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透明橡胶配方分析

发布时间:2015-11-28 21:42:04 来源:医科大 浏览:92次

透明橡胶配方分析

      北京中科光析化工技术研究所科学从事透明橡胶配方分析成分分析、配方检测、成分检测,北京中科光析化工技术研究所是透明橡胶企业产品技术革新的风向标;北京中科光析化工技术研究所通过多年沉积,运用精细化工的复配技术,做了小试和应用试验, 研制了一种新型透明橡胶配方技术;该橡胶是由乙烯-丙烯-二烯单体的低分子量聚合物和用作增强填料的雾化二氧化硅制成的;该橡胶有高透光性和低雾度,隔热、耐化学腐蚀、柔韧性较好.广泛适用于玻璃不适用的场合,如防护服上的遮光镜、温室的防雹窗用玻璃、汽车挡风玻璃的裂涂层等.
一.透明橡胶配方技术
2.1透明橡胶配方设计

2.1.1胶种
       一般情况下,凡是生胶本身呈透明状态的橡胶,其硫化胶也有一定的透明性。有的生胶不显示透明性,但色相较好,不舍污染性防老剂和其他污染性助剂,也可制得透明橡胶。通常用作透明橡胶制品的生胶品种有顺丁橡胶、丁苯橡胶(非污染或溶聚)、天然橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等。使用条件不同,透明橡胶生胶的种类也有所不同.
       用于光学上具有高透明度的橡胶可选用乙丙橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯、氯醇橡胶、丁基橡胶等。较有实用价值的是具有较低凝胶含量的、低分子量的乙丙橡胶,门尼黏度为18的乙烯-已二烯乙丙橡胶较符合高透明度橡胶要求;一般的三元乙丙橡胶很难满是光学镜片方面的用途要求,采用分子量低、凝胶含量低的三元乙丙橡胶(第二单体为1,4-已二烯),共聚物的组成为乙烯约65%,1,4-已二烯10%以下,其余为丙烯,可制得透光率在90%以上、浊度在7%以下的透明柔性材料;用于坡璃黏合剂、潜水镜、导尿管、光纤包覆材料和浇注封闭材料的透明橡胶,主要使用硅橡胶。未填充的液体硅橡胶的强度较低,作为眼镜片材料使用时,可用铂化合物作催化剂,使其发生加成反应而制得拉伸强度较高的硅橡胶.
2.1.2填料
       透明橡胶中,填料的选择应符合以下条件:1)粒径要尽可能小,当小至可见光波长的1/4以下时,光线可以绕射,粒子不会干扰光线在胶中的进程;2)填料的折射率应与生胶相近,这样才不会干扰光线在橡胶中的透射方向。填料的用量较大,对橡胶的透明性有着重要的影响,应选用不影响透明性的填料。透明橡胶中较常用的填料为透明白炭黑和碱式碳酸镁.
  1)碱式碳酸镁:
      当碱式碳酸镁的纯度较高时,碱式碳酸美的折射率与天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶和聚异丁烯的折射率相近,用于橡胶制品中,可获得较高的透明度。碱式碳酸镁填充的胶料较硬,挺性好,出型时表面光滑,能有效地防止硫化花纹变型;但伸长率小,永久变形大,耐老化性能稍差。碱式碳酸镁对天然橡胶有较好的补强效果,对丁苯橡胶、顺丁橡胶等合成橡胶的补强效果差。当碱式碳酸镁不纯、折射率偏离1.525时,很难得透明性好的橡胶制品.
   2)白炭黑:
      透明白炭黑具备了透明性和补强性,是当前透明橡胶制品重要的补弦剂。研究表明:透明白炭黑粒径为15~20μm,不超过50μm时,白炭黑的补强效果和加工性能较好。这是因为粒径过大,不仅影响补强效果,还会影响光线的透过,遮盖力大。粒径太小,容易形成次级聚集体(结团),也使补强性能降低;折射率在1.54~1.55范围內。另外粒径分布要小.
      粒径小于15μm的白炭黑较为适宜。例如用高纯度的、粒径为14μm的白炭黑制造的三元乙丙橡胶透明片材的透光率可达93%(片厚4mm),浊度仅为2%~7%。美国研制开发的新型沉淀法白炭黑(Wet Process HydroPHobic Silican),商品名称WPH,与以前的白炭黑相比,其粒子,粒径的差別也小。它与硅橡胶混合后,可制得透明性特优且物理性能良好的透明硅橡胶。这样的透明硅橡胶,在宽广的温度范围内具有光学透明度,可以制作飞机座舱窗的中问膜、血液循环泵装置、导尿管等。其中,白炭黑的用量非常重要,如果增加归炭黑的用量,就会使拉伸强度、撕裂强度、硬度和透明度增加,但柔韧性降低。其一般用量在30~60份;当需要比较高的柔韧性时,白炭黑用量的较佳范围为30~40份.
2.1.3硫化体系
      透明橡胶的硫化体系,应尽可能减少由于化学反应而产生的有色副产物。通常硫黄硫化体系至少包括三种配合剂(硫化剂、活性剂、一种或多种促进剂),容易产生有色的副产物,对透明性不利。而用过氧化物硫化时,体系较为简单。目前广泛使用的过氧化二异而苯(DCP),由于硫化后残留在胶料中的臭味而不宜用作透明橡胶的硫化剂。较初用于乙丙橡胶的过氧化物是双-2,5,但它受防老剂影响会产生颜色,影响硫化胶的透明度。在三元乙丙橡胶、硅橡胶的透明橡胶中使用的过氧化物,较好是无色透明的液体,DTBP(二叔丁基过氧化物)较好。在过氧化物硫化的三元乙丙橡胶中,还要添加共交联剂。通常共交联剂是液态的,它会提高硫化胶的交联密度,减少表面黏性,不产生喷霜。常用的共交联剂是三羟甲基丙烷三异丁烯酸酯和低分子量的1,2-聚丁二烯或两者的混合物.
  1)硫化剂:在透明橡胶中,以硫黄为交联剂时,硫黄用量下宜过大,一般以1.8~2.0份为宜。硫黄用量过高时,会因硫化胶交联密度过大而导致透明度的降低。当橡胶与不饱和度低的塑料如聚乙烯并用时,需采用过氧化物如过氧化二异丙苯(DCP)才能产生有效的交联。在以橡塑并用体系为基体的透明胶料中,更多是采用DCP与硫黄并用作硫化体系.
  2)促进剂:选用促进剂要求:一是不污染;二是硫化后放置过程中不会发生重结晶;三是合适硫化速率。从硫化后胶料色泽的变化上促进剂可分为三类:硫化后胶料不变色的有H,浅变色的有M、DM,变深色的有TT、CZ、NOBS、ZDC、PX、D.
      透明橡胶中的主促进剂采用中速和超速促进剂并用体系,中速促进剂多选用噻唑类如DM、M,超速促进剂选用秋兰姆类,二硫代氨基甲酸盐类,如TMTD、TS,PX、PZ、ZDC等。副促进剂H在硫化时分解产生甲醛,可与天然橡胶中蛋白质结合从而使透明橡胶的色泽变浅,因此在透明胶料配方中是不可缺少的.促进剂M硫化速率快、透明性好,但易焦烧。可用促进剂DM代替M。胍类和秋兰姆类促进剂都可能影响透明度或使色相变差。用作天然橡胶的促进剂,较好采用促进剂M、H、TMTS并用,但此时胶料容易产生焦烧,为安全起见胶料贮存时间不宜过长。在以顺丁橡胶或顺丁橡胶/丁苯橡胶为基础的透明橡胶中,可使用DM/H/PX/S硫化体系或DM/H/TMTD/PX/S硫化体系,制出的透明胶料的透明性和物理性能都比较好.
 3)活性剂:普通氧化锌对可见光的遮盖力强,所以在透明橡胶中活性剂氧化锌的用量应尽可能的低,一般为1.5~2份.透明橡胶中通常都使用透明氧化锌或活化氧化锌。透明氧化锌其化学组成为碱式碳酸锌,受热时分解出水和二氧化碳而转变成氧化锌,因而可直接用碳酸锌代替氧化锌,其用量为1.5~3.0份.也可采用活性氧化锌,它的粒子很细,因此对胶料的透明性无明显影响,在透明橡胶中的用量为0.5~1.0份.
2.1.4防老体系
     选择适当的防老剂,可使透明橡胶制品获得较佳的色彩透明度度和抗氧化性.透明橡胶中的防老剂必须是非污染的、透明的或浅色的,如防老剂化必须是非污染的、透明的或浅色的,如防老剂SP、MB、EX、WSL、264、2264等.根据防老剂在三元乙丙橡胶中对颜色和黏着性的影响,较好的仿老剂是1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)及3,5-二叔丁基-4-羟基肉桂酸酯和1,3,5-三(2-羟乙基)三嗪-2,4,6-三酮;防老剂的用量为0.2~1.0份。在天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶透明橡胶中,常用的防老剂有264、SP、MB、BHT等,用量为0.3~0.6份.
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