無規(guī)聚丙烯在天然橡膠中的應(yīng)用研究

無規(guī)聚丙烯在天然橡膠中的應(yīng)用研究

在橡膠行業(yè)，橡膠墊布不僅要求橡膠材料具有較高的張力強(qiáng)度和良好的張力擴(kuò)展性能，還需要具有良好的加固性能、抗老化、軟、硬度低等性能。常用的塑料品種玻璃化溫度都在室溫以上,剛性較大,而扯斷伸長率較小,與橡膠并用時雖能提高膠料的扯斷強(qiáng)度,但膠料的伸長率、附著力等性能會下降。無規(guī)聚丙烯(APP)是我國聚丙烯生產(chǎn)中的副產(chǎn)物,具有相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量;但因其強(qiáng)度差,易發(fā)軟、發(fā)粘,故不能加工成塑料制品。根據(jù)這些特點,我們認(rèn)為,如果將它并用到橡膠薄膜制品中,不僅可以降低膠料成本,而且還可提高膠料的附著力,降低膠料硬度,對膠料的扯斷強(qiáng)度和扯斷伸長率又不會產(chǎn)生太大影響,仍可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。1試驗部分1.1微生物指標(biāo)工業(yè)廢水無規(guī)聚丙烯:工業(yè)用,北京向陽化工廠;天然膠1#:工業(yè)用,海南島農(nóng)墾廠;ZnO:99.1%,鄭化公司;松香丁苯:工業(yè)一級,蘭州化學(xué)工業(yè)公司;硫黃:工業(yè)一級,pH值5.1,鄭州化工廠;過氧化二異丙苯DCP:工業(yè)品,鄭化公司;促進(jìn)劑DM:工業(yè)用,蘭州化學(xué)工業(yè)公司;促進(jìn)劑T.T:工業(yè)用,蘭州化學(xué)工業(yè)公司;促進(jìn)劑D:工業(yè)用,沈陽新化工廠;促進(jìn)劑M:工業(yè)用,中性,鶴壁化工廠;石蠟:工業(yè)用,上海煉油廠;硬脂酸:工業(yè)用,鄭州勝利化工廠;古馬龍:工業(yè)用,鞍山化工廠;酞菁綠:工業(yè)用,鄭化公司;碳酸鈣:工業(yè)用,純度96.5%,焦作化工四廠;陶土:工業(yè)用,pH值6.0,焦作化工四廠。1.2橡膠性能測試開放式塑煉機(jī):LK—200,天津市電工機(jī)械廠;平板硫化機(jī):XQLB-350×350,上海第一橡膠機(jī)械廠;橡膠彈力測試機(jī):XQ-250,上海市奉賢新有公社機(jī)械廠;硬度計:HS-74A型,上海市計量局第二計量所;厚度計:HD-10型,上?；C(jī)械四廠。1.3試驗工藝膠料制備工藝流程簡圖見圖1。1.4天然膠混煉法APP的去水干燥:APP是生產(chǎn)等規(guī)聚丙烯時的副產(chǎn)物,含有一定量水分,必須去水干燥后才能使用。實驗將含有水分的APP在煉膠機(jī)上軋上幾遍以除去其中的大部分水分,同時使APP變成片狀,然后在90～100℃下烘干后使用?；鞜?APP軟化點低于天然膠,且分子量較小,不結(jié)晶,故不需要塑化及高溫。在室溫下即可直接將干燥過的APP與天然膠及合成膠在煉膠機(jī)上進(jìn)行混煉。在常溫下,先將天然膠塑煉好,然后按一定順序加入試劑混煉。等試劑加完畢后再軋上數(shù)遍即得混煉好的膠料。硫化:將混煉好的膠片剪成質(zhì)量約250g的小膠片進(jìn)行硫化,硫化后的半成品膠料停放6h后進(jìn)行性能測試。1.5性能試驗力學(xué)性能按國家標(biāo)準(zhǔn)GB7040-86進(jìn)行測試,本文僅討論幾個最重要的性能指標(biāo)。2取代天然膠的app根據(jù)有關(guān)資料,查得無APP時橡膠篷布膠料的有關(guān)配方,然后用一定量的APP來取代天然膠1#。下列各組實驗中始終保持APP及天然膠1#的總量為60份,天然膠1#、APP、松香丁苯總量為100份,其他成分的量均為這三者總量(100份)的百分?jǐn)?shù),以份數(shù)計。2.1app用量的影響調(diào)整APP、天然膠1#二者相對量,硫化時間為5min做四組試驗,測定膠料性能。其它配合劑配方為:松香丁苯40;DCP0.2;硫黃2.0;促進(jìn)劑DM1.5;促進(jìn)劑T.T0.2;防老劑RD1.0;硬脂酸2;古馬龍3.0;石蠟1.5;碳酸鈣50;陶土50;氧化鋅5.0;酞菁綠0.25。測定結(jié)果見表1。從數(shù)據(jù)可以看出,隨APP用量增加,硬度、扯斷強(qiáng)度及扯斷伸長率總趨勢是減小的。所以APP加量不能太多。根據(jù)表1,當(dāng)APP最高用量為25份時,扯斷伸長率符合要求,但硬度略高于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),而扯斷強(qiáng)度又略低于標(biāo)準(zhǔn)。在25份APP的基礎(chǔ)上,我們嘗試通過以下因素調(diào)節(jié)來達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。2.2如果你的應(yīng)用程序需要25次測試2.2.1東南角硫化時間從實驗數(shù)據(jù)分析,隨硫化時間的加長,扯斷強(qiáng)度呈下降趨勢,而扯斷伸長率在15min之前是增大的,而以后又下降,所以硫化時間不能過長。本次試驗時,一般取5min、10min及15min。2.2.2硫黃與dcp用量對促進(jìn)劑性能的影響試驗說明,硬度、扯斷強(qiáng)度及扯斷伸長率等性能除與APP用量有關(guān)外,還與硫及促進(jìn)劑的用量有關(guān),提高硫黃用量可以提高扯斷強(qiáng)度,但硬度也隨之提高,所以硫黃用量既不能太高,又不能太低,應(yīng)選擇一個硫黃與DCP用量的最佳比例。在上述方案中,只改變硫黃與DCP用量(降低硫黃用量而增加促進(jìn)劑DCP用量),測其性能。結(jié)果見表3。從表3數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)硫黃與DCP用量比為1.5/0.5時硬度剛好達(dá)標(biāo),扯斷強(qiáng)度高且平坦性好,而扯斷伸長率也較高,且重復(fù)性好。但是,與最理想的扯斷強(qiáng)度值對應(yīng)的硫化時間只有5min,這樣的硫化速度太快,因為實際生產(chǎn)中的半成品是在硫化罐中進(jìn)行硫化的,如果硫化時間太短會使產(chǎn)品硫化不均勻,甚至欠硫;而若延長硫化時間,則會引起過硫,從而使產(chǎn)品質(zhì)量降低,所以應(yīng)降低膠料的硫化速度,延長扯斷強(qiáng)度最大值在10min左右出現(xiàn)。而膠料的硫化速度主要受促進(jìn)劑控制,因此要對促進(jìn)體系進(jìn)行調(diào)試,經(jīng)過分析,主促進(jìn)劑仍用DM,其用量由1.5降到1.2,促進(jìn)劑T.T是超促進(jìn)劑,應(yīng)減少其用量或用中速促進(jìn)劑D代替。2.2.3推進(jìn)復(fù)合劑體系加量試驗及結(jié)果分析在APP25份、DCP/硫黃=0.5/1.5前提下,改變DM、T.T及D量,試驗對膠料性能的影響,試驗結(jié)果見表4。由表4可知,第一及第四方案中,扯斷強(qiáng)度相近,但第四方案較第一方案的扯斷伸長率好,故選第四方案,其促進(jìn)劑體系加量為DM1.2份,D0.4份,不加T.T。在第四種方案中,扯斷強(qiáng)度仍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。因為陶土顯酸性,而DCP對酸性過敏,在酸性介質(zhì)下不能充分發(fā)揮作用,故應(yīng)減少其用量,而增加碳酸鈣用量以降低介質(zhì)酸性,但碳酸鈣的補(bǔ)鈣性能不如陶土,故要調(diào)節(jié)碳酸鈣與陶土比例,以使膠料性能達(dá)到最好。試驗結(jié)果見表5。由表5可知,當(dāng)碳酸鈣與陶土用量比為80/20時,扯斷強(qiáng)度最高,且重復(fù)性好,但仍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求?？傊?通過上述多次變量試驗可以看出,當(dāng)APP用量為25份時膠料的扯斷強(qiáng)度很難滿足要求,只有極個別超過80,但重復(fù)性太差。那么,只有通過降低APP用量來試驗。2.3聚乙烯2040在上述最佳配方下,改變APP用量為20份,天然膠1#40份,測試各性能。其他成分如下:無規(guī)聚丙烯20;天然膠1#40;松香丁苯40;DCP0.5;硫黃1.5;促進(jìn)劑DM1.2;促進(jìn)劑D0.4;防老劑RD1.0;硬脂酸3.0;古馬龍3.0;石蠟1.5;碳酸鈣80;陶土20;ZnO5.0;酞菁綠0.25。2.3.1混煉膠的質(zhì)量滿足在上述試驗方案下,硬度、扯斷強(qiáng)度及扯斷伸長率都達(dá)標(biāo)準(zhǔn)。但扯斷強(qiáng)度剛接近標(biāo)準(zhǔn),而且這是在小煉膠上進(jìn)行混煉的,如果在在煉膠機(jī)上進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn),就可能會達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。一般在小煉機(jī)上進(jìn)行混煉時應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)要求的高1MPa為好,故要調(diào)整配方,提高膠料的扯斷強(qiáng)度。2.3.2黃硫的劑量在最佳配方下,在DCP用量為0.5情況下,試驗硫黃