橡膠助劑在組成橡膠的配方中具有重要的作用，是影響橡膠制品功能的首要要素。介紹幾類橡膠助劑在組成橡膠中的運(yùn)用狀況 ：
一、 硫化系統(tǒng)助劑
硫化系統(tǒng)助劑首要由硫化劑、促進(jìn)劑和活性劑組成，其用量占生膠用量的10%左右。依據(jù)組成橡膠的飽滿度，可選用硫黃、金屬氧化物、過(guò)氧化物和胺類化合物等多種硫化系統(tǒng)。
1.1 硫化劑
依據(jù)膠種和橡膠制品功能要求的不同，可選用硫黃、過(guò)氧化物、醌肟、樹脂、金屬氧化物等不同的硫化系統(tǒng)。其間，硫黃硫化系統(tǒng)又分為一般硫化系統(tǒng)、有用硫化系統(tǒng)和半有用硫化系統(tǒng)等。
硫黃硫化系統(tǒng)在通用組成橡膠和半通用組成橡膠中運(yùn)用較多，金屬氧化物硫化系統(tǒng)首要用于氯丁橡膠(CR)，醌肟和樹脂硫化系統(tǒng)首要用于丁基橡膠(IIR)，過(guò)氧化物和樹脂硫化系統(tǒng)首要用于乙丙橡膠(EPR)、天然橡膠(NR)和丁苯橡膠(SBR)。特種橡膠[如聚硫橡膠(LP)、氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)、氯化聚乙烯橡膠(CM)、氟橡膠( F K M ) 、硅橡膠( M V Q ) 、氟硅橡膠(FVMQ)等]根本都?xì)w于飽滿橡膠，不含雙鍵，硫黃對(duì)其不起交聯(lián)作用，所以需求選用非硫黃硫化系統(tǒng)，如金屬氧化物、過(guò)氧化物、有機(jī)胺鹽硫化系統(tǒng)等。近年來(lái)丙烯酸酯橡膠(ACM)已根本選用硫黃硫化系統(tǒng)。
(1)硫黃。一般粉末硫黃是橡膠工業(yè)最常用的硫化劑。跟著子午線輪胎和彩色橡膠制品的開展，不噴霜、不影響粘合功能和產(chǎn)品外觀的不溶性硫黃(IS)運(yùn)用廣泛。IS大部分用于NR輪胎膠猜中，具有前進(jìn)膠料-骨架資料粘合功能、防止噴霜、延伸膠料寄存時(shí)刻的作用，IS在順丁橡膠(BR)輪胎膠猜中也有少數(shù)運(yùn)用。
(2 ) 過(guò)氧化物[ 2 ]。除I I R 和鹵化丁基橡膠(XIIR)之外，其他橡膠尤其是MVQ、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)、氫化丁腈橡膠(HNBR)、CM、CR和熱塑性彈性體等簡(jiǎn)直都能夠用過(guò)氧化物硫化。過(guò)氧化物硫化膠料的交聯(lián)鍵是C—C鍵，其鍵能比硫黃硫化膠料的單硫鍵、雙硫鍵和多硫鍵鍵能大，因而過(guò)氧化物硫化膠料的耐熱氧老化功能優(yōu)異、緊縮永久變形小、不易噴霜、無(wú)硫化返原現(xiàn)象，但其拉伸功能、應(yīng)變功能和耐疲憊功能較差。
(3)樹脂。為前進(jìn)膠料的耐熱功能和耐老化功能，許多膠種(IIR，NR，SBR和NBR等)已廣泛運(yùn)用樹脂(如烷基酚醛樹脂等)作為交聯(lián)劑。樹脂硫化的IIR膠料耐熱功能好，緊縮永久變形小，已成為制造硫化膠囊最首要的膠料。樹脂作為IIR的硫化劑，硫化速度慢，且硫化溫度高。酚醛樹脂硫化系統(tǒng)也常用于EPDM/PP等橡塑共混資料的制備。
(4)金屬氧化物。CR，CM和XIIR等含鹵素或含羧基的橡膠需選用金屬氧化物作為硫化劑。常見(jiàn)的金屬氧化物為氧化鋅和氧化鎂，以活性氧化鋅和輕質(zhì)氧化鎂為最佳。
(5)硫黃給予體。硫黃給予體是在橡膠硫化進(jìn)程中能分解出硫黃的硫化劑。其膠料的特色是耐熱功能比硫黃膠料好，一起耐緊縮變形功能優(yōu)異，且抗焦燒功能好，不易噴霜。但因大多硫黃給予體有毒性而被列入約束運(yùn)用的隊(duì)伍，如含嗎啉基的硫化劑DTDM和TMTD。
(6)胺類化合物。FKM和ACM常運(yùn)用胺類化合物作為硫化劑，首要有亞甲基胺類、苯胺類化合物等。
二、促進(jìn)劑
促進(jìn)劑首要包含噻唑類、次磺酰胺類、秋蘭姆類、胍類和二硫化氨基甲酸鹽類。跟著環(huán)保意識(shí)的不斷深化和前進(jìn)，多種促進(jìn)劑由于有毒、污染性，已成為約束運(yùn)用的目標(biāo)。
次磺酰胺類促進(jìn)劑的代替種類首要為促進(jìn)劑TBBS(NS)，TBSI，CBBS和CBS(CZ)等;秋蘭姆類促進(jìn)劑的代替種類首要為促進(jìn)劑TBzTD等;二硫代氨基甲酸鹽類促進(jìn)劑的代替種類首要為促進(jìn)劑ZBEC(DBZ)等;促進(jìn)劑DTDM及OTOS的代替種類首要為Duralink HTS和Perkalink-900等。
現(xiàn)在我國(guó)常用的促進(jìn)劑種類為促進(jìn)劑CBS和TBBS，二者用量占我國(guó)促進(jìn)劑總用量的36%以上;促進(jìn)劑MBT，MBTS(DM)，CBS和TBBS這4種促進(jìn)劑的用量占我國(guó)促進(jìn)劑總用量的70%以上。
促進(jìn)劑TBzTD焦燒時(shí)刻長(zhǎng)，加工安全性好，可代替促進(jìn)劑TMTD和TETD等秋蘭姆類促進(jìn)劑。促進(jìn)劑TBSI在膠猜中具有延伸焦燒時(shí)刻和減慢硫化速度的特色，能夠顯著前進(jìn)NR的抗硫化返原功能。促進(jìn)劑ZBEC能夠作為NR、SBR、EPDM、天然膠乳和組成膠乳的主促進(jìn)劑或助促進(jìn)劑，具有很好的耐焦燒功能。二苯胍類促進(jìn)劑DPG(D)首要用作天然橡膠和組成橡膠的促進(jìn)劑，在高白炭黑填充的膠猜中添加促進(jìn)劑DPG，能夠顯著下降混煉膠的門尼粘度，還能夠前進(jìn)硫化速度。
三、活性劑
活性劑是前進(jìn)促進(jìn)劑活性，促進(jìn)硫化反響的硫化系統(tǒng)助劑，故又稱為促進(jìn)助劑或硫化促進(jìn)活性劑?；钚詣┒嘤山饘傺趸锱c脂肪酸組成，最典型的為間接法氧化鋅(3~5份)與硬脂酸(1~2份)組合。橡膠制品在生產(chǎn)、運(yùn)用和收回等環(huán)節(jié)中過(guò)量釋放氧化鋅，可能會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康，尤其是對(duì)鋅較為靈敏的水生動(dòng)植物構(gòu)成不良影響?，F(xiàn)在大力開展低鋅或許無(wú)鋅硫化活性劑(如有機(jī)鋅、氧化鋅復(fù)配母粒、氧化鈣和氧化鎂等)部分代替氧化鋅。研討標(biāo)明，有機(jī)鋅與核殼結(jié)構(gòu)氧化鋅都能起硫化活性劑作用，但其膠料的抗硫化返原功能與物理功能都不及間接法氧化鋅膠料。
2· 防護(hù)系統(tǒng)助劑
膠料在運(yùn)用進(jìn)程中簡(jiǎn)單發(fā)生老化，需求參加防護(hù)系統(tǒng)推遲老化，防止功能快速下降。物理防老劑一般為光屏蔽劑或許蠟，化學(xué)防老劑包含胺類、酚類、酯類等化合物。組成橡膠在組成進(jìn)程中要參加少數(shù)抗氧劑，而在后加工進(jìn)程中要參加較許多的防老劑。
2.1 組成橡膠用抗氧劑
組成橡膠在組成進(jìn)程參加的抗氧劑要依據(jù)組成工藝以及產(chǎn)品色彩來(lái)挑選。溶聚橡膠需求挑選易溶于橡膠組成所用溶劑的抗氧劑，乳聚橡膠則要挑選能與橡膠組成所用的乳化劑構(gòu)成安穩(wěn)乳液的抗氧劑，此外依據(jù)產(chǎn)品的色彩挑選污染型或非污染型的抗氧劑。聚丁二烯橡膠(BR)、苯乙烯熱塑性彈性體、異戊橡膠(IR)等溶聚橡膠曾經(jīng)多選用抗氧劑BHT(264)，有時(shí)并用亞磷酸酯類抗氧劑TNP(TNPP)。抗氧劑TNP簡(jiǎn)單水解，因生成的壬基酚影響生物的生殖健康而被制止運(yùn)用?？寡鮿〣HT相對(duì)分子質(zhì)量較小，簡(jiǎn)單蒸發(fā)，國(guó)外研討以為其較多的蒸發(fā)物對(duì)環(huán)境有害，因而現(xiàn)在多選用其他酚類抗氧劑進(jìn)行代替，較為常見(jiàn)的有抗氧劑1076和1520，或并用輔佐抗氧劑以發(fā)生協(xié)同效應(yīng)。淡色乳聚橡膠多選用酚類抗氧劑苯乙烯化苯酚，深色橡膠多選用污染型胺類抗氧劑。組成橡膠抗氧劑正向環(huán)保、大相對(duì)分子質(zhì)量、復(fù)配和多功能方向開展。能夠經(jīng)過(guò)DSC法檢測(cè)生膠的氧化誘導(dǎo)期或許氧化誘導(dǎo)溫度，也能夠經(jīng)過(guò)耐熱氧老化功能來(lái)調(diào)查抗氧劑的功能。淡色橡膠制品還需求調(diào)查耐熱氧老化功能和耐黃變功能。
四、防老劑
2.2.1 物理防老劑
組成橡膠膠料多選用白臘作為耐臭氧和耐天候老化的物理防老劑。橡膠硫化時(shí)溶于其間的白臘冷卻后逐步遷移到橡膠表面，構(gòu)成一層細(xì)密而柔韌的蠟?zāi)?，然后阻隔空氣中的臭氧，起到防護(hù)作用。與一般防護(hù)蠟比較，改性防護(hù)蠟分子結(jié)構(gòu)中具有多種官能團(tuán)(如羧基、羥基等)。改性防護(hù)蠟的防護(hù)才能比一般防護(hù)蠟高1.5~3倍。運(yùn)用改性防護(hù)蠟?zāi)軌驕p小抗臭氧劑用量。
2.2.2 化學(xué)防老劑
在組成橡膠加工進(jìn)程中運(yùn)用的防老劑首要是胺類和喹啉類防老劑。常見(jiàn)種類是防老劑4020，4010NA和RD。這3種防老劑用量占現(xiàn)在我國(guó)防老劑用量的80%以上。
萘胺類防老劑有許多，如苯基-α -萘胺(防老劑A)、1-苯基-β -萘胺(防老劑D)。但由于其存在毒性和致癌性問(wèn)題，各國(guó)從20世紀(jì)70年代開始大幅緊縮其產(chǎn)值直到現(xiàn)在禁用。
我國(guó)防老劑RD已經(jīng)成為子午線輪胎膠料的首要防老劑之一，產(chǎn)品中的有用成分為2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉的二、三、四聚體，特別是二聚體防老化功能極好，因而應(yīng)盡量前進(jìn)二聚體的含量。防老劑RD耐熱氧老化功能杰出，對(duì)銅等金屬離子有較強(qiáng)的抑制作用，但耐臭氧和耐屈撓功能較差，需與防老劑AW或?qū)Ρ蕉奉惙览蟿?防老劑4020)等合作運(yùn)用。防老劑AW能夠防止橡膠制品由臭氧引起的龜裂，特別適用于動(dòng)態(tài)條件下運(yùn)用的橡膠制品膠料，與防老劑H，D和4010等合作運(yùn)用，可增強(qiáng)其效能。
對(duì)苯二胺類防老劑依據(jù)對(duì)苯二胺所連基團(tuán)分為二烷基對(duì)苯二胺類、二芳基對(duì)苯二胺類和烷基芳基對(duì)苯二胺類。二烷基對(duì)苯二胺類防老劑首要種類有防老劑4030和288等。防老劑4030易渙散，在橡膠中溶解度較大，用量大時(shí)無(wú)噴霜問(wèn)題，對(duì)混煉膠有加速硫化和縮短焦燒時(shí)刻的作用;對(duì)靜態(tài)臭氧老化防護(hù)作用極佳，顯著優(yōu)于耐臭氧老化功能優(yōu)異的防老劑4010NA和4020，特別適用于長(zhǎng)時(shí)刻處于靜態(tài)條件下的電線電纜、膠管、膠帶等室外用橡膠制品膠料。烷基芳基對(duì)苯二胺類防老劑的首要種類有防老劑4010，4010NA，4020和H等。防老劑4020是現(xiàn)在輪胎膠料用量最大的防老劑種類，對(duì)臭氧老化和屈撓龜裂老化有優(yōu)良的防護(hù)作用，對(duì)熱氧老化和天候老化也有較好的防護(hù)作用，且對(duì)變價(jià)金屬有鈍化作用，適用于NR，BR，SBR，NBR和CR，與白臘(尤其是具有支鏈的混合蠟或微晶蠟)并用，能增強(qiáng)靜態(tài)防護(hù)作用。與防老劑4010NA比較，防老劑4020耐水抽提功能較好，能夠到達(dá)長(zhǎng)效防護(hù)的作用。
二芳基對(duì)苯二胺類防老劑首要種類有防老劑3100和H等。防老劑3100的特色是不噴出、對(duì)皮膚無(wú)刺激，對(duì)輪胎和其它橡膠制品的臭氧、氧和屈撓疲憊老化有很好的防護(hù)作用，特別適用于運(yùn)用條件苛刻的載重輪胎和越野輪胎膠料，也是CR的特效抗臭氧劑。防老劑3100分子結(jié)構(gòu)兩頭的苯環(huán)上引進(jìn)了1個(gè)或2個(gè)增容基因，故其在橡膠中的溶解度增大，能夠增大在膠猜中的用量，還能徹底消除運(yùn)用防老劑4010NA和4020膠料變紅的缺點(diǎn)，對(duì)銅、錳等有害金屬的防護(hù)甚佳;缺點(diǎn)是膠料受光變成黑褐色，一起污染嚴(yán)峻，故其僅適用于深色制品膠料。
近年來(lái)橡膠防老劑新種類開發(fā)與運(yùn)用較少，而且跟著環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)厲，防老劑逐步向高功能化和環(huán)?；较蜷_展，橡膠防老劑種類逐步趨于集中，未來(lái)用量最大的種類仍為防老劑RD和4020。
五、加工助劑
橡膠加工助劑對(duì)于膠料只起物理作用，而不引起化學(xué)反響。
3.1 增粘劑
增粘劑是用于添加橡膠自粘性的加工助劑。橡膠自粘性會(huì)影響膠料的包輥性，然后影響合作劑的渙散、膠料的強(qiáng)度及擠出工序連續(xù)性和起氣泡性。恰當(dāng)?shù)恼扯冗€有利于前進(jìn)膠料的挺性。
我國(guó)常用的增粘劑首要有辛基酚醛樹脂(203樹脂)、叔丁基酚醛樹脂(204樹脂)和對(duì)叔丁基酚乙炔樹脂(Koresin樹脂)等。改性叔丁基酚醛樹脂(HY-2006樹脂)是根據(jù)204樹脂的一種改性產(chǎn)品，具有更好的粘合功能和耐濕熱老化功能，可代替Koresin樹脂。飽滿橡膠增粘樹脂HY-209 是專為EPDM開發(fā)的增粘劑。
3.2 增塑劑
增塑劑是能夠改進(jìn)高聚物加工功能，前進(jìn)其柔韌性或拉伸功能的加工助劑。按其作用機(jī)理可分為物理增塑劑和化學(xué)增塑劑兩大類。習(xí)慣上把物理增塑劑稱作軟化劑，化學(xué)增塑劑稱作塑解劑。組成橡膠首要用的是物理增塑劑。子午線輪胎許多生產(chǎn)后，增塑劑A在國(guó)內(nèi)得到了廣泛運(yùn)用。它可均勻地溶于橡膠，使填料快速混入，縮短膠料混煉時(shí)刻，增塑作用顯著。
石油系操作油是別的一種在橡膠加工中遍及運(yùn)用的物理增塑劑。高芳烴油由于其間的多環(huán)芳烴存在致癌危險(xiǎn)而被歐盟制止運(yùn)用。
3.3 均勻劑
均勻劑的首要功能是處理不同極性和不同粘度聚合物的共混問(wèn)題。均勻劑多用于氣密層和硫化膠囊中，跟著子午線輪胎結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，溴化丁基橡膠(BIIR)的用量將越來(lái)越大，這為膠料加工添加了許多困難，如硫化膠和未硫化膠的粘合力小、壓延工序中發(fā)生夾氣現(xiàn)象等?，F(xiàn)在用在氣密層膠中首要運(yùn)用進(jìn)口均勻劑TNB88，UB4000和40MSF。用均勻劑40MS(F)悉數(shù)或部分替代操作油可前進(jìn)膠料的加工安全功能、耐屈撓功能、粘合功能和耐熱老化功能。在胎面膠中運(yùn)用均勻劑能起到光滑作用，下降膠料門尼粘度，前進(jìn)成品輪胎耐磨功能;前進(jìn)膠料擠出速度、下降擠出溫度，削減擠出胎面破邊和氣孔，下降加工成本。
3.4 渙散劑
渙散劑的首要功能是改進(jìn)膠猜中炭黑與其它合作劑的渙散狀況。渙散劑在橡膠混煉進(jìn)程中一般起內(nèi)光滑作用，能夠削減橡膠大分子鏈間的內(nèi)磨擦，下降混煉膠粘度，促進(jìn)炭黑及其它合作劑的渙散，改進(jìn)膠料的均一性和加工功能，使混煉時(shí)刻和能耗下降，加速填料的渙散。跟著輪胎工業(yè)的不斷開展，組成橡膠用量逐步增大，炭黑用量有所增大，這些要素都給膠料加工帶來(lái)不方便，因而渙散劑的運(yùn)用成為必定。具有渙散作用的物質(zhì)有脂肪酸、金屬脂肪酸鹽、脂肪酸酯、脂肪酸和高分子脂肪酸酯的縮合產(chǎn)品及其與金屬皂類的混合物。
六、結(jié)語(yǔ)
跟著橡膠工業(yè)的開展，組成橡膠用量逐年前進(jìn)。近年來(lái)我國(guó)橡膠助劑在開發(fā)和運(yùn)用方面取得了長(zhǎng)足的前進(jìn)，但還存在許多缺乏。橡膠助劑必須向環(huán)保、高效、多功能、低成本方向開展，橡膠助劑生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)其在組成橡膠中的運(yùn)用研討，跟上橡膠工業(yè)快速開展的腳步
