硬脂酸盐对氯化聚乙烯橡胶性能的影响

白聪艳

（西北民族大学，甘肃兰州 730124）

氯化聚乙烯橡胶是通过高密度的乙烯进行结合而成的一种橡胶材料，其中还有无硅铝化层的成分，也可以看作是乙烯和氯乙烯的混合物，经过化学反应所产生的二元共聚物。其具有极强的耐臭氧性，耐腐蚀性，稳定性，化学药品稳定性，耐油性，不易燃易爆性等等。其中能够耗损的机器耐磨性也是十分有效的，其中需要单独配合的化学药物，要有其他途径，比如说一些电线和特定的模型制品，工艺作品都有了一定的磁性，橡胶在非硫化制品当中有一定的体现。单独配合所需要的化学药品，也是有一定的高要求，高标准在纯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胶用品或者说通用的橡胶一起使用，可得到的性能更高。

王峰等人提出，氯化聚乙烯当中的橡胶其中含有的氯气质量分数要比其他的元素更高，并且在分子结构方面具有一定的饱和度，那么也就说明了它有较好的耐腐蚀性、耐氧化性，对于自然气候有一定的抵抗能力。与此同时，也有人提出变化，聚乙烯橡胶在高温的情况下会出现硫化现象，就会分解出氯化氢等物质，降低了橡胶的硫化程度和功能，因此需要做出更加科学合理的配方设计，那么就会添加相应的硬脂酸盐类的金属物质来加以稳定反应，这样才可以更有效的吸收分解出来的氯化氢。常用的硬脂酸盐主要有硬脂酸钙，硬质酸锌，硬脂酸镁等等。但是值得注意的是硬脂酸锌含有铅物质，就会产生相应的毒性，所以有一定的危险性，对于实验过程的安全造成危险，故不在讨论范围之内。之前也有做过硬脂酸盐对于氯化聚乙烯橡胶进行降解的实验报告，但是硬脂酸盐对于氯化聚乙烯橡胶性能的影响，这类研究比较少。

但是，又有其他的研究学者研究表明，氯化聚乙烯橡胶在氯质量分数方面对于油化胶性能的影响更大。通过柳莹等人的研究可以发现，当氯质量这样的分数在0.3～0.4之间，尤其是在0.35这时候硫化胶具有较低的定伸能力，还有一定的拉伸效率，也能够表现较好的弹性作用。除此之外，张军等人的研究也表现了，由于氯化聚乙烯橡胶中含有的大分子结构，并没有双键作用，具有较高的饱和度，所以并不能适应于硫黄硫化体系。就目前的情况而言，我国在硫化体系方面，有一部分的过氧化硫以及氧硫化体系等，然而部分的硫化体系所生成的速度又比较慢，容易造成一定毒性的气体。这就会严重影响到我国工艺制成品的加工和密封过程，才能够进一步保证物品的安全性和可靠性，这就需要较高的硫化温度，避免与氧气进行接触发生化学反应。这些只是基础的条件，我们还需要对硫化胶方面有一定的了解，采用拉伸性能更好的材料，新开发的噻二唑硫化体系胶料解决了过氧化物硫化体系胶料撕裂强度低和需避免接触氧气的问题，其他性能与过氧化物硫化体系胶料相当，且硫化速度快，硫化方式不受限制[4]。

1 实验

1.1 主要原材料

氯化剂乙烯橡胶是杭州的一家科技化工有限公司所生产出来的，他及时结合了美国某个知名化工有限公司的产品，与碳酸钙进行结合除此之外还有硬脂酸，甘油树脂硬脂酸锌等等这些特殊的元素，再加上江西的化工有限公司，资金投入以及产品技术帮助，交联剂PT75和促进剂903，上海嵘井贸易有限公司提供。

1.2 配方

氯化聚乙烯橡胶100，炭黑N55050，碳酸钙50，硬脂酸盐（变品种）5，增塑剂25，防老剂5，交联剂PT753，促进剂9032。其中1#配方不添加硬脂酸盐，2#—5#配方分别添加硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸钡。

1.3 主要设备和仪器

有了原材料和配方的帮助，还需要配套相关的基础设施和仪器，利用广东十堰有限公司的大型型密炼机，除此之外，还需要部分上海有限公司的大型平板硫化机，湖州东方机械有限公司产品；M-3000FA型无转子硫化仪、AI-3000型电子拉力机、GT-7017-EL型橡胶老化实验箱，这些电子设备和仪器能够有效地帮助材料提炼和配合，让实验在此过程当中更加科学规范。

1.4 试样制备

橡胶材料一共分两段进行有效连接，一段是混合在大型的设备当中进行转换，需要用到硬脂盐酸工艺和它的抗腐蚀性，我们还需要使用碳酸钙和部分硬脂酸钙，硬脂酸锌等等来增强最终的效果。混炼工艺为：一段混炼胶→硫化剂→左右割刀3次→打三角包8次→下片，停放24h，且二段混炼一般在专业的开炼机中进行。橡胶在平板的机器当中进行操作，所需要到的气温条件也是非常规范的。硫化结束后，为了保持其塑性，一般将试样在室温下停放24h。

1.5 性能测试

（1）硫化特性。按照GB/T 16584—1996规格进行测试，温度保持为170℃。

（2）耐热空气老化性能。热空气老化条件为100℃×70h。老化后拉伸性能按照GB/T 3512—2014进行测试。

（3）物理性能。拉伸性能按照GB/T 528—2009规格进行测试，拉伸试样为Ⅰ型。所产生的物理性能，更多的是在机器应用方面的展现，让更加有规格和大型机器有了更好的展现机会。物理实验当中，最重要的就是遵循物理原理，让该产品在物理方面有更强的进步。

2 实验结果与讨论

2.1 硬脂酸盐不同添加量对聚硫橡胶预聚体硫化胶硬度的影响

我国对于硬脂酸盐的添加量在不断增多，聚硫橡胶之间的硫化胶的硬度也需要下降。这就是大量的硬脂酸盐作为橡胶的软化剂，但是这也让其硬度有所下降。当硬度控制在50～60范围之间，将会采用一定模型来压制结束之后的试片，零件表面会出现光滑无凸起并且无气孔的情况。随着硬脂酸盐加入量的不同，橡胶之间的硬度会有所变化。由密封橡胶边缘情况来看，出现了大量的气泡以及表面不光滑这样不成形的成品。实验研究所表明的主要目的是当压制过程当中也会受到温度的影响，这对于工艺品的情况来说，性能是较差的。因此如果我们还需要提高试片和零件成型的工艺，就必须要将他们的温度保持在150℃以上。

2.2 硬脂酸盐不同添加量对聚硫橡胶预聚体硫化胶撕裂强度的影响

随着硬脂酸盐加入量的不同，聚硫橡胶预聚体硫，硬脂酸盐的添加量在质量分数为1.5%之前，其添加量越大，聚硫橡胶预聚体硫化胶的撕裂强度就越强，呈上升趋势。在其质量分数超过1.5%之后，其添加量越大，聚硫橡胶预聚体硫化胶的撕裂强度反而越弱，呈下降趋势，尤其添加量超过了2%之后，继续增加硬脂酸盐的添加量，撕裂强度大幅下降。由此可见，维持适量硬脂酸盐的添加量，特别是保持其质量分数在1.5%左右，对提高聚硫橡胶预聚体硫化胶的撕裂强度具有加强作用。

2.3 硬脂酸盐不同添加量对聚硫橡胶预聚体硫化胶拉伸强度的影响

随着硬脂酸盐加入量的不同，聚硫橡胶预聚体硫化胶拉伸强度变化。当硬脂酸盐的添加量小于1.5%时，聚硫橡胶预聚体硫化胶的拉伸强度有较显著的提高，超过1.5%时，拉伸强度大幅下降。由此可见，适当减少硬脂酸盐的加入可以提高聚硫橡胶预聚体硫化胶的拉伸强度。

2.4 分析讨论

随着在此过程当中的添加物不断地增多，当氢子数量不断增多，那么氢键数量也有所提高，在这样的过程当中，硬质盐酸分子之间会形成饱和现象，多余的硬脂酸盐分子在这样的实验过程形成了阻碍。除此之外，随着其他化学物质的不断增多，这样的效果会增强，对于硬脂酸盐过程当中的作用和效果也会有所增强，当它们形成了一定的阻隔之后，会让自己的内部结构有更加充分的保障，严重地阻碍了其他物质的混入，就比如说聚酸硫交网状的结构形成相对于网络状的状态有更加强的突破性，削弱了这样的强度在宏观方面出现了一定的拉伸撕裂的现象。

2.5 压缩永久变形

对于压制过程当中，手残留下来的化学药剂具有一定的强腐蚀性和硫化性，因此在压缩过程当中进行测试的时候，会再一次发生硫化作用。变了形之后的橡胶分子会受到新的束缚和压力，使得分子链断开，并且在恢复过程当中受到阻碍，将会进一步增大压缩变形。—5#配方硫化胶的压缩永久变形分别为34%，30%，78%，35%和34%，从这个配比的情况来看，添加硬脂酸钙的效果会远远大于压缩的变形情况。这就需要我们在硬脂酸钙方面增大硫化程度，减少对于残留的硫化剂影响。使得在药剂方面的弹性得到充分的改良，并且能够进一步提高药剂的恢复效果，进而提高硫化胶的压缩能力。

3 结论

1）硬脂酸钙具有良好的将两种物质进行交联密切融合的作用，能够进一步提高硫化速度，使得最后的工艺成品有更加良好的质量和工艺效果，进而提高硫化胶的综合性能，可以作为氯化聚乙烯橡胶的活性促进剂。

2）适量提高压制温度并保持在150℃以上，可以提高其试片和零件的成型性和工艺性。

3）硬脂酸锌会加快氯化聚乙烯橡胶中氯化氢的脱出，大幅降低胶料的交联密度，从而明显降低硫化胶性能。

4）硬脂酸镁和硬脂酸钡对胶料的硫化程度和氯化聚乙烯橡胶的性能影响不大。

4 结语

各个学者经过对氯化聚乙烯橡胶性能的研究，从硬脂酸盐、热熔性、残留的硫化剂等方面的原因进行分析，此次实验以此为理论基础，控制各个方面因素的变量，对其性能进行实验研究，最后实验研究结果表明，由于混炼胶制备工艺复杂，所需尺寸的飞机结构连接件头部用密封帽，故采用固体聚硫橡胶难于制成。但是我们也知道对于液体的氯化聚乙烯来说，它的活性程度远远小于固体。但是液体状态下的氯化钡与稀也有一定的特殊性，可以采用液体的聚硫橡胶将活性进行聚合，形成预聚体。这样也进一步保证了预聚体有优良的力学性能和化学工艺。对硬脂酸盐功能和运动方面可以有更多的选择，作为氯化聚乙橡胶有充分的活性配比度。这样对于制作成功的试片和零件都有一定的改善作用，能够提高工艺品的质量，在一定程度上加强了工艺技术的分散、软化和适度的互补作用。获得了符合国家标准和要求的橡胶混炼胶料预聚体，实验中还发现硬脂酸盐类别和用量对预聚体的成型、制品的力学性能等有明显影响。