摘要:主要论述了如何改进HX—0365胶辊硫化分子结构,并通过合理的工艺控制,产品达到要求的表面粗糙度,实现胶辊磨砺后不经处理直接上车使用,并具有处理胶辊的抗绕性、耐磨性、硬度稳定性和优异的成纱质量水平。
关键词:不处理;胶辊;分子结构;潜移
0 前言
随着表面不处理胶辊的推广应用,目前对胶辊的研究课题已由传统的生产工艺转向其微观结构,即分子的交联状态、交联密度所反映到胶辊表面的致密程度——表面粗糙度。影响胶辊表面粗糙度的因素除了生产过程中的因素外,起主要作用的是组成胶辊内部的分子结构;而影响分子结构的主要因素是产品的硫化体系和硫化过程的控制;本文中就胶辊的硫化体系和硫化过程中的控制进行讨论。
1 硫化过程中硫黄与橡胶的作用
橡胶的硫化是在一定温度的作用下,胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应,由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子,并改变胶料原来的物理机械性能所发生的变化。硫化反应的过程包含橡胶分子与硫化剂及其它配合剂之间发生的一系列化学反应以及在形成网状结构时伴随发生的各种副反应。在众多反应中仍以橡胶分子与硫化剂之间的反应为主,它是生成大分子网构的基本反应.其反应历程为三个阶段:第一阶段为诱导阶段,在这一阶段中,先是硫黄分子和促进剂体系之间反应生成一种活性更大的中间化合物,然后进一步引发橡胶分子链,产生可交联的自由基(或离子)。第二阶段为交联反应阶段,即可交联的自由基与橡胶分子之间产生连锁反应,生成交联键。第三阶段为网构形成阶段,在此阶段的前期交联反应已趋于完成,产生的交联键发生重排和裂解等反应;在此阶段的后期交联反应已基本停止,随之发生的主要是交联键重排和裂解的反应,最后得到网构稳定的硫化胶。
1.1 硫黄的结构与裂解
通过红外光谱测试表明,硫黄的存在是以稳定的S8环形式存在,它的裂解是需较高的能量,一是均裂——自由基裂解;二是异裂——离子型裂解。
1.2 硫黄与橡胶的化学反应
硫黄与橡胶的化学反应可分为硫黄与橡胶的自由基反应和硫黄与橡胶的离子型反应(反应方程式略)。
1.3 促进剂参与硫黄硫化反应
促进剂与硫黄作用生成不稳定的化合物,在硫化过程中可析出活化形式的硫并与橡胶分子发生化学反应,同时再生成促进剂;不稳定的化合物不析出活化硫,而直接与橡胶分子反应实现硫化。
1.4 活性剂的作用
活性剂是一些金属氧化物和一些脂肪酸,其作用是提高硫化反应活性,ZnO可以和促进剂(如M)生成络合物(硫醇锌)
2XSO+Zn(XS)2[硫醇锌]+H2O
Zn(XS)2可形成两种不同形式的络合物:Zn(XS)2的活性高于促进剂,在硬脂酸或胺等碱类物质存在下O(或N)可作用到络合物中的锌原子上,使Zn—S键不牢固,产生亲核的硫原子可袭击硫环,使硫环裂解进入络合物进行传递硫黄的反应,使硫黄被活化生成硫醇锌的多硫化物。这多硫化物就是实际的硫化剂。巯基苯并噻唑(促进剂—M)R的促进硫化作用:巯基苯并噻唑在硫化过程中,本身首先发生还原反应,当体系中有过氧化物存在时会消耗过氧化物。促进剂M可分解出自由基,当硫化体系中含有元素硫以及活性剂(氧化锌)时,在硫化条件下会加速硫化反应。
1.5 硫黄.促进剂-活性剂体系的硫化橡胶结构
关于这种体系硫化橡胶的结构如图1所示。
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