硫化剂DTDM在橡胶工业中具有广泛的应用,可以有效提高橡胶制品的硫化速度和性能。深入了解DTDM的应用有助于更好地利用其优良特性,推动橡胶制品的生产和应用。
简介:N,N′-二硫代二吗啉(DTDM)又名4,4′-二硫代二吗啉,白色针状结晶,熔点 124-125℃,相对密度1.32-1.38。溶于苯、四氯化碳,稍溶于丙酮、汽油,难溶于乙醇、乙醚,不溶于水。遇无机酸或无机碱分解。无毒,有鱼腥气味,在常温下储存稳定。DTDM是一种重要的橡胶硫化促进剂, 其分子中含有双硫, 在硫化温度下能分解出活性硫。其做为硫化剂具有操作安全、不喷霜、不变色、不污染等优点,且硫化胶耐热、耐老化性能好。DTDM中的硫是结合硫,可以避免因配合过量而引起制品喷霜的问题。此外,DTDM 在化学反应过程中还可以分解出带仲胺的吗啉自由基, 这种自由基不仅具有胺类防老剂的耐热抗氧化性能, 而且还能延迟焦烧。
应用:
1. 抗硫化返原性能
硫化剂DTDM部分或全部替代硫黄后,硫化胶中更为合理的单硫键、双硫键和多硫键的构成比以及吗啉基对氧化的阻断作用,使硫化剂DTDM能赋予硫化胶优异的抗硫化返原性能;在高温长时间硫化过程中也能确保硫化胶的物理性能变化不大,还可显著提高耐热氧老化性能、动态疲劳性能及生热性能。在胶料中添加硫化剂DTDM油粉或粒料产品,可减少其粉尘污染;添加能吸收游离吗啉基的化学品,可将吗啉亚硝酸盐含量降低95%。
2. 耐热性能
蒲启君等人对DTDM的高温硫化特性和硫化 有效性进行了测试,从硫化特性实验结果可以看到,部分替代硫黄的DTDM胶料,因DTDM的耐热特性,在高温和长时间的硫化过程中,使硫化胶的力学性能,包括拉伸强度、定伸应力、伸长率、永久变形等比普通硫黄硫化体系下降很少。特别是在老化后,含DTDM 的硫化胶具有优异的热老化性、热脆性、热松弛性、动态形变性、疲劳生热性。
3. 在丁腈橡胶(NBR)中的应用
翁国文等人研究了以DTDM为硫化剂的硫化体系配合对NBR性能的影响。结果表明,DTDM硫化的NBR具有与TT硫化NBR相似的性能,拉伸强度、撕裂强度、伸长率较高,耐老化性较好;其硫化配合体系中DTDM用量以3份左右为好,促进剂以NOBS为佳;并用硫黄或TT后能改善胶料的某些性能。
4. 在促进剂NA 22/氧化镁硫化体系共聚型氯醚橡胶(ECO)中的应用
刘清亭等人研究硫化剂DTDM对促进剂NA 22/氧化镁硫化体系共聚型氯醚橡胶(ECO)性能的影响。结果表明,在促进剂NA 22/氧化镁硫化体系中加入硫化剂DTDM,可提高胶料的加工安全性,加快胶料的硫化速度;随着硫化剂DTDM用量的增大,ECO硫化胶的邵尔A型硬度和100%定伸应力增大,拉断伸长率和撕裂强度减小,压缩永久变形总体呈下降趋势;经热空气老化后,ECO硫化胶的拉伸性能保持率在80%以上;硫化剂DTDM用量不宜超过0.8份。
5. 在三元乙丙橡胶中的应用
华南理工大学何顺雄等人系统地研究了DTDM对EPDM的硫化特性、交联密度、力学性能以及耐热老化性能的影响。孙立军等也系统地研究了常用硫化体系、半有效硫化体系和有效硫化体系中DTDM对EPDM胶料力学性能及耐热老化性能的影响。通过研究他们发现,在S=0.5份的半有效硫化体系中,DTDM用量增加,则EPDM的焦烧期延长,随DTDM用量的增加,EPDM胶料的综合力学性能却有所下降(如图1所示),当DTDM用量为3.5份左右时,老化后拉伸强度保持率及扯断伸长率保持率都较好(如图2所示)。
6. 在氯丁橡胶中的应用
在氯丁橡胶的加工使用过程中,人们对防焦剂的选择及应用是比较重视的,特别是想寻找那种既能防焦,又不影响物理性能,甚至还能提高某些性能的助剂。硫化剂DTDM不但可使氯丁胶料的贮存稳定性及加工安全性大大提高,而且在氯丁橡胶中还能起耐热性防老剂的作用,效果明显。
7. 在斜交轮胎内外层胶料配方中的应用
金玉龙研究了硫化剂DTDM在载重斜交轮胎内外层胶料配方中的应用。结果表明,通过采用半有效硫化体系 (硫化剂为DTDM ),调整原配方的生胶和炭黑等用量,能有效地提高轮胎内外层胶料的定伸应力和胎体刚性,使轮胎各部件的定伸应力配置更加合理,既可降低配方的设计成本,又可有效地减少轮胎肩空病疵的发生,取得显著的经济效益和社会效益。
参考文献:
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