고무 산업에서는 가황 공정은 고무를 플라스틱 소재에서 특정한 탄성과 강도를 가진 고체로 변환하는 데 중요합니다. 고무의 가공 성능과 가황 효율을 개선하려면 적절한 가황 촉진제를 선택하는 것이 중요합니다. 가황 촉진제의 선택은 고무 가황 속도에 영향을 미칠 뿐만 아니라 가공 중 고무의 "스코치 안전"(즉, 오존 노화, 열 노화 등으로 인한 조기 가교) 및 최종 기계적 특성과 직접 관련이 있습니다. 이 기사에서는 다양한 유형의 가황 촉진제가 고무 가황 공정에 미치는 영향, 특히 "가공 안전"(일명 "스코치 안전") 및 가황 속도에 미치는 영향을 살펴봅니다.
1. 고무 가황 촉진제의 기본 역할
가황 촉진제는 고무 가황 시스템에서 필수적인 구성 요소입니다. 가황 촉진제는 유황과 고무 분자 사슬 사이의 가교 반응을 촉진하여 고무의 물리적 특성을 향상시킵니다. 가황 촉진제의 주요 기능은 유황 가교 반응을 촉진하여 가황 프로세스를 가속화하여 더 낮은 온도에서 원하는 가황 효과를 얻는 것입니다.
가황 촉진제의 선택은 사용되는 가황 시스템의 유형에 따라 달라지는데, 다른 촉진제는 가황 공정에 다양한 효과를 미칠 수 있기 때문이다. 가황 촉진제는 화학 구조와 반응 메커니즘에 따라 다음과 같은 여러 그룹으로 분류할 수 있다. 머캅탄 가황 촉진제(예: TMTD), 이황화물 가황 촉진제(예: TBBS, MBS, CBS), 아민 가황 촉진제, 티아졸 가황 촉진제(예: MBT, MBTS) 및 기타 특수 유형의 가황 촉진제.
2. 가황촉진제의 분류 및 스코치 안전에 미치는 영향
2.1 설페나미드 가속제
설펜아마이드 가황 촉진제는 고무 산업에서 가장 인기가 많습니다. 이 제품은 우수한 가공 안전성과 적당한 가황 속도를 제공하여 다양한 용도의 고무 제품에 이상적입니다. 설펜아마이드 촉진제의 주요 특징은 가황 공정 중에 "스코치" 현상(즉, 조기 가교)을 효과적으로 방지할 수 있다는 것입니다. 이 유형의 촉진제는 가황 반응의 시작을 지연시키고 조절 가능한 반응 중간체를 형성하여 가공 안전성을 향상시킵니다.
설페나마이드 가황 촉진제는 구조에 따라 다음과 같은 여러 유형으로 분류할 수 있습니다.
CBS(N-사이클로헥실-2-벤조티아졸 설페나미드): 이 가속기는 가황 과정 중 스코치 안전 시간을 단축하지만 가황 속도가 빨라집니다.
TBBS(N-tert-butyl-2-benzothiazole sulfenamide): TBBS는 CBS보다 가황 속도가 약간 느리고 비교적 오랫동안 스코치 안전을 유지합니다.
MBS(N-모르폴리닐-2-벤조티아졸 설페나미드): MBS는 스코치 안전 시간이 길고 가황 속도가 느려서 장시간 가공이 필요한 고무 제품에 적합합니다.
DCBS(N,N-디사이클로헥실-2-벤조티아졸 설펜아미드): DCBS는 가장 긴 스코치 안전 시간과 가장 느린 가황 속도를 제공하므로 느린 가황 속도가 필요한 고성능 고무 제품에 이상적입니다.
2.2 티아졸 가속제
MBT(2-머캅토벤조티아졸) 및 MBTS(디벤조티아질 디설파이드)와 같은 티아졸 가속제도 일반적으로 사용되는 가황 가속제입니다. 이러한 가속제는 일반적으로 가황 속도가 빠르지만 스코치 안전성이 비교적 낮습니다. MBT와 MBTS는 가황 속도가 더 빠르지만 고온이나 가공 중에 고무의 조기 가교를 일으킬 가능성이 더 높아 고무의 가공성에 영향을 미칠 수 있습니다.
엠비티: 가황 속도는 빠르지만 그을음 안전성이 낮아 빠른 가황 용도에 적합합니다.
MBTS:MBT에 비해 MBTS는 스코치 안전성이 약간 향상되었지만, 여전히 비교적 "참을성이 없는" 가황 촉진제로 간주됩니다.
2.3 티우람 및 디티오카바메이트 가속제
TMTD(테트라메틸티우람 디설파이드) 및 기타 디설파이드 가황 촉진제와 같은 티우람 및 디티오카바메이트 촉진제는 고무 가황 중에 스코치 안전성이 낮습니다. 이 유형의 촉진제는 가황 속도가 빠르지만 스코치 안전성이 낮으면 가공 중에 고무의 조기 가교 결합이 쉽게 발생하여 성형 및 후속 가공에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
3. 스코치 안전성과 가황율의 관계
3.1 스코치 안전
스코치 안전성은 고무가 조기 가황을 거치지 않고 일정 기간 동안 안정적인 가공 상태를 유지할 수 있는 능력을 말합니다. 가황 촉진제의 선택은 스코치 안전성에서 중요한 역할을 합니다. 실제 생산에서 스코치 안전성이 더 긴 촉진제를 선택하면 고무가 가공 중에 조기 가교를 거치지 않아 후속 성형 및 가황 공정에 영향을 미칠 수 있는 문제를 방지할 수 있습니다. 일반적으로 술펜아마이드 가황 촉진제는 더 긴 스코치 안전성을 제공하며, DCBS가 가장 긴 안전성을 제공합니다. 가공 안정성에 대한 요구 사항이 더 높은 고무 제품에 특히 적합합니다.
3.2 가황 속도
가황 속도는 고무가 가열 중 가교 반응을 거치는 속도를 말합니다. 가황 속도가 빠를수록 일반적으로 고무의 물리적 특성(탄성, 노화 방지성 등)이 더 좋아집니다. 그러나 가황 속도가 너무 빠르면 생산 중에 고무 제품을 성형하는 데 어려움이 발생할 수 있습니다. 따라서 적절한 가황 속도를 달성하는 것은 생산 공정과 최종 제품의 성능 모두에 중요합니다. 가황 촉진제의 종류와 양은 가황 속도에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
CBS 및 TBBS 가황 촉진제 가황 반응을 빠르게 완료할 수 있으므로 더 빠른 가황 속도가 필요한 상황에 적합합니다.
DCBS 더 느린 가황 속도가 필요한 응용 분야에 더 좋습니다. 이 유형의 가속제는 일반적으로 더 긴 작업 시간이나 더 낮은 가공 온도를 요구하는 고무 제품에 사용됩니다.
가황촉진제 선택이 고무 특성에 미치는 영향
다양한 유형의 가황 촉진제는 가황 속도와 스코치 안전성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 고무의 최종 기계적 특성(인장 강도, 인열 강도, 경도 등)과 성능 특성(내마모성, 고온 저항성 및 노화 방지 특성 등)에도 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 가황 촉진제를 선택할 때는 가황 속도와 스코치 안전성뿐만 아니라 고무 제품의 최종 적용 요구 사항도 고려하는 것이 중요합니다.
빠른 가황 속도를 가진 가황 촉진제(예: TBBS)는 신속한 프로토타입 제작과 대량 생산이 필요한 생산 환경에 적합합니다. 그러나 고무의 기계적 특성이 약간 낮아질 수 있습니다.
가황 속도가 느린 가황 촉진제(예: DCBS)는 더 높은 노화 방지 특성과 더 나은 기계적 성능이 요구되는 고무 제품에 더 적합하며, 특히 고성능 고무 제품 생산에 적합합니다.
고무 가황 촉진제의 선택은 고무의 가공 성능, 가황 속도, 스코치 안전성 및 최종 물리적 특성을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 다양한 유형의 촉진제는 다양한 생산 조건에서 뚜렷한 특성을 보입니다. 가황 촉진제를 적절히 선택하면 생산 효율성을 높이고 고무 제품의 성능을 최적화할 수 있습니다.
실제 적용에서는 가황 속도와 그을음 안전성의 균형을 이루는 적절한 촉진제를 선택하는 것이 고무 제품의 품질과 생산 효율성을 보장하는 데 중요합니다.
일반 용도 고무 제품의 경우, 술펜아마이드 가황 촉진제는 우수한 가공 안전성과 적당한 가황 속도로 인해 인기가 있습니다. 고성능 고무 또는 느린 가황 속도가 필요한 특수 고무 제품의 경우 DCBS와 같은 느린 가황 촉진제가 좋은 선택입니다. 궁극적으로 가황 촉진제를 선택할 때는 생산 요구 사항과 고무 제품의 포괄적인 성능 요구 사항을 모두 고려해야 합니다.
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