硬脂酸鹽對氯化聚乙烯橡膠性能的影響

白聰艷

（西北民族大學，甘肅蘭州 730124）

氯化聚乙烯橡膠是通過高密度的乙烯進行結合而成的一種橡膠材料，其中還有無硅鋁化層的成分，也可以看作是乙烯和氯乙烯的混合物，經過化學反應所產生的二元共聚物。其具有極強的耐臭氧性，耐腐蝕性，穩定性，化學藥品穩定性，耐油性，不易燃易爆性等等。其中能夠耗損的機器耐磨性也是十分有效的，其中需要單獨配合的化學藥物，要有其他途徑，比如說一些電線和特定的模型制品，工藝作品都有了一定的磁性，橡膠在非硫化制品當中有一定的體現。單獨配合所需要的化學藥品，也是有一定的高要求，高標準在純度方面也要有一定的要求，除此之外，氯化聚乙烯可以和其他的丁苯膠用品或者說通用的橡膠一起使用，可得到的性能更高。

王峰等人提出，氯化聚乙烯當中的橡膠其中含有的氯氣質量分數要比其他的元素更高，并且在分子結構方面具有一定的飽和度，那么也就說明了它有較好的耐腐蝕性、耐氧化性，對于自然氣候有一定的抵抗能力。與此同時，也有人提出變化，聚乙烯橡膠在高溫的情況下會出現硫化現象，就會分解出氯化氫等物質，降低了橡膠的硫化程度和功能，因此需要做出更加科學合理的配方設計，那么就會添加相應的硬脂酸鹽類的金屬物質來加以穩定反應，這樣才可以更有效的吸收分解出來的氯化氫。常用的硬脂酸鹽主要有硬脂酸鈣，硬質酸鋅，硬脂酸鎂等等。但是值得注意的是硬脂酸鋅含有鉛物質，就會產生相應的毒性，所以有一定的危險性，對于實驗過程的安全造成危險，故不在討論范圍之內。之前也有做過硬脂酸鹽對于氯化聚乙烯橡膠進行降解的實驗報告，但是硬脂酸鹽對于氯化聚乙烯橡膠性能的影響，這類研究比較少。

但是，又有其他的研究學者研究表明，氯化聚乙烯橡膠在氯質量分數方面對于油化膠性能的影響更大。通過柳瑩等人的研究可以發現，當氯質量這樣的分數在0.3～0.4之間，尤其是在0.35這時候硫化膠具有較低的定伸能力，還有一定的拉伸效率，也能夠表現較好的彈性作用。除此之外，張軍等人的研究也表現了，由于氯化聚乙烯橡膠中含有的大分子結構，并沒有雙鍵作用，具有較高的飽和度，所以并不能適應于硫黃硫化體系。就目前的情況而言，我國在硫化體系方面，有一部分的過氧化硫以及氧硫化體系等，然而部分的硫化體系所生成的速度又比較慢，容易造成一定毒性的氣體。這就會嚴重影響到我國工藝制成品的加工和密封過程，才能夠進一步保證物品的安全性和可靠性，這就需要較高的硫化溫度，避免與氧氣進行接觸發生化學反應。這些只是基礎的條件，我們還需要對硫化膠方面有一定的了解，采用拉伸性能更好的材料，新開發的噻二唑硫化體系膠料解決了過氧化物硫化體系膠料撕裂強度低和需避免接觸氧氣的問題，其他性能與過氧化物硫化體系膠料相當，且硫化速度快，硫化方式不受限制[4]。

1 實驗

1.1 主要原材料

氯化劑乙烯橡膠是杭州的一家科技化工有限公司所生產出來的，他及時結合了美國某個知名化工有限公司的產品，與碳酸鈣進行結合除此之外還有硬脂酸，甘油樹脂硬脂酸鋅等等這些特殊的元素，再加上江西的化工有限公司，資金投入以及產品技術幫助，交聯劑PT75和促進劑903，上海嶸井貿易有限公司提供。

1.2 配方

氯化聚乙烯橡膠100，炭黑N55050，碳酸鈣50，硬脂酸鹽（變品種）5，增塑劑25，防老劑5，交聯劑PT753，促進劑9032。其中1#配方不添加硬脂酸鹽，2#—5#配方分別添加硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂和硬脂酸鋇。

1.3 主要設備和儀器

有了原材料和配方的幫助，還需要配套相關的基礎設施和儀器，利用廣東十堰有限公司的大型型密煉機，除此之外，還需要部分上海有限公司的大型平板硫化機，湖州東方機械有限公司產品；M-3000FA型無轉子硫化儀、AI-3000型電子拉力機、GT-7017-EL型橡膠老化實驗箱，這些電子設備和儀器能夠有效地幫助材料提煉和配合，讓實驗在此過程當中更加科學規范。

1.4 試樣制備

橡膠材料一共分兩段進行有效連接，一段是混合在大型的設備當中進行轉換，需要用到硬脂鹽酸工藝和它的抗腐蝕性，我們還需要使用碳酸鈣和部分硬脂酸鈣，硬脂酸鋅等等來增強最終的效果。混煉工藝為：一段混煉膠→硫化劑→左右割刀3次→打三角包8次→下片，停放24h，且二段混煉一般在專業的開煉機中進行。橡膠在平板的機器當中進行操作，所需要到的氣溫條件也是非常規范的。硫化結束后，為了保持其塑性，一般將試樣在室溫下停放24h。

1.5 性能測試

（1）硫化特性。按照GB/T 16584—1996規格進行測試，溫度保持為170℃。

（2）耐熱空氣老化性能。熱空氣老化條件為100℃×70h。老化后拉伸性能按照GB/T 3512—2014進行測試。

（3）物理性能。拉伸性能按照GB/T 528—2009規格進行測試，拉伸試樣為Ⅰ型。所產生的物理性能，更多的是在機器應用方面的展現，讓更加有規格和大型機器有了更好的展現機會。物理實驗當中，最重要的就是遵循物理原理，讓該產品在物理方面有更強的進步。

2 實驗結果與討論

2.1 硬脂酸鹽不同添加量對聚硫橡膠預聚體硫化膠硬度的影響

我國對于硬脂酸鹽的添加量在不斷增多，聚硫橡膠之間的硫化膠的硬度也需要下降。這就是大量的硬脂酸鹽作為橡膠的軟化劑，但是這也讓其硬度有所下降。當硬度控制在50～60范圍之間，將會采用一定模型來壓制結束之后的試片，零件表面會出現光滑無凸起并且無氣孔的情況。隨著硬脂酸鹽加入量的不同，橡膠之間的硬度會有所變化。由密封橡膠邊緣情況來看，出現了大量的氣泡以及表面不光滑這樣不成形的成品。實驗研究所表明的主要目的是當壓制過程當中也會受到溫度的影響，這對于工藝品的情況來說，性能是較差的。因此如果我們還需要提高試片和零件成型的工藝，就必須要將他們的溫度保持在150℃以上。

2.2 硬脂酸鹽不同添加量對聚硫橡膠預聚體硫化膠撕裂強度的影響

隨著硬脂酸鹽加入量的不同，聚硫橡膠預聚體硫，硬脂酸鹽的添加量在質量分數為1.5%之前，其添加量越大，聚硫橡膠預聚體硫化膠的撕裂強度就越強，呈上升趨勢。在其質量分數超過1.5%之后，其添加量越大，聚硫橡膠預聚體硫化膠的撕裂強度反而越弱，呈下降趨勢，尤其添加量超過了2%之后，繼續增加硬脂酸鹽的添加量，撕裂強度大幅下降。由此可見，維持適量硬脂酸鹽的添加量，特別是保持其質量分數在1.5%左右，對提高聚硫橡膠預聚體硫化膠的撕裂強度具有加強作用。

2.3 硬脂酸鹽不同添加量對聚硫橡膠預聚體硫化膠拉伸強度的影響

隨著硬脂酸鹽加入量的不同，聚硫橡膠預聚體硫化膠拉伸強度變化。當硬脂酸鹽的添加量小于1.5%時，聚硫橡膠預聚體硫化膠的拉伸強度有較顯著的提高，超過1.5%時，拉伸強度大幅下降。由此可見，適當減少硬脂酸鹽的加入可以提高聚硫橡膠預聚體硫化膠的拉伸強度。

2.4 分析討論

隨著在此過程當中的添加物不斷地增多，當氫子數量不斷增多，那么氫鍵數量也有所提高，在這樣的過程當中，硬質鹽酸分子之間會形成飽和現象，多余的硬脂酸鹽分子在這樣的實驗過程形成了阻礙。除此之外，隨著其他化學物質的不斷增多，這樣的效果會增強，對于硬脂酸鹽過程當中的作用和效果也會有所增強，當它們形成了一定的阻隔之后，會讓自己的內部結構有更加充分的保障，嚴重地阻礙了其他物質的混入，就比如說聚酸硫交網狀的結構形成相對于網絡狀的狀態有更加強的突破性，削弱了這樣的強度在宏觀方面出現了一定的拉伸撕裂的現象。

2.5 壓縮永久變形

對于壓制過程當中，手殘留下來的化學藥劑具有一定的強腐蝕性和硫化性，因此在壓縮過程當中進行測試的時候，會再一次發生硫化作用。變了形之后的橡膠分子會受到新的束縛和壓力，使得分子鏈斷開，并且在恢復過程當中受到阻礙，將會進一步增大壓縮變形。—5#配方硫化膠的壓縮永久變形分別為34%，30%，78%，35%和34%，從這個配比的情況來看，添加硬脂酸鈣的效果會遠遠大于壓縮的變形情況。這就需要我們在硬脂酸鈣方面增大硫化程度，減少對于殘留的硫化劑影響。使得在藥劑方面的彈性得到充分的改良，并且能夠進一步提高藥劑的恢復效果，進而提高硫化膠的壓縮能力。

3 結論

1）硬脂酸鈣具有良好的將兩種物質進行交聯密切融合的作用，能夠進一步提高硫化速度，使得最后的工藝成品有更加良好的質量和工藝效果，進而提高硫化膠的綜合性能，可以作為氯化聚乙烯橡膠的活性促進劑。

2）適量提高壓制溫度并保持在150℃以上，可以提高其試片和零件的成型性和工藝性。

3）硬脂酸鋅會加快氯化聚乙烯橡膠中氯化氫的脫出，大幅降低膠料的交聯密度，從而明顯降低硫化膠性能。

4）硬脂酸鎂和硬脂酸鋇對膠料的硫化程度和氯化聚乙烯橡膠的性能影響不大。

4 結語

各個學者經過對氯化聚乙烯橡膠性能的研究，從硬脂酸鹽、熱熔性、殘留的硫化劑等方面的原因進行分析，此次實驗以此為理論基礎，控制各個方面因素的變量，對其性能進行實驗研究，最后實驗研究結果表明，由于混煉膠制備工藝復雜，所需尺寸的飛機結構連接件頭部用密封帽，故采用固體聚硫橡膠難于制成。但是我們也知道對于液體的氯化聚乙烯來說，它的活性程度遠遠小于固體。但是液體狀態下的氯化鋇與稀也有一定的特殊性，可以采用液體的聚硫橡膠將活性進行聚合，形成預聚體。這樣也進一步保證了預聚體有優良的力學性能和化學工藝。對硬脂酸鹽功能和運動方面可以有更多的選擇，作為氯化聚乙橡膠有充分的活性配比度。這樣對于制作成功的試片和零件都有一定的改善作用，能夠提高工藝品的質量，在一定程度上加強了工藝技術的分散、軟化和適度的互補作用。獲得了符合國家標準和要求的橡膠混煉膠料預聚體，實驗中還發現硬脂酸鹽類別和用量對預聚體的成型、制品的力學性能等有明顯影響。