有机过氧化物在橡胶加工中作为交联剂具有广泛应用。然而,不同种类的有机过氧化物在橡胶交联中具有不同的特点与限制。其中,半衰期及分解产生的自由基类型是影响有机过氧化物是否适合作为交联剂的重要因素。
对于有机过氧化物而言,其半衰期既不能太短,也不能太长。如果半衰期太短,会在混炼阶段出现焦烧问题;而半衰期过长,则会导致硫化温度过高或者硫化时间过长。因此,在选择有机过氧化物作为交联剂时,需要根据具体应用情况来确定其半衰期范围。
此外,在有机过氧化物分解后形成的自由基类型上也存在差异。烷氧基自由基是一种较为活性的自由基类型,具有很高的形成交联键效率。因此,具有烷氧基自由基的有机过氧化物是最主要也是最常见的交联剂使用类型。相比之下,其他自由基类型的交联剂在实际应用中则不如烷氧基过氧化物普遍。
二烷基过氧化物是常用的橡胶交联剂之一,具有较高的交联效率,但也存在一些限制。常见的二烷基过氧化物包括过氧化二异丙苯(DCP)、二(叔丁基过氧化异丙基)苯(BIPB)和2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷(双二五或101)等。
DCP作为年消耗量最多的有机过氧化物之一,除了交联效率高、价格低的优点外,其硫化后制品的气味大且刺鼻是其主要缺点。这是因为DCP分解产生的苯乙酮挥发性强,会在制品中残留,并产生刺激性气味。因此,在选择DCP作为交联剂时需要谨慎考虑其应用场景,比如避免用于制造食品接触材料。如果必须使用DCP,可以通过添加其他助剂来降低其对制品的影响。
相比之下,BIPB具有双官能团、活性氧含量高等特点,交联效率更高,而且不会产生强烈的气味,因此被称为“无味DCP”。BIPB的硫化温度相对DCP较高,通常需要比DCP配方高5度左右的温度才能达到最佳效果。但是,BIPB的分解产物双(2-羟基异丙基)苯溶解度较小,会在部分橡胶中形成喷霜,需要注意调整配方以降低使用量并提高其分解产物在橡胶中的溶解度。
双二五或101则主要应用于硅橡胶的硫化,在有机橡胶硫化中也可以使用,比如EPDM、CM等。双二五具有液体状态、挥发性强等特点,需要注意控制工艺波动,尽量保持工艺稳定以确保交联密度的稳定性。由于其纯品易燃易爆,不适合在密闭空间中操作,需要注意安全问题。同时,双二五的熔点较低,在冬季需要注意保温避免结冰。