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氧化锌在胶料中的作用

发布时间:2021-05-29 09:38:19浏览次数:

  1、 氧化锌在胶料中,主要起活性剂(即助促进剂)的作用。因加入橡胶中的氧化锌与促进剂反应生成锌盐络合物,含有空轨道的2n2+粒子极化能力较强,易促进硫黄环型分子裂解,以促进橡胶硫化。为什么要与硬脂酸配合使用,因加工过程中,氧化锌与橡胶分子都带正电荷,同性相斥,难于在橡胶中分散,当与硬脂酸一并加入,在混炼过程中,生成硬脂酸锌就易于分散了。

2、 氧化锌在橡胶中还是一种优良的导热剂和热容剂。氧化锌的导热性是炭黑的2.5倍,是橡胶的5倍;它的热容性是炭黑的2倍。为什么在翻胎的内胶(缓冲胶)、填洞胶和垫子胶中,氧化锌用量较大呢?这是因为内胶处于胎面与胎体之间,填洞胶处于胎体之中,衬垫胶位于衬垫与胎体内层之间。轮胎在高负荷高速持续行驶中,反复压缩、伸张、屈挠变形,必然要生热。为减少这些部位的热积累,必须尽量使这些部位的胶散热快,热容量要大,所以这些部位的胶中,氧化锌都较大。氧化锌还是一种补强、着色剂。

二:氧化锌的生产方法

目前,世界上氧化锌的生产方法大体上可分为“火法”和“湿法”两大类。“火法”又分为间接法和直接法两种。直接法又称美国法,它以矿石为原料,经高温还原、氧化,直接获得氧化锌产品。该法虽能以矿石为原料,但缺点是能耗大,产品质量不稳定,一级品率很低。间接法又称法国法,它是以高纯锌锭为原料,经高温升华、氧化制得氧化锌。该法的优点是产品纯度高,缺点是锌锭价格昂贵,能耗大,成本高,产品活性低,使用面受到限制。“湿法”又称化学法,是近年来兴起的生产氧化锌的方法。该法种类较多,但多处于开发阶段。目前广泛采用的方法为硫酸法,即粗ZnO用硫酸浸取、除杂、净化,加入碳酸钠进行复分解反应,中间产品经烘干或煅烧即得碱式碳酸锌或氧化锌。作为硫酸法的改进,亦有用碳酸氢铵代替碳酸钠作为沉淀剂的。该法的优点是一个流程可得多种产品,产品质量好,其缺点是硫酸和碳酸钠(碳酸氢铵)消耗量大,产品成本高,设备腐蚀严重,副产品硫酸钠或硫酸铵回收困难;如不回收,直接排放会造成环境污染。

三:什么是活性氧化锌

活性氧化锌为白色或微黄色球状微细粉末,密度5.47g/cm3,熔点1800℃,不溶于水,溶于酸、碱、氯化铵和氨水中。在潮湿空气中能吸收空气中二氧化碳生成碱式碳酸锌。

按化工部HG2572-94标准,普通氧化锌粒度0.5μm,柱状,棒状,比表面积 1~5m2/g;活性氧化锌粒度0.05μm,球状,比表面积35~45m/g。活性氧化锌表面能吸附气体分子形成单分子吸附层,据此可计算出其比表面积,判断其活性度。

活性氧化锌和氧化锌在化学成分上是相同的,它们的差异主要表现在物理性质上,因而用途也不尽相同。活性氧化锌的纯度低于用直接法或间接法生产的氧化锌,但其特有的物理、化学性质能显示其优越性。氧化锌一般用于橡胶工业,它主要作为天然橡胶、合成橡胶及乳胶的活化剂。活性氧化锌的颗粒细小呈球状,具有很大的表面积,具有良好的分散性与良好的吸附性,因而能促进橡胶的硫化、活化和补强防老化作用,能加强硫化过程,提高橡胶制品耐撕裂性、耐磨性。

活性氧化锌还用于白色乳胶的着色剂和填充剂、氯丁橡胶中的硫化剂、塑料工业的光稳定剂、合成氨工业中的脱硫催化剂,还可用于涂料、搪瓷、颜料等化工工业。在橡胶工业中用活性氧化锌比用普通氧化锌可减少1/3~1/4的用量。

四:活性氧化锌与普通氧化锌的区别和特点

活性氧化锌与普通氧化锌的差别:①它们生产方法不同。普通氧化锌的生产方法有:间接法、直接法和电热法。比如常用的间接法氧化锌,它是由电解锌锭经熔解后,在高温下锌蒸气经氧化面制成2Zn+O2   高温下2ZnO,而活性氧化锌则是由碳酸锌经4000C焙烧分解获得ZnCO3400℃ZnO+CO2 ;②是它们的粒径和表面积大小不同,活性氧化锌粒径小,表面积大,普通氧化锌的表面积多为3—5m2/g,而活性氧化锌的表面积多为30—50 m2/g,相差10倍。

活性氧化锌的主要特点:①活性大,对硫化反应有较强的活化作用,因此,可减少用量或缩短硫化时间;②比重小,有害物质含量少(如Pb、Hg、Ge、Mn等);③活性氧化锌易与胶料混合,分散均匀,可提高胶料的粘性,因此活性氧化锌用量较普通氧化锌少;④可提高压出制品形状的稳定性和导热性。

五:活性氧化锌的用途

活性氧化锌广泛用于橡胶工业,主要用作天然橡胶、合成橡胶及乳胶的硫化活性剂、补强剂及浅色橡胶制品的着色剂,使橡胶制品具有良好的耐磨性、耐撕裂性和弹性;颗粒微细的活性氧化锌可用作聚烯烃和聚氯乙烯等塑料的光稳定剂及合成氨生产中用作脱硫剂等。普通碱式碳酸锌主要用作橡胶硫化促进剂、油田开采及化肥生产中的脱硫剂等。透明碱式碳酸锌主要用作透明及浅色橡胶制品,如透明橡胶鞋底及乳胶制品等。

六:为什么应积极推广使用活性氧化锌?

现用氧化锌即使锌含量99.5%的市场售价26000/吨,而活性氧化锌售价22000元/吨,相差4000元/吨,同时可减少用量,增加4—6份价格较低的补强填料,又是一笔节约。

减少氧化锌用量,不仅可为国家节约锌资源,而且对环保也很有好处。锌含量大的废弃物会污染环境,世界上的发达国家正在研究在轮胎中,用其它金属氧化物代替氧化锌。

因此,我们认为应积极推广使用活性氧化锌,使用量为普通氧化锌的70—80%左右为宜。 

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