馮 鳴，劉自光，張麗麗，花曙太，朱舒東

（山東玲瓏輪胎股份有限公司，山東 煙臺 265400）

促進(jìn)劑是橡膠工業(yè)的重要原料，它可以降低膠料硫化溫度，縮短硫化時間，減小硫黃用量，改善物理性能。常用促進(jìn)劑有噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類和胍類。

促進(jìn)劑DPG為胍類促進(jìn)劑，主要用作天然橡膠和合成橡膠的中速促進(jìn)劑，也常用作噻唑類、秋蘭姆類和次磺酰胺類促進(jìn)劑的助促進(jìn)劑。因其有毒，與皮膚接觸時有刺激性[1]，并具有污染性，被許多國家列為限制使用材料。

促進(jìn)劑TATD（四烷基二硫化秋蘭姆）是一種新型促進(jìn)劑，其結(jié)構(gòu)與其他秋蘭姆二硫化物類似，但因具有長鏈烷基，其相對分子質(zhì)量是其他二硫化秋蘭姆的2～4倍[2]，揮發(fā)性低。促進(jìn)劑TATD在使用中不會產(chǎn)生亞硝胺，是一種相對安全的超硫化促進(jìn)劑。

本工作采用半鋼子午線輪胎胎面膠配方，進(jìn)行促進(jìn)劑TATD替代促進(jìn)劑DPG的試驗(yàn)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

溶聚丁苯橡膠（SSBR），朗盛化學(xué)（上海）有限公司產(chǎn)品；順丁橡膠（BR），中國石油大慶石化公司產(chǎn)品；炭黑N234，卡博特化工（天津）有限公司產(chǎn)品；高分散性白炭黑Z1165MP，羅地亞（上海）國際貿(mào)易有限公司產(chǎn)品；促進(jìn)劑TATD（有效成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.70），亞蒂凡特精細(xì)化工有限公司產(chǎn)品；促進(jìn)劑DPG和NS，市售品。

1.2 主要儀器與設(shè)備

GK1.5N型密煉機(jī)，德國克虜伯公司產(chǎn)品；Φ160 mm×320 mm開煉機(jī)，煙臺橡膠機(jī)械廠產(chǎn)品；MDR2000型無轉(zhuǎn)子硫化儀和MV2000型門尼粘度儀，美國阿爾法科技有限公司產(chǎn)品；P-200-2PCD型平板硫化機(jī)，中國臺灣磐石油壓工業(yè)股份有限公司產(chǎn)品；DKD-K-16801型自動硬度計，德國Bareiss公司產(chǎn)品；CMT-4503型電子拉力試驗(yàn)機(jī)，深圳新三思材料檢測有限公司產(chǎn)品；EPLEXOR 500N型動態(tài)粘彈譜分析儀，德國GABO公司產(chǎn)品；5109型彈性試驗(yàn)儀，德國Zwick/Roell公司產(chǎn)品；GT-7012-D型磨耗試驗(yàn)機(jī)，中國臺灣高鐵檢測儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 配方

配方見表1。

表1 配方 份

1.4 試樣制備

膠料混煉分兩段進(jìn)行。一段混煉在密煉機(jī)中進(jìn)行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40 r·min-1，加料順序?yàn)椋荷z→炭黑、白炭黑和小料→排膠（160 ℃）；二段混煉在開煉機(jī)上進(jìn)行，加料順序?yàn)椋阂欢位鞜捘z→硫黃和促進(jìn)劑→下片。膠料至少停放8 h后在平板硫化機(jī)上硫化。

1.5 性能測試

膠料性能測試按照相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。動態(tài)力學(xué)性能用動態(tài)粘彈譜分析儀測試，壓縮模式，預(yù)應(yīng)變?yōu)?%，應(yīng)變?yōu)?.25%，頻率為10 Hz，溫度為－60 ℃～＋80 ℃，升溫速率為2.0 ℃·min-1。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫化特性和物理性能

膠料的硫化特性和物理性能見表2。

表2 膠料的硫化特性和物理性能

從表2可以看出：與S0配方膠料相比，添加促進(jìn)劑TATD的S1～S4配方膠料的門尼粘度略大，F(xiàn)L和Fmax較大，t10，t25和t50較長；S3和S4配方膠料的硫化速度較快；S1～S3配方膠料中，隨著促進(jìn)劑TATD用量增大，膠料的硫化速度加快。說明添加促進(jìn)劑TATD的膠料加工安全性能好，硫化速度快。

從表2還可以看出，與S0配方膠料相比，S2～S4配方膠料的300%定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長率總體略大，彈性較好，其余性能相當(dāng)。

2.2 動態(tài)力學(xué)性能

在動態(tài)力學(xué)性能中，用0 ℃時的損耗因子（tanδ）表征膠料的抗?jié)窕阅?，?5 ℃時的tanδ表征膠料的抓著性能，用60 ℃時的tanδ表征膠料的滾動阻力性能。膠料tanδ-溫度（T）曲線見圖1，膠料在低、中、高溫區(qū)的tanδ-T曲線分別見圖2～4。

圖2 膠料低溫區(qū)tanδ-T曲線

從圖1～4可以看出：與S0配方膠料相比，添加促進(jìn)劑TATD的S1～S4配方膠料0 ℃時的tanδ較大，說明其抗?jié)窕阅茌^好；60 ℃時的tanδ較小，說明其滾動阻力較小。

圖1 膠料tanδ-T曲線

從圖4還可以看出，在S2～S4配方中，S4配方膠料60 ℃時的tanδ較大，S2配方膠料次之，S3配方膠料較小。說明增大促進(jìn)劑TATD用量比增大促進(jìn)劑NS用量對降低膠料滾動阻力更有利。

圖3 膠料中溫區(qū)tanδ-T曲線

圖4 膠料高溫區(qū)tanδ-T曲線

3 結(jié)論

與促進(jìn)劑DPG膠料相比，促進(jìn)劑TATD膠料的加工安全性能較好，硫化速度較快，物理性能較好，滾動阻力降低，抗?jié)窕阅芴岣摺?/p>

促進(jìn)劑TATD作為一種不產(chǎn)生亞硝胺的環(huán)保促進(jìn)劑，可替代促進(jìn)劑DPG用于綠色輪胎和厚制品的制備。