李 卉，李云峰，趙紅霞，王才朋

（1.山東陽(yáng)谷華泰化工股份有限公司，山東 陽(yáng)谷 252300；2.國(guó)家橡膠助劑工程技術(shù)研究中心，山東 陽(yáng)谷 252300)

氯丁橡膠（CR)是一種綜合性能優(yōu)異的通用合成橡膠，具有良好的物理性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，優(yōu)異的耐老化、耐燃、耐油和耐化學(xué)腐蝕等性能，廣泛用于各個(gè)行業(yè)。通常采用金屬氧化物硫化，有時(shí)配合有機(jī)促進(jìn)劑，以提高硫化速度和交聯(lián)密度。CR最常用的促進(jìn)劑ETU含有有毒有害物質(zhì)，有致癌和導(dǎo)致胎畸形等危險(xiǎn)，美國(guó)環(huán)境保障章程（EPA)已將促進(jìn)劑ETU列為B2類可能使人類致癌的物質(zhì)，因此尋找促進(jìn)劑ETU的環(huán)保替代品是橡膠行業(yè)一項(xiàng)重要課題。

目前促進(jìn)劑ETU常用的替代品中促進(jìn)劑DETU可以等量替代，且其膠料的物理性能較好，但焦燒時(shí)間短得多；促進(jìn)劑DPTU可增量替代，但其膠料的物理性能較差。因這兩種促進(jìn)劑會(huì)釋放芥子氣，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，作為促進(jìn)劑ETU的替代品并不理想。促進(jìn)劑MTT（3-甲基四氫噻唑-2-硫酮)作為一種新型促進(jìn)劑，可代替促進(jìn)劑ETU應(yīng)用于CR中，促進(jìn)氧化鋅與CR交聯(lián)，使膠料保持良好的物理性能和耐老化性能的同時(shí)，還具有無(wú)毒環(huán)保性。本工作主要研究促進(jìn)劑MTT，DETU，DPTU替代促進(jìn)劑ETU在CR中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

CR，牌號(hào)SN121，山西山納合成橡膠有限公司產(chǎn)品；炭黑N774，江西黑貓?zhí)亢诠煞萦邢薰井a(chǎn)品；促進(jìn)劑ETU，DETU，DPTU和MTT，山東陽(yáng)谷華泰化工股份有限公司產(chǎn)品。

1.2 配方

1#配方：CR 100，炭黑N774 55，氧化鎂4，氧化鋅 5，芳烴油 5，防老劑6PPD 1，潤(rùn)滑劑HT222 2，促進(jìn)劑ETU 0.5。

2#—4#配方分別用促進(jìn)劑DETU，DPTU和MTT等量替代促進(jìn)劑ETU，其余組分和用量均與1#配方相同。

1.3 主要設(shè)備和儀器

XK-160型開(kāi)煉機(jī)，大連誠(chéng)信橡塑機(jī)械有限公司產(chǎn)品；XSM-1/10～120型密煉機(jī)，上海科創(chuàng)橡塑機(jī)械設(shè)備有限公司產(chǎn)品；HS-100T-RTMO型平板硫化機(jī)，佳鑫電子設(shè)備科技（深圳)有限公司產(chǎn)品；INSTRON3365型電子材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，美國(guó)英斯特朗公司產(chǎn)品；GT-7080-S2型門(mén)尼粘度試驗(yàn)機(jī)、GT-MV2000型無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀、GT-7024-RE型橡膠回彈性測(cè)試儀、GT-7012-D型DIN磨耗試驗(yàn)機(jī)和GT-7017-M型老化試驗(yàn)箱，高鐵檢測(cè)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

膠料分兩段混煉。一段混煉膠在密煉機(jī)中進(jìn)行，將CR、炭黑和小料共混，190 s后排膠，排膠溫度（120±5) ℃。二段混煉在開(kāi)煉機(jī)上進(jìn)行，4 mm輥距包輥1 min，加氧化鋅、氧化鎂、促進(jìn)劑后左右各割3刀，1 mm輥距打4個(gè)包，4 mm輥距打4個(gè)卷，下片。

1.5 性能測(cè)試

各項(xiàng)性能按相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫化特性

促進(jìn)劑對(duì)膠料硫化特性的影響如表1所示。

表1 促進(jìn)劑對(duì)膠料硫化特性的影響

從表1可以看出：4#配方膠料的FL最小，說(shuō)明使用促進(jìn)劑MTT膠料的流動(dòng)性比其他促進(jìn)劑膠料好；1#配方膠料的Fmax－FL明顯大于其他配方膠料，而Fmax－FL表征膠料的交聯(lián)密度，其值越大，膠料的交聯(lián)密度越高，即1#配方膠料的交聯(lián)密度最大，其次為4#配方膠料，3#配方膠料較小；4#配方膠料的t90最短，ts1最長(zhǎng)，1#配方膠料的t90最長(zhǎng)，2#配方膠料的ts1最短；1#配方膠料的Vc最慢，2#和3#配方膠料的Vc相當(dāng)，4#配方膠料的Vc最快。說(shuō)明相對(duì)于促進(jìn)劑ETU，促進(jìn)劑DETU，DPTU和MTT均可縮短膠料的硫化時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，其中促進(jìn)劑MTT的效果最明顯，加工安全性能較好，交聯(lián)密度較大。

2.2 物理性能

促進(jìn)劑對(duì)膠料物理性能的影響如表2所示。

從表2可以看出：1#配方膠料的100%定伸應(yīng)力、300%定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度比其他配方膠料高，3#配方膠料的拉伸強(qiáng)度最小和壓縮永久變形最大，這與其交聯(lián)密度最小相對(duì)應(yīng)，2#和4#配方膠料的拉伸性能較好，4個(gè)配方膠料的硬度、回彈值、耐磨性能和耐熱空氣老化性能差別不大?？傮w而言，促進(jìn)劑MTT膠料與促進(jìn)劑ETU膠料的性能最接近。

表2 不同促進(jìn)劑對(duì)膠料物理性能的影響

3 結(jié)論

（1)與促進(jìn)劑ETU膠料相比，促進(jìn)劑DETU膠料的焦燒時(shí)間較短，交聯(lián)密度較低；促進(jìn)劑MTT膠料的焦燒時(shí)間略短，硫化速度較快，加工安全性能更好，交聯(lián)密度較大。

（2)促進(jìn)劑ETU，DETU，DPTU和MMT膠料的硬度、回彈值、耐磨性能和耐熱空氣老化性能差別不大，而促進(jìn)劑DPTU膠料的拉伸強(qiáng)度最小，壓縮永久變形最大，促進(jìn)劑MTT和DETU膠料的拉伸性能較好，壓縮永久變形較小。

（3)從環(huán)保角度考慮，促進(jìn)劑MTT比促進(jìn)劑DETU和DPTU更適合替代ETU。