(1)過氧化物用量的確定用過氧化物硫化橡膠,其用量大小取決于橡膠本身的交聯(lián)效率(即1moli過氧化物能使橡膠產(chǎn)生交聯(lián)鍵的物質(zhì)的量)、過氧化物的純度以及過氧化物的有效官能基數(shù)。各種橡膠的交聯(lián)效率則因與過氧化物反應(yīng)時的活性以及橡膠自由基的斷裂程度的不同而異。表3-24列出了用DCP交聯(lián)時,各種橡膠的交聯(lián)效率及DCP的用量。在配方中,每100份橡膠使用過氧化物的份數(shù)可按下式進(jìn)行計算過氧化物用量(理論用量)過氧化物物質(zhì)的量×過氧化物摩爾質(zhì)量有效官能基數(shù)過氧化物純度膠生產(chǎn)中,考慮到過氧化物在參與交聯(lián)的同時,會消耗一些于副反應(yīng)中,因此過氧化物的用量應(yīng)稍多于理論計算值。

(2)配合劑對過氧化物硫化的影響

在過氧化物硫化體系中,氧化鋅不起活化硫化過程的作用,但可提高硫化膠的機械強度和耐熱老化性能,一般用量為5份左右;在制作透明制品時,則不加氧化鋅。脂肪酸可引起不含羧酸基團的有機過氧化物(如AD、DCP、BIBP等)發(fā)生離子型分解而被消耗,降低交聯(lián)效率;為使氧化鋅均勻分散,可使用少量硬脂酸,其用量一般為氧化鋅的1/10左右。酸性填料,如槽法炭黑、白炭黑、硬質(zhì)陶土等,都可使DCP分解失效,從而影響硫化,若使用時,需同時加入少量堿性物質(zhì),如氧化鎂、三乙醇胺、二苯胍等,用量為0.5~1份。使用防老劑可提高防老化作用,但防老劑對過氧化物的硫化活性有阻化作用,其中胺類阻化最大,酚類次之。因此,防老劑用量一般不超過0.5份,如再増多,應(yīng)增加過氧化物的用量。軟化劑,尤其不飽和的或酸性的軟化劑會降低過氧化物的硫化活性,故應(yīng)注意選擇使用。現(xiàn)在沒有一種類似硫黃硫化體系的促進(jìn)劑可用于提高過氧化物的交聯(lián)效率,但可使用硫黃、肟類或含雙鍵的官能團單體作為飽和或低不飽和橡膠的助交聯(lián)劑,其用量與過氧化物中的過氧基等物質(zhì)的量為宜,一般為1~5份。目前,尚無有效的防焦劑。氫醌或秋蘭姆類化合物對過氧化物硫化有一定的抑制作用。

(3)加工溫度、硫化溫度和硫化時間的確定

當(dāng)選用過氧化物硫化體系時,為確保加工操作的穩(wěn)定性,一般將過氧化物半衰期為10h對應(yīng)的溫度定為加工溫度上限,如BPO的加工溫度上限為72C,DCP的為117C,AD的為118C為使過氧化物在不太長的硫化時間內(nèi)能有效分解,通常把過氧化物半衰期為1min時的對應(yīng)溫度(或+150C)定為硫化溫度。在確定的硫化溫度下,硫化時間一般取半衰期時間的5~10倍。此時,過氧化物幾乎全部分解并消耗于硫化反應(yīng)中。幾種常用過氧化物的半衰期和溫度的關(guān)系如圖3-26所示

(4)關(guān)于兩段硫化

在過氧化物硫化時,只有部分過氧化物參與橡膠分子的交聯(lián),而相當(dāng)一部分過氧化物消耗于副反應(yīng)中,并同時產(chǎn)生一些低分子物質(zhì)。所以,工藝上常采用兩段硫化的方法:一段硫化(一般)采用模型硫化方法,以防止大氣中氧氣促使橡膠自由基裂解而導(dǎo)致制品發(fā)黏段硫化則是對制品進(jìn)行高溫(150~200C)長時間后處理,以除去制品中殘存的過氧化物和低分子物質(zhì),使硫化膠結(jié)構(gòu)得以穩(wěn)定,從而改善制品的力學(xué)性能。