2-巯基苯并噻唑对天然胶的改性研究

黄君伟 裴 文

（浙江工业大学化学工程与材料学院，杭州 310014）

2-巯基苯并噻唑对天然胶的改性研究

黄君伟 裴 文*

（浙江工业大学化学工程与材料学院，杭州 310014）

考察了2-巯基苯并噻唑（促进剂M）在天然橡胶中的硫化性能及对物性和胶料加工性的影响。促进剂M试样的性能已达到工业标准样品的水准。在天然橡胶胶料中，与2,2′-二硫代苯并噻唑（促进剂DM）相比，促进剂M具有增塑性略高、焦烧速度与硫化速度较快、硫化活化能较低、硫化胶引张强度等性能略低而耐热老化性较好的特点。

2-巯基苯并噻唑；2,2′-二硫代苯并噻唑;促进剂；硫化性能；物性；加工性

2-巯基苯并噻唑（又称为促进剂M）为通用型橡胶促进剂，是一种半超酸性促进剂，其硫化临界温度低（125℃），可以广泛用于各种橡胶，具有宽广的硫化范围，硫化促进性和平坦性好，可单独使用，亦可并用。促进剂M还是其他噻唑类和次磺酰胺类后效性促进剂的母体原料[1-4]。

本研究进行了促进剂M以及2,2′-二硫代苯并噻唑（促进剂DM）的配方应用实验，考察了它们在天然胶中的硫化性能及对物性和胶料加工性的影响。

1 实验部分

1.1 原材料和仪器设备

原材料：天然胶，云南产品；促进剂M，实验室合成样品和工业标准品；促进剂DM（标准品），硬脂酸，氧化锌，硫磺，工业品。

仪器设备：开炼机，平板加硫机，烘箱，门尼粘度计，硫变仪，引张试验机，回弹性试验机。

1.2 试验配方

试验配方按质量比计为：天然胶，100；氧化锌，6；硬脂酸，0.5；促进剂，0.7；不溶性硫磺，3；合计110.2。

1.3 试样制备与性能测试

将天然胶和除促进剂以外的其他各种配合剂按常规混炼工艺在开炼机上一起混炼制成均匀的混炼胶，停放3 h后，再分别加入不同的促进剂进行混炼，混匀后下片。

物性的测定：试样用硫变仪分别在135、145、155、165℃下进行测定。其他各项性能按国家标准（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）进行测试[5-11]。

2 结果与讨论

2.1 增塑性

促进剂M与DM对胶料塑性的影响见表1。

表1 对胶料塑性的影响Tab 1 Influence on plasticity of rubber

如表1可知，促进剂M试样的增塑效果高于标准样。促进剂M与DM对天然胶都有一定程度的增塑作用，可以提高胶料的加工性。在较低温度下促进剂M的增塑效果略高于DM，但随着温度的升高，促进剂DM的增塑效果超过M，即在较高温度时，DM胶料的加工性稍优于M胶料。

2.2 焦烧特性与硫化特性

硫变仪物性与门尼焦烧分别见表2和表3。

由表2和表3可见，M胶料试样与标准样具有基本一样的焦烧特性与硫化速度，M胶料的焦烧速度和硫化速度明显快于DM胶料。阿累尼乌斯方程在一定温度范围内能准确反映出硫化速度与温度之间的关系。一般地说，活化能大者硫化反应速度慢，但当温度升高时，其硫化反应速度的增加速度比活化能小者快。根据表2不同硫化温度硫变仪计算而得的活化能可知，促进剂M的硫化活化能比DM小，说明M胶料在较低温度下的硫化速度虽然快于DM胶料，但随着温度的升高，DM胶料的硫化速度加快程度要明显高于M胶料。

表2 硫变仪物性结果Tab 2 Test results of rheometer

表3 门尼焦烧时间（120℃）测试结果Tab 3 Test results of mooney scorch

2.3 硫化胶物理机械性能

硫化胶物理机械性能见表4。

由表4可见，M胶料试样与标准样基本相同。M胶料的定伸应力、引张强度、抗撕裂性、弹性等略低于DM胶料，而耐热老化性能则较优于DM胶料，其他物性相近。

3 结论

考察了促进剂M在天然胶中的硫化性能及对物性和胶料加工性的影响。促进剂M试样的性能已达到工业标准样品的水准。在天然胶胶料中，与促进剂DM相比，促进剂M具有增塑性略高、焦烧速度与硫化速度较快、硫化活化能较低、硫化胶引张强度等性能略低而耐热老化性较好的特点。

表4 硫化胶物理机械性能Tab 4 Physical and mechanical properties of cured rubber

[1]《化工产品总集》编委会.化工产品总集[M].上海：上海科学技术出版社,1997：1296.

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[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]周学良,张林栋,朱领地.橡胶助剂[M].北京：化学工业出版社,2002：327-328.

[5]GB/T 1233—2008未硫化橡胶初期硫化特性的测定用圆盘剪切粘度计进行测定[S].

[6]GB/T 531.1—2008硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分：邵氏硬度计法（邵尔硬度）[S].

[7]GB 527—83硫化橡胶物理试验方法的一般要求[S].

[8]GB 528—82硫化橡胶拉伸性能的测定[S].

[9]GB/T 529—2008硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定（裤形、直角形和新月形试样）[S].

[10]GB/T 1681—1991硫化橡胶回弹性的测定[S].

[11]GB 3512—83橡胶热空气老化试验方法[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

*通讯联系人。E-mail：Pei_wen58@hotmail.com

2010-09-10