轮 胎胶料 的过氧 化物硫 化
,
著
译…
丁
6
虽然过氧化物作为橡胶的硫化剂已 使用
了很多年 , 但迄今为止仍未在轮胎工业 中获 得普遍 的应用.尽管 目前 已有 了大 量比 5 0 年前敏摩 性 较高的过氧化物危害小得多的工 业化产品. 人们仍拒绝在轮胎中使 用过氧 但 化物. 其主要原 因可能是出于对 加工安全性 方面的考虑, 考虑 的其它因素关系到过 氧化 物的游离基硫 化 反应 机理 以及其 交联键结 构.过氧化物硫化胶料的焦烧时间比硫黄硫 化胶料要短一些. 而且其耐磨以及抗 割 口增 长性能也较差.
因 损失一个氢原子而显著变化, 这就意味者
聚合物浓度并不是交联反应动力学的影响因
素.因而最终胶 料的交联 密度, 即硫化程度
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只与胶料中过氧化物的初始浓度成正 比. 交联速率是过氧化物分子发生均裂所需 能量 的函数.均裂反应是决定反应速度的步 骤.反应中的能量输入与胶料在特定硫化温 度下的时间直接相关 .过氧化物分子在某一 温度 下的均裂速率常 表示 为半衰期, 即从任 时刻开始, 现存过氧化物有一半发生分解 所需的时间.
一
本文首先评述胶料的过氧化物交联, 然
后介绍几个用过氧化物硫化的典型轮胎用胶 料 配方 .
过氧化物交联时其半衰期的基本公式为 过氧化物分解分数 :1 12 一(/ ) 式中 为加热过程 中经历的半衰期数 .
经过简单 的计算, 可显示出( 见图 1, )经
1 过氧化物硫化机理
过 氧化物硫化由 3 步简单反应组成
R oOR ——吧 RO· RO · P—H — +
2 一 P·
过5 个半衰期后. 有大约 9 %的过氧化物分 7 解了; 而要达到 9 %以上的过 氧化物分解, 9 起码要经过 7 个半衰期 .
P- R0H +
p— P
鼍 ' 隶
第1 步为过氧化物分子均裂, 产生两个
烷氧 自由基 ; 2步为烷 氧 自由基从聚合物 第 链上夺取一个 氢原子 ; 3 为相邻聚合物 第 步 链上的两个 自由基偶合, 从而形成碳, 碳交联
键.
● ■
错
尽管总的交联 反应是双分子的 ( 过氧化 物分子和聚合物分子链 )但是该反应仍属于 . 动力学一级 反应, 即反应程度 只取决于过氧 化 物的浓度.
圉 1 过曩
硫化温度和半衰期对过氧化物硫化速率
的影响见图 2 .
每个聚合物分子上都有大量可被夺取的
氢原子, 夺走一个氢原子形成 自由基, 不会明 显改变可被夺取 的氢 原子 的浓度, 因此用 可 被夺取的氢原子表征的聚合物分子浓度不会
从图 2可以看出两种不同过氧化物 ( 称
为 D和 v) 在不 同温度下 的硫化速率.实验
中, 过调 整 用 量使 它 们的过氧 基 团保持 通 在相当的水平. 由于过氧化物D 的半衰期 比过
第l 0期

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