橡胶促进剂是一种重要的橡胶助剂,主要用于加速橡胶硫化过程中的交联反应,即橡胶硫化促进剂。橡胶硫化是橡胶制品生产过程中的一个关键步骤,通过硫磺或其他硫化体系与橡胶分子发生化学反应形成交联网络结构,使得橡胶由黏弹性转变为弹性体,获得理想的物理机械性能,如强度、弹性和耐久性。
由于硫磺与橡胶基质之间的直接硫化反应速度较慢且需要较高的温度和较长的时间,为了提高生产效率并降低能耗,橡胶工业引入了硫化促进剂。橡胶促进剂加入到橡胶胶料中后,能够显著提升硫化剂的活性,降低硫化反应的活化能,从而缩短硫化时间,并允许在相对较低的温度下完成硫化过程。
按照化学结构分类,常见的橡胶促进剂主要包括以下几个大类:
次磺酰胺类,如CBS(CZ)、TBBS(NS),这类促进剂具有良好的综合性能,特别适用于子午线轮胎等高性能橡胶制品。
噻唑类,如MBT(M)、MBTS(DM)、ZMBT(MZ)等,广泛应用于各种通用橡胶制品中。
秋兰姆类,例如TMTM(TS)、DPTT(TRA)、TMTD(TT)等,这些促进剂在某些特定应用中表现出优良特性。
胍类,如DPG(D)、DOTG,以及其他如硫脲类、二硫代氨基甲酸盐类、防焦剂和防老剂等。
通过合理选择和搭配不同的促进剂,可以优化硫化曲线,调整硫化速率,满足不同橡胶制品对性能和工艺条件的要求。此外,橡胶促进剂还能通过增强橡胶的交联程度来改善橡胶制品的硬度、耐磨性、耐热性、耐老化性等多种性能指标,从而确保最终产品的高品质和长寿命。
橡胶促进剂的生产工艺通常包括以下步骤,但根据不同类型的促进剂,其具体工艺细节会有差异:
1. 起始原料准备:根据所需生产的具体促进剂类型,准备相应的起始原料,如苯胺、二硫化碳、氯化亚砜、硫磺、各种胺类化合物、酚类化合物等。
2. 合成反应:A、噻唑类促进剂:例如,生产二硫化二苯并噻唑(MBT)时,苯胺、二硫化碳和硝基苯在高压和高温条件下反应生成中间体,然后通过溶解、过滤、中和、洗涤等步骤处理,再进一步转化为MBT。B、次磺酰胺类促进剂:通过将特定的芳胺与相应的次磺酰氯或次磺酰胺化合物反应生成。C、秋兰姆类促进剂:通常从多硫化物和胺类化合物出发,通过反应形成噻二唑环结构。
3. 后处理和纯化:A、中间产物或最终产物通常需要经过溶剂溶解、过滤、中和、洗涤以去除无机盐、未反应原料和其他杂质。B、通过结晶、离心、干燥等步骤获得纯净的促进剂产品。
4. 质量控制和检验:对生产出的促进剂进行物理性质和化学性质的检测,如熔点、含量、纯度、色泽等,确保产品质量符合国际或国内相关标准。
5. 包装和储存:符合质量标准的促进剂产品经过计量、包装,存储在阴凉干燥处,以保持其稳定性和有效性。
在生产过程中,工厂需严格遵守环保和安全生产规定,处理好废水、废气和废渣,采用清洁生产工艺,确保环境友好和可持续发展。同时,不同类型的橡胶促进剂其合成工艺可能存在较大差异,具体工艺流程应依据具体产品的化学结构和生产工艺手册进行。