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  • UCS系列不饱和羧酸金属盐(Unsaturated Carboxylic Salt)主要是丙烯酸或甲基丙烯酸的无水金属盐(锌盐或镁盐等),它们主要用作过氧化物硫化橡胶的助交联剂。

    UCS系列不飽和羧酸金屬鹽能在過氧化物硫化的橡膠中形成一種“離子型”的交聯結構,這種“離子鍵”具有良好的耐熱性能,且能沿著碳烴鏈方向進行滑動,並能夠複原。這使得這種助硫化劑兼具過氧化物和硫磺這兩種硫化劑的優點,在能賦予橡膠制品以高拉伸強度和高撕裂強度同時,還能明顯提高制品的熱老化性能。這種易于使用、100%固含量的橡膠助劑可以顯著提高制品的以下性能:

    1、  显著提高橡胶對金屬的粘接力;

    2、  显著提高热老化性能;

    3、  高拉伸強度;

    4、  高撕裂強度;

    5、  高模量;

    6、  高硬度;

    7、  更好的耐磨性;

    8、  更好的回弹性。

    同時本品是提高過氧化物硫化橡膠性能的一種較爲經濟的方法,在達到相同、甚至更好性能的情況下,使用成本比一些常用的助硫化劑如HVA-2(PDM)的使用成本更低。

    UCS系列不飽和羧酸金屬鹽還能顯著提高橡膠對金屬的粘接力,而無需使用外面用粘接劑或分步硫化工藝。在硫化過程中,UCS系列不飽和羧酸金屬鹽能在提高橡膠膠體的交聯密度的同時在橡膠和金屬的界面産生粘接的化學鍵,從而提高兩者之間的粘接力。這種橡膠-金屬的粘接鍵很穩定和堅固,即使在濕、熱環境下也不易斷裂。

  • 衆所周知,橡膠只有經過硫化才能使生膠的線形高分子結構變爲熟膠的體形高分子結構,硫化後的橡膠才具有良好的性能,才具有商業使用價值。而橡膠最常見的硫化方式有兩類——硫磺硫化和過氧化物硫化。

    使用過氧化物硫化的橡膠會形成如圖A所示的碳-碳共價鍵,這種碳-碳共價鍵十分的穩定和堅硬,但缺乏彈性,這也解釋了采用過氧化物硫化的橡膠往往比用硫磺硫化的橡膠的拉伸強度和撕裂強度更低的原因。共價鍵良好的熱穩定性也決定了過氧化物硫化橡膠所具有的良好的熱老化性能。

    相反的,硫磺硫化橡膠的耐熱性往往不好,但多硫交聯鍵在壓力的作用可以移動,可以沿著碳烴鏈進行滑動。這種可移動性賦予硫磺硫化橡膠以優秀的拉伸強度和撕裂強度。

    A.

     1

    B.

     2

     

    UCS系列不飽和羧酸金屬鹽助硫化劑形成的是一種“離子型”交聯,如圖B所示。這種“離子鍵”既具有良好的耐熱性能,同時還能沿著碳烴鏈進行滑動,並能夠複原。

    因此,UCS系列不飽和羧酸金屬鹽助硫化劑兼具過氧化物和硫磺這兩種硫化劑的優點,在賦予橡膠制品以高拉伸強度和高撕裂強度的同時能顯著提高制品的的熱老化性能。

  • UCS系列不飽和羧酸金屬鹽助交聯劑特別適合于那些要求有良好的耐熱氣、耐油、耐臭氧、承載能力、動態穩定性、耐磨性能和線繩粘合強度的過氧化物硫化的橡膠制品,如膠輥、同步帶、V型帶、密封件、電纜護套、汽車密封膠、皮帶、膠管、發動機支架和其它一些引擎蓋下的橡膠件。 

    與交聯劑TAIC(三烯丙基異三聚氰酸酯)和交聯劑TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)相比,添加使用UCS助交聯劑的制品的扯斷伸長率會更高。在氫化丁腈橡膠HNBR制品中,制品的韌性、撕裂強度、耐磨性、抗崩花掉塊、耐久性和發泡體強度等性能更加優越。

    過氧化物硫化的HNBR中添加使用了UCS助交聯劑,與硫黃硫化的HNBR相比,制品顯示出超群的熱老化性能。它們初期的模量都是一樣的,但添加使用UCS助交聯劑的過氧化物硫化配方的熱老化後的性能變化不大、在可控範圍內,與硫黃硫化配方熱老化後的巨大變化形成強烈的對比。

    EPDM配方中,与交联剂TAIC(三烯丙基异三聚氰酸酯)和交联剂TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)相比,UCS助交联剂都能赋予三元乙丙橡胶EPDM(70小时,100℃)更高的硬度和模量。对于一个既定的硬度(如邵A 60),使用TAIC的伸長率最小,而使用UCS助交联剂的伸長率最大,相差近1倍。对于一个既定的模量(如150 psi),使用TAIC的伸長率最小,而使用UCS助交联剂的伸長率最大,相差也近1倍。同时,UCS助交联剂能够明显地提高制品的永久壓縮變形,光用过氧化物硫化永久壓縮變形为29%,而配合使用UCS助交联剂后制品的永久壓縮變形降低到13%,仅有空白试验的一半不到;而老化前的EPDM,在相同的添加量下,使用UCS助交联剂的制品的拉伸強度最大,而使用TMPTMA的拉伸強度则最小。在撕裂強度方面,UCS助交联剂的功效也都优于TMPTMA和TAIC。

    與TMPTMA相比,添加了UCS助交聯劑的丁腈橡膠在熱老化(70小時,100℃)後具有更高的模量、拉伸強度、撕裂強度和硬度。它們的其它優點還包括:

    1、至少可降低20%的永久壓縮變形;

    2、優秀的耐油性能,UCS助交聯劑的試樣在24℃下經過283小時的油泡,重量沒有增加;

    3、添加了20份UCS助交聯劑的試樣在150℃高溫下拉伸強度雖略有下降,但仍堪稱優良,而伸長率則沒有降低。

    UCS助交聯劑硫化的矽橡膠可獲得良好的熱老化性能(70小時,300℃)。使用常規的脫模劑,20份以下的用量不會導致粘輥。

    在相同的交联密度下,与TAIC相比,UCS助交联剂可赋予老化后的制品以更高的伸長率。在衡定200 psi模量的条件下,使用TAIC的伸長率是380%,而使用UCS助交联剂的则达到470%。

    UCS助交聯劑能提高多種橡膠和多種金屬(包括鋼、不鏽鋼、銅和鋅等)之間的粘接力。它的用量可以根據不同的性能要求而能在較大的範圍內進行調整,對于大多數的金屬粘接,一般1到5份的添加量就可以明顯提高粘接力和改善包括模量、硬度在內的一系列物性。

    但在一些強堿和鹽霧環境下,不推薦使用UCS助交聯劑。相對而言,UCS-ZDMA的粘接穩定性更好一些。

  • UCS系列不飽和羧酸金屬鹽助硫化劑是可自由流動的粉體,與絕大多數的橡膠相容性良好,易于分散和混合。爲確保能獲得最佳的分散效果,並減少粘輥,我們推薦下述的加料順序(采用雙輥開煉機或密煉機均可):

    1、加入膠料並煉膠約30秒,不需要完全包輥就可以加入配方中的其它助劑和材料,煉膠剛開始時膠體的高粘度可以幫助助劑的分散。

    2、加入UCS助硫化劑,混煉時間以膠體剛好“吃完”助硫化劑爲宜。這有助于減少粘輥和與其它助劑的不良反應。

    3、加入填料和其它加工助劑。

    4、加入過氧化物硫化劑。

    5、混煉橡膠至適當程度,采用正常的混煉時間和溫度即可。

    UCS助硫化劑的添加量根據配方的不同、性能的要求而有所差異,爲膠料的2~20份,一般10份以內較爲常用,最佳用量由實驗確定。

     

  • UCS系列不飽和羧酸金屬鹽主要是丙烯酸或甲基丙烯酸的金屬鹽(鋅鹽或鎂鹽等),主要用作過氧化物硫化橡膠的助交聯劑。它們在能賦予橡膠制品以高拉伸強度和高撕裂強度同時,還能明顯提高制品的熱老化性能。

    由于甲基的空間位阻效應,甲基丙烯酸鹽的親水性以及柔韌性要比丙烯酸鹽的要稍差,它們對制品性能的影響稍有差別,具體如下:

      USC-ZDA USC-ZDMA
    拉伸強度  
    撕裂強度  
    壓縮變形  
    伸長率  
    對金屬的粘接力  
    耐堿性  

    有一些配方中可能會無法使用鋅鹽,如鋅化合物在CPE中是禁用的,因爲它會催化CPE的分解,這時候就需要用甲基丙烯酸鎂UCS-MDMA來替代鋅鹽。

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