论文部分内容阅读
近几年来，橡胶工业新技术更新换代，发展迅速，特别是非轮胎领域的精细橡胶制品发展更快，从而对橡胶制品要求越来越高。单独的橡胶制品性能很差，在使用过程中经常出现表面龟裂、泛白、物理机械性能下降等现象，这些现象统称为“老化”，橡胶制品为了防止这种现象的发生而使用配合剂，常用的配合体系有硫化剂和硫化助剂、防护助剂、补强填充剂、增塑剂、着色剂等，这些配合剂统称之为“防老剂”，而抗臭氧剂是防老剂的重要组成部分。硫脲类衍生物具有非污染性和低着色性，且迁移性小；对水不溶解，在酸液中也几乎不被抽出；在各种溶剂中长时间浸渍，仍能保持产品特性。本文主要合成了新型的抗臭氧剂，并对其合成工艺和应用进行了研究，具体研究成果如下：（1）以硫脲的无水乙醇溶液和六氢吡啶为原料，分别探讨了有无辐射作用下，探索了制备硫脲类衍生物N,N′-二哌啶基硫脲（PU）的工艺条件，并对其结构进行了表征。通过正交试验得出最佳的合成工艺条件分别为为：在常规条件下，硫脲的质量分数为1.52%，反应配比n（硫脲）：n（六氢吡啶）=1:2.2，滴加速度10滴/分钟，反应温度是70℃，时间为5h。此条件下的最终的产物收率为67.38:%。在微波仪温度-时间反应模式下，硫脲的乙醇溶液质量分数为1.56%，n（硫脲）：n(六氢吡啶)=1:2.2，搅拌速度500r/min，温度55℃，辐射反应9min，收率可达65.78%。（2）以硫脲的水溶液和环己胺为原料，探索了制备硫脲类衍生物N,N′-二环己基硫脲（CU）的工艺条件，并对其结构进行了表征。通过正交试验得出最佳的合成工艺条件分别为为：硫脲的水溶液浓度为10%，n（环己胺）：n(硫脲)=2.1:1，缓慢添加六氢吡啶（4滴/min），在100℃冷凝回流反应5h，收率可达92.09%。（3）应用实验部分主要考察了PU、 CU单体作为抗臭氧剂在NR硫化胶中的性能，主要分为力学性能和抗臭氧的性能，采取正丁基硫脲（CTU）为对比参照物，考察了新合成产物的效果。通过实验数据结果可以看出：热老化前加入PU的硫化胶料的拉伸强度低于加入CTU的胶料，但其热老化后物理指标及抗臭氧性优于添加CTU后的橡胶性能。而加入CU的胶料除拉伸强度低于加入CTU的胶料，但其他各项物理指标（包括老化前和老化后）都优于CTU胶料；从耐臭氧老化性能上看，CU的耐臭氧老化性稍逊色于防老剂CTU。总之，PU的性能要优于CU的性能，其综合性能可代替4010NA，与CTU性能相当。