硫化促进剂的定义和分类

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料橡胶助剂手册》第458页（3135字）

【释文】：

添加于胶料中，能够提高硫化速度、降低硫化温度、缩短硫化时间、减少硫化剂用量并能改善硫化胶物性的物质称为硫化促进剂(简称促进剂)。

业已发现具有促进硫化作用的物质超过千余种，但由于效能、加工性、毒性和价格等方面的问题，实际工业化的品种并不多，约有150种左右，其中应用最广的有30余种。正确地选用硫化促进剂的前提在于对其特性的充分认识，而从不同角度对硫化促进剂进行科学的分类又是掌握其性能的基础。从实用的角度考虑，可将硫化促进剂按如下四种方式分类。

1．按照化学结构分类

按照化学结构，可将现有的硫化促进剂分为无机化合物和有机化合物两大类。从硫化促进剂的发展历史来看，经历了一个由无机促进剂向有机促进剂演变的过程。早期使用的硫化促进剂都是氧化铅、氧化锌、氧化镁、氧化钙等碱金属氧化物。这些化合物被称为无机硫化促进剂。自1906年发现苯胺具有加速硫化的作用以来，人们对有机硫化促进剂的研究广泛展开，许多性能独特的有机促进剂相继问世。与无机促进剂相比，有机促进剂具有更高的促进效能和更好的硫化胶物性。现在无机硫化促进剂除在个别橡胶中用作促进剂外，在大多数橡胶中已不再作为硫化促进剂使用，而是作为有机硫化促进剂的活性剂使用。橡胶工业中一般所说的促进剂是指有机硫化促进剂。

就有机硫化促进剂而言，从化学结构上可将现在实际使用的品种分为如下几类：醛氨类、醛胺类、胍类、噻唑类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐类、次磺酰胺类、黄原酸盐类、硫脲类、其它类化合物(主要是胺类和其它杂原子化合物)、混合型硫化促进剂。

按照化学结构的分类是硫化促进剂的主要分类方法，对于研究硫化促进剂的合成、探索促进剂结构与硫化特性的关系、设计配方及开发新型硫化促进剂等方面都有很大的指导意义。本书按化学结构分类介绍。

2．按照硫化促进效力的大小分类

按照促进剂对硫化反应促进效力的大小可将其分为如下几类：

(1)超速促进剂 秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐类促进剂属于该类。其硫化促进效力最强，焦烧性也最大。主要用于低温或室温硫化橡胶制品，有时在一般橡胶制品中作为半超速促进剂或中等促进剂的活性剂。

(2)半超速促进剂(亦称准超速促进剂或强促进剂) 属于该类促进剂的有噻唑类的M．DM，次磺酰胺类的(Z．NOBS，醛胺类的丁醛苯胺等。其硫化促进效力比弱促进剂和中等促进剂高得多，焦烧性一般比超速促进剂小。是现在应用最广泛的促进剂，是大多数橡胶制品的主促进剂。

(3)中等促进剂(亦称中速促进剂或普通促进剂) 属于该类促进剂的有硫脲类、胍类和部分醛胺类促进剂。其硫化促进效力比弱促进剂强，很少单独使用，主要是与强硫化促进剂特别是噻唑类并用。

(4)弱促进剂 属于该类的有部分醛氨类促进剂如六亚甲基四胺，和部分醛胺类促进剂。其硫化促进效力低。不单独使用，主要是与强硫化促进剂特别是噻唑类促进剂并用。

按照硫化促进效力大小进行分类的方法，并不是一个很周全的分类方法。因为同一种硫化促进剂在不同的橡胶中会显示不同的促进效力，而且即使在同种橡胶中，促进剂效力的大小还受到其添加量、硫化温度、与其它配合剂之间的相互作用等因素的影响。因此，该法的分类结果缺乏全面性和等效可比性。但在实际的配方设计中，该分类方法对于概括了解硫化促进剂的效力仍然具有简便实用的价值。

3．按照硫化促进剂的酸碱性分类

按照硫化促进剂本身的酸碱性或与硫化氢反应生成物的酸碱性，可将促进剂分为如下三类：

(1)酸性硫化促进剂 属于该类的促进剂其本身为酸性或与硫化氢反应生成酸性化合物。如噻唑类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐类。

(2)碱性硫化促进剂 属于该类的促进剂其本身为碱性或与硫化氢反应生成碱性化合物。如醛胺类、醛氨类、胍类。

(3)中性硫化促进剂 属于该类的促进剂与硫化氢反应可同时生成酸性和碱性两种化合物或本身能解离成碱性和酸性化合物的盐类。如次磺酰胺类、M的胺盐、二硫代氨基甲酸胺盐等。

这一分类方法对于研究硫化促进剂的并用很有参考价值。通常，不同酸碱性促进剂的并用，显示出相互活化的效果，可以提高硫化起步速度，缩短硫化时间，减少促进剂使用总量，改善硫化胶物性。而相同酸碱性促进剂的并用，有相互抑制作用，可用于调整焦烧时间、硫化速度及硫化胶物性的平衡。在两种以上的促进剂并用时，一般将对促进效力起主导贡献作用的促进剂称为主促进剂(或一次促进剂)，而添加量较少、对促进效力贡献较小的促进剂称为辅助促进剂(或二次促进剂)。

4．按照硫化曲线的形状分类

硫化促进剂的硫化曲线是由焦烧时间、硫化时间、平坦时间和硫化返原四部分组成(参见图7-1)。理想硫化促进剂的硫化曲线应是焦烧时间长，硫化时间短，平坦时间长且无硫化返原。按照硫化曲线的形状，可将硫化促进剂分为如下三类。

图7-1 硫化曲线

(1)山形曲线型硫化促进剂

该类促进剂的硫化曲线特点是焦烧时间和平坦时间短，因此加工操作安全性较差，最佳硫化点难以控制，有过硫化之虞。硫化胶结构中多硫键交联较多，耐热性差，易发生硫化返原。一般醛氨类、硫脲类、胍类、秋兰姆类(高温硫化时)、二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐类的硫化曲线大致属于这一类型。

(2)平坦曲线型硫化促进剂

该类促进剂硫化曲线的特点是平坦时间长，因此，硫化操作易于控制，过硫化现象少，硫化胶交联结构中单硫键交联多，耐热老化性能好。无硫化返原。这类硫化促进剂适合于厚壁橡胶制品的硫化。醛胺类、噻唑类、秋兰姆类(低温硫化时)和混合型促进剂的硫化曲线大致属于这一类型。

(3)迟效性曲线型硫化促进剂

这类促进剂硫化曲线的特点是焦烧时间长，因此加工安全性高，胶料无焦烧危险。次磺酰胺类和噻唑类的DM促进剂硫化曲线大致属于这一类型。

掌握促进剂的硫化曲线类型，对于选择理想的促进剂并用体系很有意义。例如将平坦曲线型促进剂与山形曲线型促进剂并用，可以提高前者的硫化活性，得到硫化速度快、硫化平坦性好、硫化胶耐热老化性高的效果。