸鋅(ZDMA )等。其中,TMPTMA 和 TMPTA又稱為增硬劑,在用過氧化物硫化時,能有效增加硫化膠的硬度, 一般用量 1 份就能增加 1 單位硬度;PDM是一種多功能硫化助劑,在硫黃硫化、過氧化物硫化或樹脂肟硫化中均能增加交聯效率,提高硫化膠定伸應力。
第二類助交聯劑可以形成反應性能較弱的自由基, 并且只對硫化程度
有作用。它們主要是通過奪氫來形成自由基。如氰尿酸三烯丙酯(TAC),異氰尿酸三烯丙酯( TAIC),1, 2- 聚丁二烯 (1 , 2-PBR) 、硫黃等。其中,最常用的有 TAC和 TAIC,常用量為過氧化物的 50%~100%;硫黃常可作為 EPDM有效的有機過氧化物助交聯劑,在一定程度上改善硫化膠的拉伸和撕裂性能, 但硫黃的加入會使硫化膠的臭味增大。
助交聯劑的作用機理一般認為有以下兩種:
分子中含有兩個或多個不飽和基團,在自由基存在條件下 , 這些不飽和基團可能聚合 ,形成類似樹脂的增強物質。 其膠料的彈性模量增加的程度比單獨使用過氧化物的大。 這個反應的機理不是很清楚。 一種假設是 , 在自由基存在下 , 活性助劑聚合成多支鏈的樹脂增強填料 ; 另外一種假設是 ,活性助劑與聚合物上的自由基作用 , 成為聚合物的支鏈。實際的機理可能是兩種機理的組合.
常見的過氧化物助交聯劑:
TAIC交聯劑
中文名:三烯丙基異三聚氰酸酯
英文名: Triallyl isocyanurate
分子式: C12H15N3O3
分子量: 249.2688
CAS號: 1025-15-6
密度Density: 1.11
熔點Melting point 26-28°C
沸點Boiling point 119-120°C
項 目 指標
外 觀
微黃色液體或結晶體 微黃色液體或結晶體 無色透明液體或晶體 白色粉末
含 量
精品級≥99%
工業級 ≥70%
酸 值 ≤1.0mgKOH/g
物理性質
分子量:249.27
形狀:室溫(25℃)為無色液體或結晶體性狀:室溫下為無色或微黃色液體或六方片狀晶體。比重:1.155(30℃)比熱:0.6(40℃)熔點:23℃—26℃(純品)17℃—21℃(工業級)閃點:355℃ 粘度:86±3厘泊(30℃)沸點:144℃/3mmHg;297℃/N2,760mmHg用途:
1、多種熱塑塑料(聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、EVA、聚苯乙烯等)的交聯和改性。熱交聯一般添加量為1-3%,另加過氧化二異丙苯(DCP)為0.2-1%;輻照交聯添加量為0.5-2%,可不再加DCP。交聯后可顯著提高制品的耐熱性、阻燃性、耐溶劑性、機械強度及電性能等。它比單獨采用過氧化物體系交聯要顯著地提高產品質量,且無異味。典型用于聚乙烯、聚乙烯/氯化聚乙烯、聚乙烯/EVA交聯電纜和聚乙烯高、低發泡制品。
2、乙丙橡膠、各種氟橡膠、CPE等特種橡膠的助硫化(與DCP并用,一般用量為0.5-4%), 可顯著地縮短硫化時間、提高強度、耐磨性、耐溶劑和耐腐蝕性。
3、丙烯酸、苯乙烯型離子交換樹脂的交聯。它比二乙烯苯交聯劑用量少、質量高、可制備抗污、強度大、大孔徑、耐熱、耐酸堿、抗氧化等性能極佳的離子交換樹酯。這是國內外新近開發的,前景極好的新型離子交換樹酯。
4、聚丙烯酸酯、聚烷基丙烯酸酯等的改性。可顯著地提高耐熱性、光學性能和工藝加工性能等。典型用于普通有機玻璃的耐熱改性。
5、環氧樹酯、DAP(聚苯二甲酸二烯丙酯)樹酯的改性。可提高耐熱性、粘合性、機械強度和尺寸穩定性。典型用于環氧灌封料和包封料的改性。
6、不飽和聚酯和熱塑聚酯的交聯和改性。可顯著提高耐熱性、抗化學腐蝕性、尺寸穩定性、耐候性和機械性能等。典型用于提高熱壓性不飽和聚酯玻璃鋼制品耐熱性,改性后的制品使用溫度可達180℃以上。
7、TAIC本身的均聚物——聚三烯丙基異三聚氰酸酯為一種透明、硬質、耐熱、電絕緣優良的樹脂,亦可用于粘合玻璃及陶瓷等。典型用于制造多層安全玻璃。
8、聚苯乙烯的內增塑、苯乙烯與TAIC等共聚改性,可制得透明的、耐碎的制 品。
9、金屬耐熱、抗輻射、耐候性的保護劑,TAIC預聚物在金屬表面進行烤鍍,其烤鍍膜具有十分優良的耐熱、耐輻射、耐候性和電絕緣性。典型用于制造微電子產品的印刷線路板等絕緣材料。
10、用作光固化涂料、光致抗蝕劑、阻燃劑和阻燃交聯劑等的中間體。典型用于合成高效阻燃劑TBC和阻燃交聯劑DABC。
橡膠多功能抗返原硫化劑 HVA-2
品主要技術指標
化學名稱: N,N '-間苯撐雙馬來酰亞胺
英文名稱: N,N '-m-Phenylene dimaleimide
簡 稱:橡膠硫化劑 HVA-2
性 狀:本品為黃色或棕色粉末,比重 1.44 ,可溶于二氯六環,四氫呋喃和熱丙酮中,不溶于石油醚、氯仿、苯和水中,熔點大于 198 ℃ 。
■質量標準
名稱 單位 指標
外觀 目測 黃色或棕色粉末
熔點 ℃ ≥ 198
灰份 % ≤ 0.5
加熱減量 % ≤ 0.5
篩余物( 0.150 ㎜) % ≤ 0.1
■用途
硫化劑 N,N ' -間苯撐雙馬來酰亞胺,美國公司稱 HVA-2 ,是多功能橡膠助劑。在橡膠加工中既可作硫化劑, 也可作過氧化物體系的助硫化劑, 還可用作防焦劑和增粘劑, 既適用于通用橡膠,也適用于塑料,還適用于橡膠和橡膠并用體系。
在天然膠中,可與硫磺配合,能防止硫化返原,改善耐熱性,降低生熱,耐老化,提高橡膠與簾子線及鋼絲粘合力, 提高硫化膠模量。 用于載重輪胎肩膠緩沖層等膠中, 可解決斜交載重輪胎肩空難題,特別適用于橡膠大規模厚制品、特種輪胎及各種橡膠雜志。
HVA-2 在氯丁膠、氯磺化聚乙烯膠、丁苯膠、丁腈膠、異戊二烯膠、丁苯膠溴化丁基膠、丙烯酸酯膠、硅橡膠和橡塑并用膠等特種膠中,用作輔助硫化劑, 能明顯改善交聯性能,提高耐熱性, 適用于高溫硫化體系,降低壓縮永久變形,還可減少過氧化物的用量, 防止膠料在加工過程中的焦燒,提高膠料和簾子線及金屬的粘合強度。
HVA-2 是無硫硫化劑,用于電纜橡膠,可代替秋蘭姆類和噻唑類及其他含硫硫化劑,解決銅導線和銅電器因接觸含硫硫化劑生成硫化銅污染發黑的難題。
■用量
作為防膠劑為 0.5-1.0 份,作為硫化劑為 2-3 份,改善壓縮變形為 1.5-2.0 份,提高粘合強度為 0.5-5.0 份。
架橋劑PL400(TMPTA )
應用:1、 配合過氧化物硫化使用,當作架橋助劑,可提高架橋密度,提高抗張強度,降低壓縮永久變形,縮短硫化時間。2、 混煉時有增塑作用,硫化后有增硬作用,可做高硬度制品的增硬劑,大約每增加1PHR PL400,可使硬度增加一度。3、 提高交聯效率,降低過氧化物使用量。4、 因本品為無色透明液體,也可適用于透明制品行業。推薦用量:1、 在一般橡膠做共交聯劑(架橋助劑)時,建議加入2-4PHR2、 在EVA發泡制品中,建議加入0.5-1.0PHR3、 在高硬度制品中,建議加入10-30PHR
ZDMA:甲基丙烯酸鋅
成份:雙官能團的甲基丙烯酸鋅
外觀:白色粉末
密度:(25℃,g/cm3): 1.481
分子量:235
功能: