2-巰基苯并噻唑對天然膠的改性研究

黃君偉 裴 文

（浙江工業大學化學工程與材料學院，杭州 310014）

2-巰基苯并噻唑對天然膠的改性研究

黃君偉 裴 文*

（浙江工業大學化學工程與材料學院，杭州 310014）

考察了2-巰基苯并噻唑（促進劑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。促進劑M試樣的性能已達到工業標準樣品的水準。在天然橡膠膠料中，與2,2′-二硫代苯并噻唑（促進劑DM）相比，促進劑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、硫化膠引張強度等性能略低而耐熱老化性較好的特點。

2-巰基苯并噻唑；2,2′-二硫代苯并噻唑;促進劑；硫化性能；物性；加工性

2-巰基苯并噻唑（又稱為促進劑M）為通用型橡膠促進劑，是一種半超酸性促進劑，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，硫化促進性和平坦性好，可單獨使用，亦可并用。促進劑M還是其他噻唑類和次磺酰胺類后效性促進劑的母體原料[1-4]。

本研究進行了促進劑M以及2,2′-二硫代苯并噻唑（促進劑DM）的配方應用實驗，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 實驗部分

1.1 原材料和儀器設備

原材料：天然膠，云南產品；促進劑M，實驗室合成樣品和工業標準品；促進劑DM（標準品），硬脂酸，氧化鋅，硫磺，工業品。

儀器設備：開煉機，平板加硫機，烘箱，門尼粘度計，硫變儀，引張試驗機，回彈性試驗機。

1.2 試驗配方

試驗配方按質量比計為：天然膠，100；氧化鋅，6；硬脂酸，0.5；促進劑，0.7；不溶性硫磺，3；合計110.2。

1.3 試樣制備與性能測試

將天然膠和除促進劑以外的其他各種配合劑按常規混煉工藝在開煉機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劑進行混煉，混勻后下片。

物性的測定：試樣用硫變儀分別在135、145、155、165℃下進行測定。其他各項性能按國家標準（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）進行測試[5-11]。

2 結果與討論

2.1 增塑性

促進劑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，促進劑M試樣的增塑效果高于標準樣。促進劑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。在較低溫度下促進劑M的增塑效果略高于DM，但隨著溫度的升高，促進劑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膠料試樣與標準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能準確反映出硫化速度與溫度之間的關系。一般地說，活化能大者硫化反應速度慢，但當溫度升高時，其硫化反應速度的增加速度比活化能小者快。根據表2不同硫化溫度硫變儀計算而得的活化能可知，促進劑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 硫變儀物性結果Tab 2 Test results of rheometer

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

2.3 硫化膠物理機械性能

硫化膠物理機械性能見表4。

由表4可見，M膠料試樣與標準樣基本相同。M膠料的定伸應力、引張強度、抗撕裂性、彈性等略低于DM膠料，而耐熱老化性能則較優于DM膠料，其他物性相近。

3 結論

考察了促進劑M在天然膠中的硫化性能及對物性和膠料加工性的影響。促進劑M試樣的性能已達到工業標準樣品的水準。在天然膠膠料中，與促進劑DM相比，促進劑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、硫化膠引張強度等性能略低而耐熱老化性較好的特點。

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

[1]《化工產品總集》編委會.化工產品總集[M].上海：上海科學技術出版社,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]周學良,張林棟,朱領地.橡膠助劑[M].北京：化學工業出版社,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進行測定[S].

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

[7]GB 527—83硫化橡膠物理試驗方法的一般要求[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

*通訊聯系人。E-mail：Pei_wen58@hotmail.com

2010-09-10