La vulcanización es el proceso básico de preparación del caucho vulcanizado mediante la reticulación entre moléculas de caucho crudo para formar una estructura de red tridimensional. Para diferentes cauchos en bruto son adecuados diferentes sistemas de vulcanización.
Aunque existe una gran cantidad de literatura sobre la vulcanización de elastómeros, la investigación sobre la vulcanización del caucho aún está en curso. El objetivo principal de la investigación es mejorar las propiedades mecánicas y otras propiedades del caucho vulcanizado, simplificar y mejorar el proceso y reducir la liberación de sustancias nocivas durante el proceso de vulcanización. Para evaluar las nuevas perspectivas sobre la vulcanización en los últimos años, en primer lugar se describen brevemente los sistemas de vulcanización utilizados actualmente.
Sistema de vulcanización tradicional
El caucho insaturado suele utilizar el siguiente sistema de vulcanización.
1. El azufre, los disulfuros y polisulfuros orgánicos, el tiazol, la difenilguanidina, el óxido de zinc y el ácido esteárico son los principales agentes vulcanizantes. Este es el sistema de curado más común. Sin embargo, la resistencia al envejecimiento térmico por oxígeno del caucho vulcanizado no es alta.
* 2. Resina alquilfenólica.
3. Polihaluros (como el hexacloroetano utilizado en caucho de polibutadieno, caucho de estireno-butadieno y caucho de nitrilo) y hexacloro-p-xileno.
4. Reactivos bifuncionales [como derivados de quinona, diamina, azo y benceno azo (para caucho de butilo y caucho de etileno propileno)].
5. Bismaleimida, diacrilato. Acrilato de metal divalente (metacrilato), acrilato de prepoliéter.
6. Peróxido orgánico utilizado para vulcanizar caucho saturado.
A la hora de vulcanizar diferentes tipos de caucho saturado con caucho saturado, se pueden utilizar diferentes sistemas de vulcanización. Por ejemplo, al vulcanizar EPDM se utilizan peróxidos orgánicos junto con reticulantes insaturados, como por ejemplo isocianurato de trialilo (agente vulcanizante TAIC).
Los peróxidos orgánicos también se pueden utilizar al vulcanizar caucho de silicona. La vulcanización del caucho de vinil silicona se puede realizar en presencia de un catalizador (Pt).
Los métodos generales de vulcanización del caucho fluorado se describen en las monografías pertinentes.
El caucho que contiene átomos de halógeno o caucho que contiene grupos funcionales, como el caucho de cloropreno, el polietileno clorosulfonado y el caucho de butilo clorado, es el caucho que contiene cloro más utilizado.
El neopreno vulcanizado suele utilizar una mezcla de ZnO y MgO, utilizando etilentiourea (NA-22), disulfuro de tiulano, dio-o-tolil biguanida (acelerador BG) y azufre como agente acelerador de la vulcanización. Al vulcanizar polietileno clorosulfonado, se pueden utilizar los siguientes sistemas de vulcanización.
1. Mezcla de óxido de aluminio, óxido de plomo y óxido de magnesio, óxido de magnesio y éster de pentaeritritol, así como tetrasulfuro de tiulano (acelerador TRA) y acelerador DM como acelerador de vulcanización.
2. Hexametilentetramina, ácido adípico, ácido sebácico y óxido de magnesio.
3. Producto de la reacción entre aminas orgánicas y epóxidos.
Para la vulcanización del caucho de clorobutilo se pueden utilizar los siguientes sistemas:
1. Mezcla de óxido de zinc con ácido esteárico, óxido de magnesio, tiurano y disulfuro de benzotiazol;
2. Mezcla de ditiocarbamato de vinilo con óxido de zinc y óxido de magnesio.
3. Mezcla de resina polihidroximetilfenólica y óxido de zinc.
4. Dialquilditiocarbamato de zinc.
5. Compuestos hidroxiaromáticos (resorcinol, hidroquinona, etc.) (a temperatura ambiente).
Para vulcanizar cauchos carboxílicos se utilizan habitualmente óxidos y peróxidos metálicos, polioles, diaminas y poliaminas, epóxidos, diisocianatos y poliisocianatos.
Al caucho vulcanizado que contiene aminoácidos a menudo se le añade un sistema de vulcanización de óxido de zinc y azufre, materia orgánica que contiene halógenos y resina epoxi.
Al vulcanizar caucho a base de nitrilo, se utilizan comúnmente óxidos (como MnO2_2 y sb2o_5), sulfuros (como CuS) y poliaminas que contienen azufre (para caucho acrílico).
En ausencia de agente vulcanizante, debido a la reacción entre los grupos funcionales reactivos del polímero. También es posible formar una red de entrecruzamientos químicos en el elastómero. Esto ocurre, por ejemplo, en mezclas de PVC y NBR a altas temperaturas.
Sistema de vulcanización no tradicional
En los últimos diez años, el principal contenido de investigación ha sido el propio proceso de vulcanización y los problemas ecológicos durante el uso de productos de caucho vulcanizado, así como mejorar el proceso de vulcanización para reducir la quemadura y el retorno. La tendencia original es promover la vulcanización en frío, etc. También se tiene cuidado para evitar que los endurecedores, especialmente el azufre, se congelen en el producto terminado.
Al seleccionar sistemas de vulcanización y condiciones de vulcanización apropiados, se han logrado algunos resultados en la mejora del rendimiento del caucho y los productos vulcanizados.
Reducir los peligros ecológicos al utilizar sistemas de vulcanización.
El sistema de vulcanización del caucho insaturado suele contener azufre, por lo que se están tomando una serie de medidas para evitar que el azufre vuele durante el proceso de pesaje, como es el proceso de granulación. Normalmente, para eliminar la congelación de azufre se utilizan polímeros de azufre con diciclopentadieno, estireno y sus oligómeros. También se sugieren mezclas de azufre y resinas poliméricas, soluciones de azufre en aceites de hidrocarburos cíclicos, butadienos oligoméricos que contienen azufre y azufre con 5-etileno-biciclo[9.2.1]heptil-2-eno, el producto de reacción del indeno. Agregar ácido N-triclorometiltiosulfámico al caucho vulcanizado con azufre puede reducir la formación de escarcha. * * * Los polímeros de etileno y α-olefinas, cauchos de α-olefina y cauchos de etileno-propileno se pueden vulcanizar con derivados de bismaleimida que contienen grupos Cl, S o SO2 sin necesidad de vulcanización con azufre.
Los peligros ecológicos de las nitrosaminas son bien conocidos. Por lo tanto, los aceleradores a base de diaminas son peligrosos porque producen nitrosaminas volátiles. Los menos peligrosos son el dibencilditiocarbamato de zinc y el disulfuro de dibenciltiuram. Se pueden utilizar sulfonamidas, disulfuro de tetrametiltiuram y otros aceleradores de alquiltiuram inferior en cantidades limitadas (0,4-0,5%). Para los compuestos de neumáticos, a menudo se usa el acelerador DZ (N, N'-diciclohexil-2-benzotiazol sulfenamida), y también se puede usar una mezcla de disulfuro y tetrabenciltiuram bismaleimida. Los derivados del ácido xántico que no contienen átomos de nitrógeno no producen nitrosaminas cuando se combinan con pequeñas cantidades de aceleradores de uso común. Trisulfuro de dialquil (C1-5) fosforilo, N-triclorometilsulfinilfenilsulfenamida, disulfuro de benzotiazol (acelerador DM) y dibencilditiocarbamato de zinc. La mezcla no produce nitrosaminas. El uso de aditivos de vitamina C y vitamina E puede reducir la producción de nitrosaminas en sistemas de curado generales. Desde un punto de vista ecológico, se utilizan derivados de piperazina como 1,1'-ditiobis (4-metilpiperazina) como acelerador principal en lugar de aceleradores de aminas y se utilizan juntos urea, y se utiliza politiazol del 2 al 15%. Es adecuada una cantidad de bismaleimida del 15 al 50 %. Se recomienda utilizar alquilditiofosfato como acelerador de vulcanización de EPDM y no se producirán nitrosaminas en este momento. El pretratamiento del empaquetamiento y del ZnO con amoníaco o n-amina puede prevenir la formación de nitrosaminas. Agregar una pequeña cantidad de CaO, Ca(OH)2 y Ba(OH)2 al caucho vulcanizado de caucho de polibutadieno-estireno-butadieno también puede prevenir la formación de nitrosaminas.
Mejora del rendimiento técnico y de aplicación del caucho vulcanizado
En los últimos años se han incrementado significativamente diversos sistemas de vulcanización utilizados para mejorar las propiedades del caucho vulcanizado, especialmente del caucho insaturado.
Caucho insaturado
Se recomienda utilizar calcio, magnesio, zinc y otras sales metálicas divalentes de ácido ftálico y ácido trimelítico para vulcanizar caucho carboxílico. El compuesto que contiene esta sal metálica es resistente al chamuscado y la resistencia del caucho vulcanizado puede alcanzar 65438±08 MPa. La trietanolamina puede vulcanizar * * * polímeros de butadieno, acrilonitrilo y metacrilato de isopropoxicarbonilmetilo con Fe(OH)3 como acelerador. El caucho vulcanizado obtenido se utiliza para preparar productos resistentes al aceite y al benceno. -
El NBR puede reticularse con ésteres vinílicos multifuncionales. Cuando estos cauchos se vulcanizan con peróxidos, a menudo se usan ácido acrílico o dimetacrilato de fenilo y naftilo como agentes vulcanizantes, y el caucho vulcanizado resultante tiene resistencia al calor y alta resistencia al desgaste. El éster de tetraetileno de pentaeritritol se utiliza a menudo para reducir la temperatura de curado.
Se recomienda utilizar nuevos agentes vulcanizantes a base de etilen tiourea para vulcanizar caucho nitrilo, caucho butílico, caucho cloropreno y caucho EPDM. La vulcanización del caucho de nitrilo con resina fenólica de bajo peso molecular puede crear una red interpenetrante que actúa como refuerzo. La sal de quinona oxima (sodio, zinc, aluminio) y la sal de quinona dioxima (sodio, zinc) se pueden usar para caucho de butadieno vulcanizado.
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El viniltrimetoxisilano se utiliza habitualmente para vulcanizar EPDM y caucho EPDM. La vulcanización con peróxido en presencia de oligómeros de peróxido fenólico puede mejorar el rendimiento a altas temperaturas y las propiedades físicas y mecánicas del EPDM. El Epdm también se puede vulcanizar con oligómeros epoxi que contienen grupos peroxi; en este momento, se reduce la viscosidad del compuesto de negro de humo y se aumenta la resistencia del caucho vulcanizado.
El polisiloxano terminado en alcoxi se utiliza a menudo para la vulcanización dinámica de polipropileno y caucho EPDM, y el elastómero termoplástico resultante tiene una alta resistencia al calor.
La vulcanización del nuevo acelerador de vulcanización de caucho de carboxilnitrilo es una mezcla de disulfuro de fosforotioato y acelerador DM o N-óxido de etileno-2-benzotiazol sulfenamida. Los derivados de dinitrooxidación de xileno y antraceno pueden aumentar la velocidad de vulcanización de 1 a 3 veces, y la temperatura de vulcanización es de solo 60-80 °C. (El requisito original es 140-160 ℃) y el caucho vulcanizado obtenido es resistente al envejecimiento térmico por oxígeno. Para acelerar la vulcanización del caucho de hidroxinitrilo, también se utiliza trisulfuro de fosforotioato de bis(diisopropil) para preparar caucho vulcanizado con mayor densidad de red.
El uso de derivados de bencimidazol que contienen sustituyentes aromáticos o dobles enlaces no solo puede mejorar la resistencia al envejecimiento térmico del oxígeno del caucho de nitrilo, sino también mejorar su resistencia y resistencia a la fatiga dinámica. Además, a menudo se añaden derivados de bencimidazol con dobles enlaces de yugo heterocíclicos * * * a los compuestos de caucho NBR para mejorar la resistencia, la resistencia al envejecimiento térmico por oxígeno y el rendimiento dinámico del caucho.
Agregar fósforo o polifosfonohidruro al caucho de nitrilo CKH-26 y agregar anhídrido de ditiofosfato orgánico al caucho de nitrilo CKH-18 puede acelerar la vulcanización y mantener la estabilidad del caucho vulcanizado. Se puede obtener un nuevo acelerador de vulcanización de polímeros para caucho de isopreno y caucho de butadieno mediante polimerización por condensación de hexametilendiamina y azufre. Este acelerador de vulcanización tiene una zona plana de vulcanización más amplia y puede mejorar las propiedades físicas y mecánicas del caucho vulcanizado. El bromuro de alquil trietilamonio se utiliza a menudo como agente vulcanizante para el caucho de isopreno CKH-3 y el caucho de nitrilo CKH-26. En este momento, la resistencia del vulcanizado CKH-26 se puede aumentar de 4,5 MPa a 6,8 MPa
Se recomienda utilizar ácido aromático alifático y ácido o alcohol alifático y 2-(2',4'- El nuevo agente vulcanizante a base de dinitrofenil)tiobenzotiazol tiene un período de inducción de descomposición de 140-165 minutos a 160°C.
Para aumentar la velocidad de vulcanización del caucho insaturado, a menudo se añade un segundo acelerador, como el condensado de butiraldehído y anilina. Para la vulcanización de caucho natural y caucho de estireno-butadieno se utilizan 1-fenil-2,4-biuret y tiolano. El caucho natural se puede vulcanizar con 2-(2,4-dinitrofenil)mercaptobenzotiazol y un segundo acelerador. Las propiedades del vulcanizado resultante son similares a las de los vulcanizados con código 2-benzotiazol-N-azufre. Para mejorar la vida útil del caucho natural, a menudo se añaden oligómeros de amidofosfato al acelerador. La presencia de polímeros de 1,3-butadieno y 2-vinilpiridina * * * acelera la velocidad de vulcanización del caucho natural y aumenta la resistencia del caucho vulcanizado. Este método también puede aumentar la velocidad de vulcanización del caucho de butadieno y del caucho de nitrilo y reducir la tendencia a quemarse.
Añadir derivados de salicilamida de cobre y anilina al caucho EPDM puede aumentar la velocidad de vulcanización entre 0,2 y 0,5 veces. Al mismo tiempo, aumenta la resistencia del caucho vulcanizado y mejoran la resistencia a la fatiga y al calor.
El uso de alquilamida de ácido graso fosfolipidizado (1x) puede mejorar la resistencia del caucho vulcanizado SBR. Si se agregan dialquilditiofosfato de sodio y policuaternio al azufre, se producirá un efecto sinérgico al vulcanizar caucho de isopreno y la resistencia del caucho vulcanizado puede alcanzar los 23,6 MPa.
Se utiliza para caucho natural y caucho de butadieno. El nuevo vulcanizado El agente utilizado para el caucho de estireno es la 2-m-diazobencenosulfenamida. En comparación con los aceleradores de fosforamidita ordinarios, pueden aumentar la tasa de vulcanización más rápido, tener un mayor grado de vulcanización y un período de inducción más largo.
Además del peróxido de dicumilo, también se pueden añadir éteres de benzoquinona a la vulcanización "en frío" del caucho butílico en agua caliente. El tiempo de curado a 60 ℃ es de 9 días y el tiempo de curado a 95 ℃ es de 12 h y 3 h respectivamente.
Nuevos métodos para reducir la tasa de quemadura En la última década, se han utilizado muchos compuestos nuevos para reducir la tasa de quemadura. Las mezclas de disulfuro de tetrabenciltiuram y sulfenamida y 2-pirazina sulfenamida son eficaces en la mayoría de los cauchos vulcanizados con azufre. Para mezclas de caucho de estireno-butadieno y caucho de butadieno, se recomienda utilizar monosulfuro de tetrametilisobutilo de Thiuran. Se recomienda utilizar dimetacrilato de zinc como caucho combinado para caucho nitrilo y caucho EPDM. Las fenotiazinas son muy eficaces cuando se vulcanizan cauchos de nitrilo e isopreno con peróxidos, mientras que las fenotiazinas y el 2,6-di-terc-butilcresol son eficaces cuando se vulcaniza EPDM.
Reducción de la reversibilidad Se recomienda utilizar derivados del dietilfosfato para reducir la reversibilidad. Además, hexametilen bis (tiosulfato de sodio), disulfuro de pentacloro-β-hidroxietilo, una mezcla de bis (citramida) y hexahexaeno C3, ditiofosfato de difenilo (Ni, Sn, Zn), 1-fenil- y 1,5-difenil-2. .
Utilice un producto que contenga del 0,1% al 0,25% de bis(2,5-politio-1,3,4-tiadiazina), del 0,5% al 0,3% de bis(maleimida) y del 0,5% de mezclas al 3%. La sulfenamida también es eficaz. No hay reversión cuando se utilizan agentes vulcanizantes de alcoxisilano que contienen azufre y grupos olefina.
El uso de una mezcla de sales de zinc de ácidos grasos y zinc de ácidos aromáticos no solo puede reducir la reversión de la vulcanización, sino también mejorar las propiedades dinámicas del caucho vulcanizado. Agregar 1,3-bis(iminometil)benceno cítrico no solo puede reducir la reversión de la vulcanización, sino también mejorar la resistencia al desgarro y la resistencia del caucho vulcanizado.
Un nuevo método para utilizar el activador de vulcanización con azufre es combinar ZnO (3-5 partes en masa) y ácido esteárico (1 parte en masa) como activador de vulcanización con azufre. Actualmente, se utilizan diversos métodos para reducir la dosis de óxido de zinc, o incluso sustituir el óxido de zinc. Por ejemplo, calentar la mezcla de acelerador M, acelerador TT, ZnO y ácido esteárico a 100-105°C puede reducir el contenido de ZnO en el caucho a 2 partes en masa.
En ocasiones también se utiliza una mezcla de SiO2_2 y ZnO tratado con una solución tensioactiva polimérica que permite reducir la cantidad de ZnO, y también se han utilizado cargas inorgánicas recubiertas de ZnO.
En algunos casos, se pueden utilizar restos de la producción de baterías para sustituir el óxido de zinc, o se puede utilizar una mezcla de calcio, zinc y dióxido de silicio.
Caucho saturado
En los últimos años se han desarrollado muchos nuevos sistemas de vulcanización para la vulcanización de caucho saturado. Por ejemplo, al curar NBR con resina, agregar maleimida puede reducir el riesgo de quemaduras.
Algunas personas han introducido nuevos agentes vulcanizantes para vulcanizar caucho de monómero de etileno propileno dieno saturado, a saber, bis(alil)alcanodiol alifático y alcohol bis(alil)polivinílico. El uso de estos agentes vulcanizantes puede aumentar la velocidad de vulcanización y mejorar las propiedades físicas y mecánicas del caucho vulcanizado. -
Caucho halógeno
Para mejorar la tecnología de vulcanización del caucho que contiene halógeno, la gente ha realizado muchos trabajos de investigación. El caucho que contiene cloro vulcanizado con óxidos metálicos tiene enlaces cruzados débiles. Muchos estudios pretenden superar esta deficiencia, como la propuesta de añadir diestearato de diamonio [RNH(CH2)3NH2] al ZnO y al MgO. 2C17H3COOH puede mejorar las propiedades mecánicas. Muchos cauchos que contienen cloro, tales como caucho de cloropreno, caucho de clorobutilo, caucho de polietileno clorosulfonado y caucho de epiclorhidrina, utilizan compuestos orgánicos de 2,5-ditiol-1,3,4-tiadiazina y mezclas de derivados de polisulfuro de MgO.
Si el neopreno contiene sílice tratada con silano, se pueden utilizar organosilanos de polisulfuro y derivados de tiourea como sistema de vulcanización. El caucho vulcanizado así preparado tiene una alta resistencia al desgarro.
A la hora de vulcanizar neopreno, se suele utilizar poliguanidina en lugar de óxido de zinc. El 2-mercapto-3-tetra-4-oxotiazol tiol es un nuevo agente vulcanizante cargado en tamices moleculares que puede mejorar la resistencia a la fatiga y al calor del caucho y puede reemplazar la etilentiourea tóxica. El neopreno también se puede vulcanizar con sistemas de vulcanización que contienen vulcanizado, tiolanthemum y oligoaminas. En uso. Cuando se vulcaniza caucho de cloropreno con óxido de 3-cloro1,2 propileno y oligómero de Thiulan, se mejora la estabilidad al quemado del caucho y también se mejoran las propiedades físicas y mecánicas del caucho vulcanizado.
También se recomienda utilizar etilentiourea como agente vulcanizante del caucho neopreno (también se puede utilizar para vulcanizar caucho EPDM).
Muchos esfuerzos de investigación han discutido nuevos métodos de vulcanización del neopreno. Incluyendo el reemplazo de óxidos metálicos con sulfuros metálicos y permitiendo que cargas modificadas participen en el proceso previo al sulfuro.
Por ejemplo, el negro de humo K354 tratado con sulfuro de hidrógeno tiene un contenido de azufre del 6-8% y también puede reaccionar con metales (Ba, Mo, Zn, etc.). ) El sulfuro y el cloropreno forman enlaces entrecruzados en la superficie de la carga. En comparación con el caucho vulcanizado producido en masa que contiene ZnO y MgO, la resistencia del primero aumenta en un 50%, la resistencia a la fatiga aumenta en 65438 ± 0,5 órdenes de magnitud, la deformación permanente se reduce al 2%, la dureza, la resistencia a envejecimiento térmico por oxígeno, resistencia al aceite y rendimiento mejorado contra la corrosión química. Los efectos anteriores también se pueden lograr usando caucho de cloropreno, sílice pirógena modificada con etilenbis(ditiocarbamato)amonio y negro de humo K345 (50 partes en masa). En comparación con el caucho vulcanizado producido en masa con ZnO y MgO, la resistencia, la resistencia al desgarro y la resistencia al desgaste del caucho vulcanizado experimental mejoran, el rendimiento de fatiga dinámica mejora en 65438 ± 0,5 órdenes de magnitud y la resistencia al calor y a los ácidos son mejores. mejorado de 2 a 9 veces.
El uso de sílice pirógena especialmente tratada (30 partes en masa) como relleno para el caucho de cloropreno puede mejorar fundamentalmente las propiedades mecánicas del caucho de cloropreno. Primero, la sílice pirógena se trata con SiCl4_4 para generar grupos OsiCl3_3 en su superficie para reemplazar los grupos OH. Luego se modificó con sales queladas de etilen bis (ditiocarbamato) de zinc y etilen bis (disulfuro de tiuram). La resistencia del caucho que utiliza este sistema es 5MPa mayor que la del caucho producido en masa, con una deformación permanente del 3-6% y una resistencia al desgarro de 43-61KN/m (el caucho producido en masa es de 9,5KN/m). La resistencia al desgaste del caucho de prueba es 65438 ± 0,5 veces mayor que la del caucho correspondiente, mientras que la resistencia a la fatiga es 2 veces mayor. El caucho de butilo clorado, el caucho de bromobutilo y los polímeros clorados y bromados de isoolefinas y n-alquilestirenos se pueden vulcanizar con bis(tiurampentametilentetrasulfuro) y ZnO. El peroxibenzoato de terc-hexilo se puede utilizar para vulcanizar caucho de butilo halogenado sin liberar bromuro de metilo. Vulcanizados de caucho clorado y bromobutílico, y polímeros clorados y * * * * de isoolefinas y alquilestirenos, que poseen alta resistencia cuando se vulcanizan con sales de triazinetiol amina con sales de amina añadidas y alta resistencia al calor.
El caucho butílico clorado que contiene cargas inorgánicas se puede vulcanizar con sales de di-o-metilguanidina y sales de difenolboro de disulfuros de alquilfenilo. La resistencia del caucho vulcanizado se puede aumentar de 2,4 MPa a 7,5 MPa. La combinación de sulfuro metálico y neopreno vulcanizado con azufre también tiene buenos resultados. En este punto, la formulación de caucho debe contener negro de carbón y 10 partes de sílice pirógena modificada con amoníaco. La resistencia del caucho vulcanizado se puede aumentar de 18 MPa a 22 MPa, la deformación permanente se puede reducir al 8%, la resistencia al desgarro es de 101 kN/m (el caucho de producción en masa es de 86 kN/m), la resistencia al desgaste casi se duplica y la fatiga La resistencia mejora más de 3 veces. Tiene efectos similares sobre el caucho de epiclorhidrina y el polietileno clorosulfonado y sus polímeros. Los sulfuros metálicos también se utilizan en la vulcanización del caucho de clorobutilo, pero con la participación de zeolitas deshidratadas. La zeolita tiene altas propiedades de adsorción y puede absorber los gases liberados, haciendo que el caucho vulcanizado sea más denso y mejorando su rendimiento. Por ejemplo, la resistencia aumenta de 18 MPa a 24 MPa, la resistencia al desgarro es de 90 kN/m (el caucho producido en masa es de 46 kN/m), la resistencia al desgaste se duplica y la resistencia a la fatiga ante deformaciones repetidas mejora en dos órdenes de magnitud. .
¿Se puede fabricar caucho que contiene cloro (cloropreno, polietileno clorosulfonado, etc.) a partir de quinonodioxima, pirolusita y FeCl3? Las mezclas de 6H2O se vulcanizan a bajas temperaturas.
/Caucho de silicona
En general, se cree que la selección de sistemas de vulcanización de caucho de silicona es muy limitada. Pero existen muchas patentes sobre la vulcanización del caucho de silicona. La mayoría de las patentes se relacionan con el curado a temperatura ambiente. Esta vulcanización requiere el uso de tanques de almacenamiento y tanques de revestimiento con capas de pegamento, y la superficie de los aparatos eléctricos debe recubrirse con una capa aislante. Cuando se utiliza caucho para sellar u otros fines, a menudo se requiere vulcanización a temperatura ambiente.
El método más sencillo de vulcanización a baja temperatura del caucho de silicona es utilizar sílice con grupos OH en la superficie. Esta carga se trata con heptametilciclotetrasiloxano que contiene cloro en presencia de un disolvente aprótico. El polidimetilsiloxano-α,ω-diol cargado con sílice pirógena en presencia de catalizador de laurato de dibutilestaño también se puede vulcanizar a temperatura ambiente. Algunos tipos de polisiloxanos se pueden vulcanizar en presencia de sílice tratada con oligómeros terminados en hidroxilo que contienen silicio. Los elastómeros saturados que contienen grupos alcoxi terminados en silicio pueden autovulcanizarse para formar enlaces silicio-oxígeno cuando se utilizan antioxidantes que contienen azufre. El caucho vulcanizado tiene buena resistencia al calor.
El artículo de investigación explica el principio general de la vulcanización en frío del caucho de silicona independientemente de la modificación del relleno:
[1] El enlace de reticulación se forma entre el caucho en bruto con grupos terminales OH y RSiX3 Se forma en un sistema "monocomponente" compuesto por agentes conjuntos. (donde X es hidroxilo, imino, silazano o etilendiamina). Estos grupos se hidrolizan para formar grupos OH bajo la acción de la humedad del aire y luego se condensan para formar enlaces Si-O-Si sin catalizador.
[2] En presencia de un catalizador (derivados de Pt, Sn y Ti), en un sistema "bicomponente" formado por dos cauchos de silicona que contienen grupos reactivos interactivos forman una red de entrecruzados. cautiverio.
[3] Cuando hay carga pero no catalizador, los grupos terminales de dos o más cauchos de silicona pueden interactuar.
De hecho, el segundo y tercer caso son compuestos autosulfurantes con las mismas propiedades pero diferentes grupos reactivos.
Actualmente, un gran número de patentes describen diferentes aspectos de estos métodos. Pero la mayoría de las diferencias son sólo detalles.
Por ejemplo, un caucho que se puede imprimir 12 × 104 veces y se usa en impresoras láser (resistencia 5 MPa) es caucho de metil silicona o caucho de difenil silicona sin agregar un catalizador, o incluso otros cauchos de silicona. También se pueden vulcanizar sistemas compuestos por dos cauchos de dimetilsilicona que contienen grupos hidroxilo terminales y trimetilsilano, caucho de heptametilvinilsilicona y negro de humo. Además, la reacción de vulcanización también se puede llevar a cabo en un compuesto que contiene caucho de silicona terminado en hidroxilo y polisiloxano con agente reticulante ON=CR2. En ausencia de agua, los cauchos de dimetilsilicona terminados en hidroxilo se pueden vulcanizar con derivados de silanos difuncionales, trifuncionales y tetrafuncionales.
Los cauchos de silicona que contienen grupos terminales silanol se pueden vulcanizar con vinil (trihidroxi) silano en presencia de cargas inorgánicas. Los cauchos de silicona que contienen grupos terminales trimetilsilanol se pueden vulcanizar con viniltrimetoxisiloxano en presencia de un catalizador. Las condiciones de curado son 20 ℃ × 7 d. La resistencia del caucho vulcanizado alcanza los 5,6 MPa. El compuesto se utiliza en la fabricación de recubrimientos y adhesivos y también en las industrias electrónica, sanitaria y alimentaria.
También se pueden vulcanizar mezclas de caucho compuestas por polisiloxanos que contienen grupos terminales olefínicos, polisiloxanos que contienen grupos SiH, catalizadores y adhesivos de silicona. Su caucho vulcanizado tiene una excelente adherencia a termoplásticos y resinas. Los compuestos mixtos de polisiloxanos que contienen olefinas también se pueden vulcanizar en presencia de un catalizador de Pt y NH3. El caucho vulcanizado tiene una deformación por compresión muy baja. !
Los silanos N-heterocíclicos, como la bis(trialquilhidroxisiloxi)piridina, son promotores de la adhesión para la unión de metales y plásticos. Se pueden utilizar para vulcanizar mezclas de siloxanos y polihidroxisiloxanos terminados en vinilo en presencia de catalizadores y cargas de platino. La duración de la reacción de vulcanización es de 7 días. La resistencia al corte combinada con aluminio es de 3,8 MPa)
* * *Vulcanización del caucho
El caucho con varios grupos funcionales reactivos (diferentes propiedades) puede utilizar agentes vulcanizantes especiales inofensivos. La vulcanización no solo es adecuada. para la vulcanización a baja temperatura de caucho de silicona, pero también es adecuado para la vulcanización a alta temperatura de otros cauchos. Por ejemplo, el caucho natural clorado y el caucho de hidroxinitrilo se vulcanizan para obtener caucho resistente al aceite y al desgaste. El caucho de clorobutilo y el caucho de hidroxinitrilo se pueden vulcanizar a 180°C sin añadir un agente vulcanizante. También se pueden vulcanizar caucho de hidroxinitrilo y caucho de polietileno clorosulfonado, incluido caucho relleno de negro de carbón. Las mezclas de cloruro de polivinilo y caucho de nitrilo hidrogenado se pueden vulcanizar a 180-200 °C para formar enlaces cruzados de amino y éter. Los compuestos de caucho natural epoxidado cargado con negro de humo y polietileno clorosulfonado se pueden vulcanizar sin agentes vulcanizantes. El caucho vulcanizado tiene una resistencia y resistencia al desgarro extremadamente altas, así como una buena resistencia a la abrasión. Las mezclas de caucho natural epoxidado, neopreno y caucho de carboxilnitrilo se pueden vulcanizar sin agentes reticulantes. El caucho de cloruro de polivinilo y nitrilo de carboxilo se vulcanizan a 180 °C y el caucho vulcanizado tiene alta resistencia al aceite y al desgaste.
Por lo tanto, elegir caucho combinado con grupos funcionales activos y vulcanizarlo sin utilizar agentes reticulantes especiales ha sido una de las principales direcciones en la última década para resolver los problemas ecológicos causados por la vulcanización y mejorar el rendimiento de caucho vulcanizado.