2-巰基苯并噻唑?qū)μ烊荒z的改性研究

黃君偉 裴 文

（浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與材料學(xué)院，杭州 310014）

2-巰基苯并噻唑?qū)μ烊荒z的改性研究

黃君偉 裴 文*

（浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與材料學(xué)院，杭州 310014）

考察了2-巰基苯并噻唑（促進(jìn)劑M）在天然橡膠中的硫化性能及對物性和膠料加工性的影響。促進(jìn)劑M試樣的性能已達(dá)到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)樣品的水準(zhǔn)。在天然橡膠膠料中，與2,2′-二硫代苯并噻唑（促進(jìn)劑DM）相比，促進(jìn)劑M具有增塑性略高、焦燒速度與硫化速度較快、硫化活化能較低、硫化膠引張強(qiáng)度等性能略低而耐熱老化性較好的特點(diǎn)。

2-巰基苯并噻唑；2,2′-二硫代苯并噻唑;促進(jìn)劑；硫化性能；物性；加工性

2-巰基苯并噻唑（又稱為促進(jìn)劑M）為通用型橡膠促進(jìn)劑，是一種半超酸性促進(jìn)劑，其硫化臨界溫度低（125℃），可以廣泛用于各種橡膠，具有寬廣的硫化范圍，硫化促進(jìn)性和平坦性好，可單獨(dú)使用，亦可并用。促進(jìn)劑M還是其他噻唑類和次磺酰胺類后效性促進(jìn)劑的母體原料[1-4]。

本研究進(jìn)行了促進(jìn)劑M以及2,2′-二硫代苯并噻唑（促進(jìn)劑DM）的配方應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，考察了它們在天然膠中的硫化性能及對物性和膠料加工性的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原材料和儀器設(shè)備

原材料：天然膠，云南產(chǎn)品；促進(jìn)劑M，實(shí)驗(yàn)室合成樣品和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)品；促進(jìn)劑DM（標(biāo)準(zhǔn)品），硬脂酸，氧化鋅，硫磺，工業(yè)品。

儀器設(shè)備：開煉機(jī)，平板加硫機(jī)，烘箱，門尼粘度計(jì)，硫變儀，引張?jiān)囼?yàn)機(jī)，回彈性試驗(yàn)機(jī)。

1.2 試驗(yàn)配方

試驗(yàn)配方按質(zhì)量比計(jì)為：天然膠，100；氧化鋅，6；硬脂酸，0.5；促進(jìn)劑，0.7；不溶性硫磺，3；合計(jì)110.2。

1.3 試樣制備與性能測試

將天然膠和除促進(jìn)劑以外的其他各種配合劑按常規(guī)混煉工藝在開煉機(jī)上一起混煉制成均勻的混煉膠，停放3 h后，再分別加入不同的促進(jìn)劑進(jìn)行混煉，混勻后下片。

物性的測定：試樣用硫變儀分別在135、145、155、165℃下進(jìn)行測定。其他各項(xiàng)性能按國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 1233—2008、GB/T 531.1—2008、GB 527—83、GB 528—82、GB/T 529—2008、GB/T 1681—91、GB 3512—83）進(jìn)行測試[5-11]。

2 結(jié)果與討論

2.1 增塑性

促進(jìn)劑M與DM對膠料塑性的影響見表1。

表1 對膠料塑性的影響Tab 1 Influence on plasticity of rubber

如表1可知，促進(jìn)劑M試樣的增塑效果高于標(biāo)準(zhǔn)樣。促進(jìn)劑M與DM對天然膠都有一定程度的增塑作用，可以提高膠料的加工性。在較低溫度下促進(jìn)劑M的增塑效果略高于DM，但隨著溫度的升高，促進(jìn)劑DM的增塑效果超過M，即在較高溫度時，DM膠料的加工性稍優(yōu)于M膠料。

2.2 焦燒特性與硫化特性

硫變儀物性與門尼焦燒分別見表2和表3。

由表2和表3可見，M膠料試樣與標(biāo)準(zhǔn)樣具有基本一樣的焦燒特性與硫化速度，M膠料的焦燒速度和硫化速度明顯快于DM膠料。阿累尼烏斯方程在一定溫度范圍內(nèi)能準(zhǔn)確反映出硫化速度與溫度之間的關(guān)系。一般地說，活化能大者硫化反應(yīng)速度慢，但當(dāng)溫度升高時，其硫化反應(yīng)速度的增加速度比活化能小者快。根據(jù)表2不同硫化溫度硫變儀計(jì)算而得的活化能可知，促進(jìn)劑M的硫化活化能比DM小，說明M膠料在較低溫度下的硫化速度雖然快于DM膠料，但隨著溫度的升高，DM膠料的硫化速度加快程度要明顯高于M膠料。

表2 硫變儀物性結(jié)果Tab 2 Test results of rheometer

表3 門尼焦燒時間（120℃）測試結(jié)果Tab 3 Test results of mooney scorch

2.3 硫化膠物理機(jī)械性能

硫化膠物理機(jī)械性能見表4。

由表4可見，M膠料試樣與標(biāo)準(zhǔn)樣基本相同。M膠料的定伸應(yīng)力、引張強(qiáng)度、抗撕裂性、彈性等略低于DM膠料，而耐熱老化性能則較優(yōu)于DM膠料，其他物性相近。

3 結(jié)論

考察了促進(jìn)劑M在天然膠中的硫化性能及對物性和膠料加工性的影響。促進(jìn)劑M試樣的性能已達(dá)到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)樣品的水準(zhǔn)。在天然膠膠料中，與促進(jìn)劑DM相比，促進(jìn)劑M具有增塑性略高、焦燒速度與硫化速度較快、硫化活化能較低、硫化膠引張強(qiáng)度等性能略低而耐熱老化性較好的特點(diǎn)。

表4 硫化膠物理機(jī)械性能Tab 4 Physical and mechanical properties of cured rubber

[1]《化工產(chǎn)品總集》編委會.化工產(chǎn)品總集[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1997：1296.

[2]StarovoitovMK,KacheginAF,RudakovaTV,etal.Production of N,N-dicyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide for use as vulcanization accelerator：RU,2203276[P].2003-04-27.

[3]Kaliya O L,Mckhryakova N G,Kravchuk O V.Method for preparing 2,2′-bisbenzothiazolyl disulfide by the catalytic oxidative coupling of 2-merca-ptobenzothiazole：RU,2206567[P].2003-06-20.

[4]周學(xué)良,張林棟,朱領(lǐng)地.橡膠助劑[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002：327-328.

[5]GB/T 1233—2008未硫化橡膠初期硫化特性的測定用圓盤剪切粘度計(jì)進(jìn)行測定[S].

[6]GB/T 531.1—2008硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗(yàn)方法第1部分：邵氏硬度計(jì)法（邵爾硬度）[S].

[7]GB 527—83硫化橡膠物理試驗(yàn)方法的一般要求[S].

[8]GB 528—82硫化橡膠拉伸性能的測定[S].

[9]GB/T 529—2008硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定（褲形、直角形和新月形試樣）[S].

[10]GB/T 1681—1991硫化橡膠回彈性的測定[S].

[11]GB 3512—83橡膠熱空氣老化試驗(yàn)方法[S].

Research on the Modification of Natural Rubber by 2-Mercaptobenzothiazole

Huang Junwei,Pei Wen
（The College of Chemical Engineering and Materials,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014）

2-Mercaptobenzothiazole is widely used as rubber vulcanization accelerator in rubber industry.In this paper,the curing property in natural rubber and influence on physical properties and processability were discussed.The sample containing M had come up to the performance of industry standards.In comparison to DM rubber sheet,the M rubber sheet gave better plasticity,shorter scorch time,higher curing rate,lower activation energy of vulcanization,weaker tensile strength of cured rubber and better thermal aging resistance.

2-Mercaptobenzothiazole;accelerator;curing property;physical property;processability

TQ330.38+5

A DOI10.3969/j.issn.1006-6829.2010.06.004

*通訊聯(lián)系人。E-mail：Pei_wen58@hotmail.com

2010-09-10