橡胶材料的分级及性能检测（天然橡胶主要的配合体系有哪些-拉姆检测）

天然橡胶主要的配合体系包括：硫化体系、促进剂体系、防护体系、补强填充体系等。‍

硫化体系

天然橡胶适用的硫化剂有 :a.硫、硒、碲；b.硫磺给予体；c.有机过氧化物；d.酯类；e. 醌类等。

一般要根据不同的性能要求采用不同的硫化体系。‍

1 、 硫黄硫化体系

采用硫磺硫化是天然橡胶加工中最传统的方法，根据硫化体系中硫磺和促进剂配比的不同，硫磺硫化体系可分为普通硫化体系、半有效硫化体系和有效硫化体系三种。

普通硫化体系又称传统硫化体系，是采用高量硫磺和少量促进剂配合的硫化体系。硫磺的标准用量为 2.75 份 (每 100 份 NR) 。这种硫化胶的单硫键较少，而多硫键则高达 70％以上，由于多硫键的键能低、稳定性不好，所以硫化胶的耐热和耐老化性能较差，即使加入大量防老剂也无济于事，但是这种硫化胶的综合物理机械性能较好 ‍

2 、 硫磺给予体硫化体系

天然橡胶常用的硫磺给予体有秋兰姆类和二硫代吗啡啉 (DTDM) 。

秋兰姆类（如二硫化四甲基秋兰姆 TMTD 、二硫化四乙基秋兰姆 TETD 、四硫化四甲基秋兰姆 TMTT 等）在硫化温度下能释放出活性硫， 故可作为硫化剂， 使胶料不加硫磺即可硫化 （所谓的 “无硫硫化”）。其中 TMTD 使用较多。但是，使用秋兰姆的胶料有易喷霜和焦烧时间短的缺点。

二硫化二吗啡啉 DTDM 常用于半有效和有效硫化体系。在硫化中， DTDM 完全取代硫磺时， 就形成有效硫化体系；若取代部分硫磺，则形成半有效硫化体系。配合 DTDM 的天然橡胶胶料的焦烧时间长，不喷霜，不污染，硫化胶物理机械性能良好。 ‍

3 、其它硫化体系

酯类硫化体系是指氨基甲酸酯交联体系，它是二异氰酸酯（ TDI、 MDI ）和对亚硝基苯酚的加成物（对醌单肟氨基甲酸酯） ，能赋予天然橡胶良好的抗返原性、耐热性和耐老化性。可改善天然橡胶与帘线、织物、钢丝和其他材料的黏合性能。

酰亚胺硫化体系属于高温硫化体系，硫化胶的抗返原性和热稳定性好，并且压缩永久变形小，与玻璃纤维的黏合性好，可作为硫化剂的马来酰亚胺主要有 N,N`- 间亚苯基双马来酰亚胺、

4， 4`-亚甲基双马来酰亚胺、 2， 6-二叔丁基 -4-（马来酰亚胺甲基）苯酚以及 4， 4`-二硫代双苯基马来酰亚胺等。其中以二硫代双苯基马来酰亚胺和间亚苯基双马来酰亚胺效果最好。

天然橡胶可以用有机过氧化物硫化。最常用的有机过氧化物为过氧化二异丙苯 （DCP）。DCP 用量为 2～ 4 份，硫化胶形成的交联键为碳 -碳键。硫化胶具有好的热稳定性和优异的耐高温老化性能，蠕变小，压缩永久变形小，动态性能好，抗返原性好。缺点是胶料硫化速度快，交联效率高，硫化胶抗动态疲劳性能好。

该类品种有聚（ 2-二乙氨基双 -4， 6-二硫醇基三嗪） 、聚（ 2-六亚甲基双 -4， 6-二硫醇基三嗪）和聚（ 2-N-甲基环乙基氨基双 -4， 6-二硫醇基三嗪）。

天然橡胶硫黄硫化体系通常要配用氧化锌 2～ 5 份、硬脂酸 1～ 3 份等活性剂。 ‍

4、促进剂体系

促进剂与硫化剂配合能起到使硫化剂活化、加速硫化反应、缩短硫化时间的作用。天然橡胶常用的促进剂主要有二硫代氨基甲酸盐类 （如促进剂 ZDC、 PZ 等）、秋兰姆类促进剂 （如促进剂 TMTD 、 TETD 等）、噻唑类（如促进剂 D、 DM 等）、次磺酰胺类（如促进剂 CZ、 AZ、 DZ 等）。

天然橡胶选用促进剂主要应考虑以下两点：一是促进剂的硫化临界温度，即促进剂在硫化过程中开始起促进作用的温度（见表 5-3）。一般地，临界温度低的促进剂易焦烧，但反应速度快；临界温度高的促进剂不易焦烧，在较高温度下才起反应。对于厚壁制品，为了防止胶料早期焦烧，宜使用临界温度较高的促进剂。

普通硫黄硫化体系（常规硫化体系，又称高硫低促体系）是采用高量的硫黄和低量的进剂配合的硫化体系，其交联键以多硫键为主，老化前胶料的通用物理机械性能较好，表现为强度高、弹性好、耐磨性高其成本低，但耐热性、耐老化性差，硫化时返原性大。由于天然橡胶不饱和度大，硫黄用量可比合成橡胶多，在软质橡胶制品中硫黄用量大约为 2～ 3 份，常用 1.75～ 2.75 份。促进剂用量在 1 份以下，硫黄用量在 2.5 份以上时，物理机械性能如拉伸强度、伸长率变化不大，而永久变形、硬度和定伸应力增加。使用促进剂有 M、 DM 、 CZ、 NOBS、 D、 TT 等，可以单用也可并用，常见并用形式有 DM 、 D/TS、 D/DM 、 M/H 、 M/TT 、 M/TS 、 CZ/TT 、 DM/D/H 、 DM/M/TT 、 DM/TT 、 CZ/DM 、 NOBS/DM 等等。

半有效硫化体系介于普通硫黄化体系和有效硫黄硫化体系之间。半有效硫化体系是由中等硫黄（1～ 1.7 份）和促进剂组成。交联键中既有多硫键也有单、双硫键。其硫化胶兼有耐热、耐疲劳和抗硫化返原等多种综合功能，因此获得广泛应用。典型配有 S/NS(1.5/1.5)、 S/NS/DTDM(1.5/0.6/0.6) 。 ‍

5）防护体系

天然橡胶是高不饱和橡胶，生胶及其橡胶制品在贮存和使用过程中，受到氧、臭氧、紫外线以及其他活性物质的作用而发生降解，拉伸强度损失，橡胶链发生交联硬化。为防止天然橡胶降解，添加防老剂是极有效的办法，良好的防老剂可以使橡胶制品的使用寿命提高几十倍。天然橡胶常用的防老剂有：胺类防老剂（防老剂 A、 D、 4010、 4010NA 、 4020 等）、酚类防老剂（防老剂 264、 SP等）、键合型防老剂（防老剂 NDPA 等）、以及石蜡等等。 ‍

6 ）补强填充体系

依据配方要求，加入多孔粉石英填料可以提高胶料的物理性能，显示出较好的补强作用。其天然非晶态二氧化硅与其他硅粉相比具有细度高、活性高、比重轻的特点，因此它更易于同橡胶里的高份子等其他材料匹配融合。试验结果来看，该填料可替代部份炭黑、白炭黑降低生产成本。

在天然橡胶配合中要求耐磨时可加入超耐磨炭黑 （N110）、中超耐磨炭黑 （ N220）和高耐磨炭黑 （ N330）等。要求提高耐撕裂性时，以槽法炭黑效果最好。要求强度不高、弹性好、加工性能好时可用快压出炉黑（ N550）、通用炉黑（ N660）、半补强炉黑（ N770）等。选用炭黑时，要注意炭黑的粒径、结构、表面活性和 PH 值， PH 值影响硫化速度，因此要根据炭黑的酸碱性，相应调整硫化体系的品种和用量。对炉法炭黑应选用后效性促进剂，且用量不宜太大。

对于浅色、艳色制品，天然橡胶可加沉淀白炭黑、活性白炭黑、超细多孔粉石英等作补强剂，加入沉淀白炭黑时应配有机活性剂二甘醇（一缩二乙二醇） 、甘油（丙三醇） 、乙醇胺、聚乙烯醇等调节硫化速度，用量一般为白炭黑用量 5%～ 10%。

补强剂用量可根据制品性能要求和含胶率指标确定，一般来说，要获得最高强度，用量 40～ 45 份为宜，用量过大，强度返而降低。若要求低强度、低成本，则可添加陶土、 CaCO3 等填充剂，以降低含胶率。

炭黑是最常用的补强剂，橡胶制品的性能与所选用的炭黑的性质是密切相关的，因此我们必须根据橡胶制品的性能要求来选用炭黑。一般而言，当要求提高橡胶制品的耐磨性能时，可选用超耐磨、中超耐磨和高耐磨炉黑；要求提高撕裂强度时，以槽法炭黑效果最佳；要求提高定伸应力时，可选用高定伸炉黑；要求高弹性时，可选用细粒子炉黑、中粒子热裂法炉黑；要求加工性能良好时，可选用快压出炉黑、通用炉黑、全用炉黑。另外，在选用炉黑时，要考虑炭黑的粒径、结构、表面活性和 PH 值等。

除炭黑外，白炭黑（化学成分是 SiO 2 ）是另一种重要的补强型填充剂，它能提高天然橡胶的抗撕裂强度、减少龟裂扩展，改善胶料与帘布的粘合性能。

而常见的重 /轻质碳酸钙、二氧化钛、滑石粉、陶土等则属于非补强型填充剂，它们能增加胶料的容积和比重，降低制品成本。这些填充剂若经活化处理或添加偶联剂，有时也能获得一定的补强效果（如活性碳酸钙、用偶联剂处理的陶土等） 。‍

7 ）软化增塑体系

1物理增塑剂

软化增塑的使用是为了获得良好的工艺性能，如黏性、柔软性，便于混炼、压延、压出成型等工艺操作，还可调节胶料的硬度。选择软化增塑剂要考 虑对物理机械性能的影响。软化增塑剂的常用品种有松焦油和固体古马隆，一般用量 4～ 5 份，石油系各类软化剂 5～ 15 份。

2 化学增塑剂（塑解剂）

天然橡胶中的烟片胶、绉片胶门尼黏度较高，给塑炼工艺带来一定困难，以往塑炼一般加入进剂 M和 DM 进行塑解，但效果不理想。添加化学塑解剂可以提高生胶的塑炼效果，缩短时间，提高效率。天然橡胶常用塑解剂有 SJ-103 和 12-I 等，用量 0.1～ 0.3 份。前者开炼机、密炼机都适宜，后者只适用于密炼机塑炼工艺。