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化工原料中的促进剂的具体分类有哪些?

张先生    2025-07-24 08:23:36    0次浏览

橡胶硫化促进剂是一类能加快硫化反应速度、降低硫化温度、减少硫化剂用量的化工原料,其分类方式主要基于化学结构和作用特点。以下是具体分类及各类别的典型代表、性能特点和应用场景:

一、按化学结构分类(常用分类方式)

1. 噻唑类(Thiazoles)

化学结构:分子中含噻唑环(含硫和氮的五元杂环),是应用广泛的促进剂之一。

典型代表:

MBT(2 - 巯基苯并噻唑,简称 “促进剂 M”)

MBTS(二硫化二苯并噻唑,简称 “促进剂 DM”)

性能特点:

硫化活性中等,诱导期较短(需配合活性剂使用)。

硫化胶拉伸强度高、弹性好,耐老化性能中等。

M 为酸性促进剂,DM 为 M 的二硫化物,活性略低于 M,焦烧性更好(不易早期硫化)。

应用场景:适用于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶等,常用于轮胎、胶鞋、胶带等通用制品。

2. 次磺酰胺类(Sulfenamides)

化学结构:由噻唑类与胺类反应生成,分子中含 -S-N- 结构,是目前橡胶工业中用量的促进剂类别。

典型代表:

CBS(N - 环己基 - 2 - 苯并噻唑次磺酰胺,简称 “促进剂 CZ”)

NOBS(N - 氧二乙撑 - 2 - 苯并噻唑次磺酰胺,简称 “促进剂 NOBS”)

TBBS(N - 叔丁基 - 2 - 苯并噻唑次磺酰胺,简称 “促进剂 NS”)

性能特点:

诱导期长(焦烧性),硫化活性高,硫化平坦期(性能稳定的时间范围)宽。

硫化胶综合性能优异(拉伸强度、弹性、耐老化性平衡)。

需与氧化锌、硬脂酸等活性剂配合,对硫化温度敏感(高温下活性显著提升)。

应用场景:适用于各种橡胶,尤其适合大型复杂制品(如轮胎胎面、胎侧)和要求加工性高的制品,是子午线轮胎生产的核心促进剂。

3. 秋兰姆类(Thiurams)

化学结构:含秋兰姆基团(-N-C (=S)-S-),部分品种可兼作硫化剂(如超促进剂)。

典型代表:

TMTD(二硫化四秋兰姆,简称 “促进剂 TMTD”)

TMTM(一硫化四秋兰姆,简称 “促进剂 TMTM”)

性能特点:

活性高(属超促进剂),诱导期极短,硫化速度快,甚至可在室温下促进硫化(需注意焦烧风险)。

单独使用时硫化胶硬度高、弹性较差,但与噻唑类并用可协同提升性能。

TMTD 在高用量时可作为硫化剂(无硫硫化体系),适用于耐硫化返原(过硫化性能稳定)的场景。

应用场景:常用于胶乳制品(如手套、气球)、电缆绝缘层,或作为噻唑类 / 次磺酰胺类的辅助促进剂(缩短硫化时间)。

4. 二硫代氨基甲酸盐类(Dithiocarbamates)

化学结构:含 -S-C (=S)-N- 结构,是活性的促进剂之一。

典型代表:

ZDMC(二二硫代氨基甲酸锌,简称 “促进剂 PZ”)

ZDEC(二硫代氨基甲酸锌,简称 “促进剂 EZ”)

性能特点:

诱导期极短(加工性差,易焦烧),硫化速度,可在低温(80-100℃)下硫化。

硫化胶耐热性较好,但拉伸强度和弹性中等。

应用场景:主要用于胶乳制品(如避孕套、医用胶管)的低温快速硫化,或作为其他促进剂的 “超速” 辅助剂(如在轮胎缓冲层中调节硫化速度)。

5. 胍类(Guanidines)

化学结构:含胍基(-NH-C (=NH)-NH-),属碱性促进剂。

典型代表:

DPG(二苯胍,简称 “促进剂 D”)

DOTG(二邻甲苯胍,简称 “促进剂 DOTG”)

性能特点:

硫化活性较低,单独使用时硫化速度慢、硫化温度高(需 150℃以上),诱导期长。

硫化胶硬度高、定伸应力大,但弹性和耐老化性较差,易导致 “过硫化”(交联键断裂)。

应用场景:极少单独使用,通常作为噻唑类、次磺酰胺类的辅助促进剂(活化剂),用于提高交联密度,适用于厚壁制品(如胶辊、密封圈)的硫化。

6. 硫脲类(Thioureas)

化学结构:含硫脲基团(-NH-C (=S)-NH-),活性较低,部分品种有致癌性(使用受限)。

典型代表:

ETU(乙烯硫脲,简称 “促进剂 NA-22”)

DPTU(二苯基硫脲,简称 “促进剂 CA”)

性能特点:

对氯丁橡胶等极性橡胶有,能促进其硫化并提高耐热性。

对通用橡胶(如天然橡胶)活性低,且易导致制品变色(泛黄)。

应用场景:主要用于氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶的硫化,如电线电缆的绝缘层、耐油胶管。

7. 醛胺类(Aldimine-Amines)

化学结构:由醛类与胺类缩合而成,属碱性促进剂。

典型代表:

H(六亚四胺,简称 “促进剂 H”)

丁醛苯胺缩合物(简称 “促进剂 808”)

性能特点:

活性低,硫化速度慢,诱导期长,需高温(160℃以上)硫化。

硫化胶耐老化性较好,但弹性较差,易使制品变色(深色制品适用)。

应用场景:主要用于厚壁橡胶制品(如胶鞋大底),或与其他促进剂并用调节硫化速度,现已逐渐被促进剂替代。

二、按硫化速度分类

超超速促进剂:二硫代氨基甲酸盐类(如 PZ、EZ),硫化速度快,诱导期极短。

超速促进剂:秋兰姆类(如 TMTD),硫化速度快,诱导期短。

中速促进剂:噻唑类(如 M、DM),硫化速度中等,诱导期较短。

慢速促进剂:胍类(如 D)、醛胺类(如 H),硫化速度慢,诱导期长。

迟效性促进剂:次磺酰胺类(如 CZ、NS),诱导期长(加工),但进入硫化阶段后速度快,兼具性和性。

三、按酸碱性分类

酸性促进剂:噻唑类(M、DM)、硫脲类(ETU),需与碱性活性剂(如氧化锌)配合使用。

碱性促进剂:胍类(D)、醛胺类(H),可与酸性促进剂并用调节反应。

中性促进剂:秋兰姆类(TMTD)、次磺酰胺类(CZ),适用性广,与酸碱促进剂均能协同作用。

总结

橡胶促进剂的分类核心是化学结构,不同类别在硫化速度、加工性、硫化胶性能上差异显著:

次磺酰胺类因 “迟效性” 和综合性能优异,成为轮胎等高端制品的;

噻唑类和秋兰姆类因性价比高,广泛用于通用橡胶制品;

二硫代氨基甲酸盐类适合低温快速硫化场景;

胍类、硫脲类等则针对特定橡胶类型(如氯丁橡胶)或工艺需求。

实际应用中,常采用 “并用体系”(如次磺酰胺类 + 秋兰姆类),通过协同效应平衡加工性、硫化速度和制品性能,是橡胶配方设计的关键策略。

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